Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edson Taira Procopio.pdf: 7667432 bytes, checksum: 340fc984da59ee0bd318ee7ba77b68c3 (MD5) Previous issue date: 2012-12-14 / The signal propagation between nodes of a network of wireless sensors in a built environment, indoor or may suffer interference from the environment in which they are installed. This phenomenon may occur because of the characteristics of objects in the signal propagrado contacts. Environments with different configurations contains objects with features that can compromise the signal in different ways. In this context, this work presents a study to define mathematical models that are capable of representing the behavior of a wireless sensor network operating within a built environment. This study was conducted in environments with specific characteristics, the results of which are limited to environments characterized compatible with this environments, but the method applied for this purpose to study can be used to study environments with different characteristics. The ability to obtain models that characterize the behavior of the network can provide benefits in the design phase, anticipating the conditions of signal propagation between the points and thereby giving conditions to optimize the resources applied. / A propaga??o do sinal entre os n?s de uma rede de sensores sem fio em um ambiente constru?do, ou indoor, pode sofrer interfer?ncias do meio em que est?o instalados. Esse fen?meno pode ocorrer por conta das caracter?sticas dos objetos em que o sinal propagrado entra em contato. Ambientes com diferentes configura??es cont?m objetos com caracter?sticas que podem comprometer o sinal de maneiras diferentes. Nesse contexto, este trabalho apresenta um estudo realizado para definir modelos matem?ticos que sejam capazes de representar o comportamento de uma rede de sensores sem fio operando dentro de um ambiente constru?do. Este estudo foi realizado em ambientes com caracter?sticas espec?ficas, sendo que os resultados obtidos limitam-se a caracterizar ambientes compat?veis com estes ambientes, mas o m?todo aplicado ao estudo para esta finalidade pode ser utilizado para o estudo de ambientes com caracter?sticas diferentes. A possibilidade de obter modelos que caracterizem o comportamento da rede pode apresentar benef?cios na fase de projeto, antevendo as condi??es de propaga??o do sinal entre os pontos e com isso, dando condi??es de otimizar os recursos aplicados.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 John F L Madeira.pdf: 1208031 bytes, checksum: cacbe507cfeea663dc6feac02f58faa7 (MD5) Previous issue date: 2013-06-21 / This paper presents an approach to management of wireless sensor network (WSN) with the use of the Simple Network Management Protocol (SNMP). In this proposal, was implemented a new element called SNMP Proxy Gateway (SPG) that has aimed to make the interconnection of management without the need for modification or adaptation of the stack TCP/IP protocols. Thus, a new implementation based in hardware and software were deployed to make the transition of SNMP PDUs for WSN. A set of experiments were made in laboratory to test and validate the proposed results. / Este trabalho apresenta uma abordagem para ger?ncia de rede sensores sem fio (RSSF) com utiliza??o do Simple Network Management Protocol (SNMP). Nesta proposta, foi introduzido elemento chamado SNMP Proxy Gateway (SPG) que tem objetivo de fazer a interconex?o das arquiteturas de rede para ger?ncia sem a necessidade de altera??o ou adapta??o da pilha de protocolos TCP/IP. Para isso, foi implementado prot?tipo de ger?ncia da rede atrav?s de um conjunto hardware e software com fun??o de fazer a transcri??o dos PDUs do SNMP para a RSSF. Um conjunto de experimentos foram executados em laborat?rio com objetivo de testar a proposta e validar os resultados obtidos.