Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-26T17:00:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoDesempenhoTecnicas.pdf: 3698170 bytes, checksum: 46cb9ea0205bb00976fb7b6694eb9b4b (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-21T12:13:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoDesempenhoTecnicas.pdf: 3698170 bytes, checksum: 46cb9ea0205bb00976fb7b6694eb9b4b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-21T12:13:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AvaliacaoDesempenhoTecnicas.pdf: 3698170 bytes, checksum: 46cb9ea0205bb00976fb7b6694eb9b4b (MD5) Previous issue date: 2014-05-26 / A localização em redes de sensores sem fio é um desafio que vai além do uso do popular GPS, com trabalhos diversos que visam aprimorá-lo ou mesmo substituí-lo. A localização pode ser realizada utilizando múltiplas antenas e seus respectivos ângulos, tempo e sincronização, diferencial de tempo entre envio de dois rádios diferentes ou mesmo com a potência do sinal.A partir destes padrões de estimativa, várias técnicas foram postuladas com objetivo de se utilizar dos recursos disponíveis para mensurar distâncias e estimar as coordenadas de um nó. Dentre estas técnicas pode-se citar como as mais importantes a Lateração, Nearest Neighbor, K-Nearest Neighbor, Min-Max, Non-Linear Regression, Iterative Non- Linear Regression, Sum-Dist, Dv-hop, Rede Neural Artificial, filtro de Kalman. Este trabalho conduz um conjunto de testes realizados em dois ambientes, sendo o primeiro indoor, e o segundo outdoor utilizando como hardware os módulos IRIS da MEMSIC para realização do experimento. Nestes testes são comparadas as técnicas Lateração, KNN e uma Rede Neural Artificial é proposta para o objetivo de estimar a localização de um nó da RSSF. São apresentadas as formulações matemáticas da Lateração e KNN, assim como a configuração da Rede Neural utilizada nos testes conduzidos neste trabalho. Os resultados são exibidos tomando o benchmark entre as técnicas para análise comparativa percentual entre as mesmas e para melhor análise quantitativa, os dados são Tabelados para visualização da precisão. / The location of wireless sensor networks is a challenge that goes beyond the use of popular GPS through several studies that aim to improve it or even replace it. The location can be performed using multiple antennas and their respective angles, and time synchronization, time differential between transmission of two different or same power with a radio signal. From these patterns estimated, various techniques have been postulated in order to use