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KARYNA SILVEIRA CARDOSO.pdf: 2314345 bytes, checksum: 65e604b78ddbbbc8d0efd8e49a70ac86 (MD5) Previous issue date: 2015-06-16 / This study proposes a strategy to access sensor nodes of a wireless sensor network clumped together in clusters that come together in cells through a hybrid radio topology and / or fiber. In this topology, communication between wireless sensor networks and the repeater is via radio, while the backhaul communication between the base and repeaters will be hybrid and can use radio or fiber. Therefore, the proposal includes a flexible topology, using both radio as fiber in the backhaul and access to sensor nodes via a wireless sensor network. For demonstration of the proposed, tests were done on a channel emulation bench using fiber backhaul between the base and a repeater element. These tests were performed on the 915 MHz band, the FSK varying its transmission rate to assess the coverage area for each rate. As a result curves were obtained showing that for a fixed RSSI, the higher the worse transmission rate is the bit error rate. And the higher the lowest environmental attenuation factor will be the coverage area at all rates tested. Therefore the lower the reception power, the greater the distance between the sensors. Also tests were made in a real environment to evaluate the protocols implemented. It consists in the access of the node sensors of the clusters through multiple hops and reception power measurements of each sensor node and a packet loss rate. Through testing it has verified the operation of the proposal and implemented the flexible topology proposal. / O presente trabalho prop?e uma estrat?gia para acessar n?s sensores de uma rede de sensores sem fio (RSSF) aglutinados em clusters que se unem em c?lulas atrav?s de uma topologia h?brida de r?dio e/ou fibra. Nesta topologia, a comunica??o entre as redes de sensores sem fio e o repetidor ser? via r?dio, enquanto o backhaul de comunica??o entre a base e os repetidores ser? h?brido, podendo utilizar r?dio ou fibra. Portanto, a proposta abrange uma topologia flex?vel, utilizando tanto r?dio quanto fibra no backhaul e acesso aos n?s sensores via uma rede de sensores sem fio. Para demonstrar a proposta foram feitos testes em uma bancada de emula??o de canal utilizando backhaul de fibra entre a base e um elemento repetidor. Estes testes foram realizados na faixa de 915 MHZ, na modula??o FSK variando a sua taxa de transmiss?o, para avaliar a ?rea de cobertura para cada taxa. Como resultados foram obtidas curvas que mostram que para uma RSSI fixa, quanto maior a taxa de transmiss?o pior ser? a taxa de erros de bits (BER). E quanto maior o fator de atenua??o do ambiente menor ser? a ?rea de cobertura da rede em todas as taxas testadas. Logo quanto menor a pot?ncia recep??o, maior a dist?ncia entre os n?s sensores. Tamb?m foram realizados testes em um ambiente real para avaliar os protocolos implementados. Estes testes consistiam no acesso dos n?s sensores dos clusters atrav?s de m?ltiplos saltos e medi??o dos valores de pot?ncia de recep??o de cada n? sensor e sua taxa de perda de pacotes (PER). Atrav?s dos testes realizados foi comprovado o funcionamento da proposta implementada e a topologia flex?vel proposta.

As tecnologias de redes sem fio passaram a atender não só às aplicações corporativas mais sofisticadas como também àquelas envolvendo desde o rastreamento de animais, monitoramento de estruturas e automação industrial até o gerenciamento de utilidades urbanas. Este projeto de pesquisa aborda o desenvolvimento de um protocolo de rede mesh multi-hop segundo a especificação IEEE 802.15.4, com o uso de coordenadas geográficas de cada nó para o roteamento de dados em aplicações de iluminação pública. Para o desenvolvimento do protocolo de rede, é considerada a biblioteca de rotinas de interface de rede denominada Simple MAC (SMAC). Tal biblioteca pode ser utilizada para a elaboração do protocolo de roteamento geográfico destinado à rede mesh multi-hop. Paralelamente, propõe-se a descrição de um método a ser adotado para a inserção do protocolo de roteamento geográfico no SMAC. Os códigos, desenvolvidos em linguagem de programação C, são portados para a plataforma de desenvolvimento dos nós de comunicação de um toolkit específico e submetidos a ensaios experimentais. Os resultados englobam a geração de conhecimento teórico e prático a respeito das redes de sensores sem fio, bem como o desenvolvimento de um software aberto para este tipo de rede. As propriedades de auto-organização da rede, robustez e baixa latência são comprovadas nos ensaios experimentais. / The technologies of wireless networks have to serve not only the most sophisticated business applications but also those that involve the tracking of animals, monitoring of structures, industrial automation and the management of urban utilities. This research project addresses the development of a protocol for multi-hop mesh network according to IEEE 802.15.4, with the use of geographical coordinates of each node for routing data in applications such as street lighting. In order to develop the network protocol, the routines library of the network interface, called Simple MAC (SMAC), is considered. This library can be used for establishing the geographic routing protocol destined for the multi-hop mesh network. In parallel it is proposed to describe a method to be adopted for the inclusion of geographic routing protocol in SMAC. The codes, developed in C programming language, are ported to the development platform of communication nodes of a specific toolkit and subjected to experimental tests. The results include the generation of theoretical and practical knowledge regarding the wireless sensor networks, as well as the development of open software for this type of network. The properties of self-organization of the network, robustness and low latency are proven in experimental tests.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-13T19:54:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_RoteamentoMulticamadaBaseado.pdf: 3768147 bytes, checksum: 94a2ae401264e821c6a84e2a9779dedc (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-16T15:01:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_RoteamentoMulticamadaBaseado.pdf: 3768147 bytes, checksum: 94a2ae401264e821c6a84e2a9779dedc (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-16T15:01:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_RoteamentoMulticamadaBaseado.pdf: 3768147 bytes, checksum: 94a2ae401264e821c6a84e2a9779dedc (MD5) Previous issue date: 2012-02 / A pesquisa apresentada nesta dissertação descreve a elaboração de um protocolo de roteamento para aplicações de Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) em cidade inteligentes com forte restrição de energia e alta densidade de nodos. Através do estudo dos principais objetivos da comunicação de dados e do levantamento do estado-da-arte sobre os protocolos de roteamento e tecnologias para RSSF, a proposta contempla requisitos como: vazão de dados, confiabilidade de entrega e eficiência energética. A pesquisa apresenta em detalhes o protocolo AODV (Ad hoc On Demand Distance Vector), bem como sua relevância no contexto de RSSF devido a sua popularidade entre as plataformas de dispositivos comercializados. Além disso, são apresentados protocolos derivados do AODV, e a ausência de uma proposta robusta capaz de contemplar os requisitos levantados. O protocolo REL (Routing by Energy and Link Quality) é o resultado da pesquisa levantada e a proposta de solução para roteamento plano sob demanda baseado em eficiência energética e qualidade de enlace para prover um roteamento escalável, capaz de realizar balanceamento de carga e prolongar o tempo de vida da rede. O protocolo REL foi avaliado através de simulação e tesbed, a fim de garantir validação da proposta em ambiente real de escala reduzida e simulado de alta densidade. Os resultados mostraram que o protocolo REL apresenta considerável melhoria de entrega de dados através da escolha de enlaces confiáveis de transmissão e menos suscetíveis a erro, além de moderado consumo de energia capaz de prolongar o tempo de vida da rede, evitando a saturação prematura de nodos. / Multilayer routing based on energy efficiency and link quality for wireless sensor networks This Thesis describes the development of a new routing protocol for Wireless Sensor Networks (WSN) for energy restriction and scenarios with high density of nodes. Through the study of the main goals of data communication and the state of the art on the routing protocols and technologies for WSN, this proposal has the following requirements throughput, reliability on data delivery and energy-efficiency. The study presents in detail the AODV (Ad hoc On Demand Distance Vector) protocol and its relevance in the context of WSN, due to the fact of its popularity among the devices. Additionally, it is presented the proposed extensions for AODV and their main drawbacks to provide the required goals. The REL (Routing by Link Energy and Quality) protocol is the result of this research and the proposed solution for on-demand routing protocol for plan architecture based on energy-efficiency and link quality, in order to provide scalability, load balancing and prolong the network lifetime. The REL protocol was evaluated by using simulation and tesbed experiments in order to show its impact and benefits in real and simulated scenarios. The results presents that REL increases the data delivery rate due to the use of reliable links with less probability of error. Additionally, it uses energy issues to select routes, which avoid the fast saturation of nodes and increase the network lifetime.

Aproximadamente 15% do faturamento das indústrias brasileiras são provenientes da indústria alimentícia, responsáveis por empregar mais de um milhão de pessoas. Para produção em larga escala é necessário que estas indústrias estejam preparadas tecnologicamente, no entanto grande parte da instrumentação eletrônica e controle ainda requer tecnologia estrangeira. Para acompanhar o crescimento e as tendências mundiais nesta área, faz-se necessário fomento para as pesquisas e inovações tecnológicas. Essas inovações podem trazer a este setor maior faturamento, principalmente nos setores de alimentos saudáveis e de preparo rápido. Ao contrário disso, muitas dessas empresas sequer possuem departamentos de pesquisa e desenvolvimento, principalmente no que se refere ao uso da tecnologia da informação agregada à instrumentação eletrônica, com foco na produção de alimentos. Que é justamente onde se insere este projeto que tem como objetivo o desenvolvimento de uma mini linha experimental de produção de biscoitos com monitoramento eletrônico e computacional, que possa estimar o ponto ideal da massa e controlar a produção de biscoitos automaticamente. Para provar a viabilidade da aplicação das tecnologias desenvolvidas na indústria alimentícia, uma linha de produção de biscoitos foi projetada e construída em escala laboratorial, sensores e atuadores que utilizam tecnologia sem fio com protocolo zigbee foram instalados ao longo da linha. Para que se pudesse analisar a temperatura interna do biscoito durante seu assamento, um encapsulamento a base de cimento refratário foi desenvolvido para proteger o nó sensor, permitindo que esse possa acompanhar o biscoito dentro do forno e coletar a temperatura interna do biscoito. Desenvolveu-se também um sensor capaz de captar, em tempo real, dados referente à massa, através da leitura da corrente utilizada pelo motor do misturador, pois esta corrente está relacionada com o torque aplicado à massa. A metodologia proposta comprovou a viabilidade da utilização de sensores sem fio com protocolo zigbee, e mostrou ser possível estimar o ponto ideal da massa através do sistema desenvolvido, iniciar o processo de fabricação automaticamente e controlar todos os processos envolvidos / Approximately 15% of the revenues of Brazilian industries from the food industry is responsible for employing over a million people. For large scale production is necessary for these industries are technologically prepared, however much of the electronic instrumentation and control equipment still requires foreign technology. To keep up with growth and global trends in this area, it is necessary to promote research and technological innovation. These innovations can improve sales to this sector, mainly in health food and fast preparation. By contrast, many of these companies even have departments of research and development, especially regarding the use of information technology to aggregate electronic instrumentation, focusing on food production. That is precisely where it belongs this project aims to develop an experimental production line mini biscuits with electronic monitoring and computing, which can estimate the ideal point of the mass and control the production of biscuits automatically. To prove the feasibility of applying the technologies developed in the food industry, a biscuit production line was designed and built at the laboratory scale, using sensors and actuators with wireless zigbee protocol were installed along the line. In order to examine the internal temperature of the cookie during its baking, a tunnel-based refractory cement is designed to protect the sensor node, allowing it to follow the cookie into the oven and the temperature inside the collecting biscuit. It was also developed a sensor capable of capturing real time data regarding the mass, by reading the current used by the motor of the mixer, since this current is related to the torque applied to the mass. The proposed methodology proved the feasibility of using wireless sensor zigbee-protocol, and shown to be possible to estimate the ideal point of the mass through the system developed, start the manufacturing process and automatically control all processes involved

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2017-01-30T13:50:30Z No. of bitstreams: 1 Rodolfo Francisco de Oliveira-0.pdf: 3556902 bytes, checksum: 27f19ccfffa88186c03498b81ac0064f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T13:50:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodolfo Francisco de Oliveira-0.pdf: 3556902 bytes, checksum: 27f19ccfffa88186c03498b81ac0064f (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / Pontif?cia Universidade Cat?lica de Campinas ? PUC Campinas / A new revolution is happening: the Internet of Things, a new wave of technologies where it is possible to connect everyday objects to the Internet. Among these technologies, one of the most criticai is the Wireless Sensor Networks. A Wireless Sensor Network consists of several elements called Sensor Nodes, which collect environmental information such as light, temperature and air quality, providing data to applications on the Internet, usually through an intermediate element called the Gateway. For a Wireless Sensor Network to work properly, it is essential that the elements that make it are managed efficiently. However, there is a shortage of available management solutions, especially when these Wireless Sensor Networks are installed in known environments, such as office buildings, factories, homes and cities. The lack of management tools is one of the main factors that hinder the deployment of Wireless Sensor Networks and consequently the Internet of Things. The purpose of this work is to provide a centralized management platform for Wireless Sensor Networks installed in known environments. Conceptually, this platform is called the Proxy Manager, hosted by the network gateway. The platform is able to communicate with a Network Manager and other applications located on the Internet through web services, receiving management parameters and providing summarized data. The Proxy Manager functionalities are split into two management categories: network infrastructure and application, which in turn are divided into Configuration, Performance and Fault management. In this work, the implemented functionalities relating to the network infrastructure management are: Proxy Manager and Sensor Node configuration; route finding through RSSI (Received Signal Strength Indicator) and number of hops to the Sensor Node; performance monitoring via PER (Packet Error Rate); fault recovery using alternative routes and the generation of alerts to the network administrator. Regarding the application management, the functionality implemented is the sensor configuration, since this will effectively collect the data. Tests of the features implemented were done, involving the establishment of routes, performance monitoring, disaster recovery, data collection and platform performance. The tests showed that the proposed solution is functional. Finally, it is anticipated that this work will contribute to the study and implementation of new management functionalities and Wireless Sensor Networks interconnection. / Uma nova revolu??o est? acontecendo: ? a Internet das Coisas, uma nova onda de tecnologias onde ? poss?vel conectar ? Internet objetos do cotidiano de forma inteligente. Dentre estas, uma das mais cr?ticas s?o as Redes de Sensores sem Fio. Uma Rede de Sensores sem Fio consiste em v?rios elementos denominados N?s Sensores, os quais coletam grandezas do meio ambiente, tais como luz, temperatura e qualidade do ar, disponibilizando as mesmas para aplica??es na Internet, normalmente atrav?s de um elemento intermedi?rio denominado gateway. Para o bom funcionamento de uma Rede de Sensores sem Fio, ? imprescind?vel que os elementos que a comp?em sejam gerenciados de maneira eficiente. No entanto, h? uma escassez de solu??es de ger?ncia dispon?veis, principalmente quando estas s?o voltadas para ambientes previamente conhecidos, como pr?dios comerciais, ind?strias, resid?ncias e cidades. Esta escassez de ferramentas de ger?ncia ? um dos principais fatores que dificultam a implanta??o maci?a de Redes de Sensores sem Fio e, consequentemente, da Internet das Coisas. Sendo assim, a proposta deste trabalho ? apresentar uma plataforma de gerenciamento centralizado para Redes de Sensores sem Fio, instaladas em ambientes conhecidos. Conceitualmente, esta plataforma se denomina Proxy Manager, e ficar? hospedada no gateway da rede. A mesma ? capaz de se comunicar com um Gerente de Rede e outras aplica??es localizadas na Internet atrav?s de web services, recebendo par?metros de ger?ncia e disponibilizando dados sumarizados. As funcionalidades do Proxy Manager s?o divididas em dois focos de ger?ncia: da infraestrutura da rede e da aplica??o, as quais s?o subdivididas nas ?reas de ger?ncia de Configura??o, Desempenho e Falhas. No trabalho em quest?o, as funcionalidades implementadas referentes ? ger?ncia da infraestrutura da rede foram: configura??o do Proxy Manager e dos N?s Sensores; estabelecimento de rotas para os mesmos tendo como base a RSSI (Received Signal Strength Indicator) e o n?mero de saltos para os N?s Sensores; monitoramento de desempenho atrav?s da PER (Packet Error Rate); e recupera??o de falhas, atrav?s do estabelecimento de rotas alternativas e gera??o de alertas para o administrador da rede. Em rela??o ao gerenciamento da aplica??o, a fun??o implementada foi a de configura??o dos sensores, localizados nos N?s Sensores, os quais efetivamente ir?o coletar os dados. Testes relacionados as funcionalidades implementadas, envolvendo o estabelecimento de rotas, monitoramento do desempenho, recupera??o de falhas, coleta de dados pelos sensores e desempenho da plataforma foram realizados, os quais demonstraram que a solu??o em quest?o ? funcional. Por fim, espera-se que o presente trabalho possa contribuir para o estudo e implementa??o de novas funcionalidades de ger?ncia e interconex?o de Redes de Sensores sem Fio, tanto nesta quanto em outras plataformas, atrav?s de trabalhos vindouros.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-08-01T18:31:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControleEnergeticamenteEficiente.pdf: 1174753 bytes, checksum: 5cd54c6a58e7be0ea1b96f19908312ce (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-22T13:01:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControleEnergeticamenteEficiente.pdf: 1174753 bytes, checksum: 5cd54c6a58e7be0ea1b96f19908312ce (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T13:01:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ControleEnergeticamenteEficiente.pdf: 1174753 bytes, checksum: 5cd54c6a58e7be0ea1b96f19908312ce (MD5) Previous issue date: 2014-03-21 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho objetiva demonstrarum controle centralizado para eleger Cluster Heads (CHs) mais adequados, admitindo trêsníveis de heterogeneidade e uma comunicação de múltiplos saltos entre Cluster Heads. O controle centralizado utiliza o algoritmo k-means, responsável pela divisão dos clusters e Lógica Fuzzy para eleição do Cluster Head e seleção da melhor rota de comunicação entre os eleitos.Os resultados indicam que a proposta apresentada oferece grandes vantagens comparado aos algoritmos anteriores de eleição, permitindo selecionar os nós mais adequados para líderes do grupo a cada round com base nos valores do Sistema Fuzzy, como também, a utilização da Lógica Fuzzy como ferramenta de decisão para implementação de múltiplos saltos entre CHs, uma vez que minimiza a dissipação de energia dos CHs selecionados mais afastados do ponto de coleta. A inserção de três níveis de heterogeneidade, correspondente aos sensores normais, avançados e super sensores, contribui consideravelmente para o aumento do período de estabilidade da rede. Outra grande contribuição obtida a partir dos resultados é a utilização de um controle central na estação base (EB) apresentando vantagens sobre o processamento local de informações em cada nó, processo este encontrado nos algoritmos tradicionais para eleição de CHs.A solução proposta comprovou que a eleição do CH mais eficiente, considerando sua localização e discrepâncias de níveis de energia, como também, na inclusão de novos níveis de heterogeneidade, permite aumentar o período de estabilidade da rede, ou seja, o período que a rede é totalmente funcional, aumentando consideravelmente o tempo de vida útil em Redes de Sensores Sem Fio (RSSF)heterogêneas. / This study presents a centralized control to elect appropriate Cluster Heads (CHs), assuming three levels of heterogeneity and multi-hop communication between Cluster Heads. The centralized control uses the k-means algorithm, responsible for the division of clusters and Fuzzy Logic to elect the Cluster Head and selecting the best route of communication between elected. The results indicate that the proposal offers great advantages, allowing us to select the most suitable nodes for group leaders at each round based on the Fuzzy System values, and also the use of Fuzzy Logic as a decision tool to implement multiple hops between CHs, since it minimizes the power dissipation of the selected CHs more distant from the collection point. The insertion of three levels of heterogeneity,corresponding to normal, advanced and super sensors, contributes considerably to increasing the period of network stability. Another great contribution obtained from the is the use of a central control in base station (BS) with advantages over local information processing in each node, a process usually found in traditional algorithms for electing CHs. The proposed solution proved that the election of the more efficient CH, considering its location and energy levels discrepancies, and also, the inclusion of new heterogeneity levels, allows to increase the networkstability period, ie, the period that the network is fully functional, greatly increasing the useful lifetime in heterogeneous WSN.

As tecnologias de redes sem fio passaram a atender não só às aplicações corporativas mais sofisticadas como também àquelas envolvendo desde o rastreamento de animais, monitoramento de estruturas e automação industrial até o gerenciamento de utilidades urbanas. Este projeto de pesquisa aborda o desenvolvimento de um protocolo de rede mesh multi-hop segundo a especificação IEEE 802.15.4, com o uso de coordenadas geográficas de cada nó para o roteamento de dados em aplicações de iluminação pública. Para o desenvolvimento do protocolo de rede, é considerada a biblioteca de rotinas de interface de rede denominada Simple MAC (SMAC). Tal biblioteca pode ser utilizada para a elaboração do protocolo de roteamento geográfico destinado à rede mesh multi-hop. Paralelamente, propõe-se a descrição de um método a ser adotado para a inserção do protocolo de roteamento geográfico no SMAC. Os códigos, desenvolvidos em linguagem de programação C, são portados para a plataforma de desenvolvimento dos nós de comunicação de um toolkit específico e submetidos a ensaios experimentais. Os resultados englobam a geração de conhecimento teórico e prático a respeito das redes de sensores sem fio, bem como o desenvolvimento de um software aberto para este tipo de rede. As propriedades de auto-organização da rede, robustez e baixa latência são comprovadas nos ensaios experimentais. / The technologies of wireless networks have to serve not only the most sophisticated business applications but also those that involve the tracking of animals, monitoring of structures, industrial automation and the management of urban utilities. This research project addresses the development of a protocol for multi-hop mesh network according to IEEE 802.15.4, with the use of geographical coordinates of each node for routing data in applications such as street lighting. In order to develop the network protocol, the routines library of the network interface, called Simple MAC (SMAC), is considered. This library can be used for establishing the geographic routing protocol destined for the multi-hop mesh network. In parallel it is proposed to describe a method to be adopted for the inclusion of geographic routing protocol in SMAC. The codes, developed in C programming language, are ported to the development platform of communication nodes of a specific toolkit and subjected to experimental tests. The results include the generation of theoretical and practical knowledge regarding the wireless sensor networks, as well as the development of open software for this type of network. The properties of self-organization of the network, robustness and low latency are proven in experimental tests.

A irrigação é considerada uma das mais importantes tecnologias empregadas para aumentar a produtividade e permitir maior eficiência e estabilidade na produção agrícola. A sua adoção deve ser baseada na viabilidade técnica e econômica do projeto, obtida por meio da análise detalhada e cuidadosa dos fatores climáticos, agronômicos e econômicos envolvidos. O manejo eficiente pode ser definido como o uso criterioso dos recursos disponíveis para se atingir um determinado objetivo. No caso da irrigação, o manejo eficiente objetiva maximizar a produção vegetal com o menor custo possível, tanto em quesitos ambientais quanto econômicos. Para tanto, necessita-se do desenvolvimento de um sistema tecnologicamente eficiente, de reduzido custo e de facilidade de instalação e manutenção. Assim, uma rede inteligente de estações meteorológicas, capaz de monitorar o ambiente em tempo real, de adaptar-se aos diversos estágios fenológicos da planta, aos diversos solos e culturas e de comunicar-se entre si e com um servidor torna-se necessário. Este projeto teve como objetivo o desenvolvimento e emprego de uma rede de estações meteorológicas sem fio, de baixo custo e de fácil manutenção e implantação, para a determinação da evapotranspiração de referência, e do conteúdo de água no solo para o eficiente manejo de irrigação. Para que tal rede de sensores seja implantada, há a necessidade de que os módulos eletrônicos possuam microcontroladores de baixo consumo energético, uma vez que eles serão alimentados por baterias e painéis solares, e com capacidade para executar os algoritmos de inferência das variáveis de medida, de calibração e correção de tais medidas, de comunicação com os demais elementos da rede e de executar o controlador de irrigação, baseado em Redes Neurais Artificiais. A abordagem da inteligência artificial utilizada possui a capacidade de aprender e estimar parâmetros a partir de sua base de treinamento e das condições que a cercam. Além das capacidades do microcontrolador, o módulo dos sensores deverá possuir elementos para aferir a temperatura e a umidade do ambiente, a radiação solar, a temperatura e o conteúdo de água no solo, além de um módulo de comunicação sem fio. O sistema desenvolvido foi testado nas estufas do INCT-EI/ESALQ/USP manejando a irrigação da cultura do pimentão vermelho Capsicum annuum L. cv. All Big, durante o período de 25/01/2018 a 31/07/2018. Após o treinamento da rede neural artificial, o sistema desenvolvido determinou a evapotranspiração de referência com um coeficiente de determinação de 0,968, com um erro médio absoluto de 0,055 mm e com um valor-P de 1,02 10-45 para um intervalo de confiança de 95%. Sendo assim, verificou-se que a rede de estações meteorológicas desenvolvida é capaz de estimar a evapotranspiração de referência a partir de dados provenientes de sensores de reduzido custo financeiro e com dados meteorológicos faltantes. / Irrigation is considered one of the most important technologies used to increase productivity and to allow greater efficiency and stability in agricultural production. Its adoption must be based on technical and economic feasibility of the project, obtained by means of a detailed and careful analysis of the climatic, agronomic and economic factors involved. Efficient management can be defined as the judicious use of available resources to achieve a given goal. In the case of irrigation, efficient management aims to maximize plant production at the lowest possible cost, both in environmental and economic aspects. This requires the development of a technologically efficient system, which is low cost and ease of installation and maintenance. Thus, an intelligent network of weather stations capable of monitoring the environment in real time, adapting to the plant\'s various phenological stages, diverse soils and cultures and communicating with each other and with a server becomes necessary. This project aimed at the development and use of the wireless station network which is low cost, easy maintenance, and deployment for the determination of reference evapotranspiration and soil water content for efficient irrigation management. In order for such a sensor network to be implemented, there is a need for such modules to have low energy microcontrollers, since they will be powered by batteries and solar panels, and capable of performing the inference algorithms of the measurement, calibration, and correction of such measures, of communication with the other elements of the network and of executing the irrigation controller, based on Artificial Neural Networks. The artificial intelligence approach used has the capacity to learn and estimate parameters based on its training base and the conditions surrounding it. In addition to the capabilities of the microcontroller, the sensor module must have elements to measure ambient temperature and humidity, brightness, temperature and soil water content, as well as a wireless communication module. The developed system was tested in the greenhouses of INCT-EI/ESALQ/USP managing the irrigation of the red bell pepper crop Capsicum annuum L. cv. All Big, during the days of 01/25/2018 to 31/07/2010. After the artificial neural network training, the developed system determined reference evapotranspiration with a determination coefficient of 0.968, with an absolute mean error of 0.055 mm and a P-value of 1.02 10-45 for a confidence interval of 95%. Thus, it was verified that the developed weather-station network is able to estimate the reference evapotranspiration with low-cost sensors and with missing meteorological data.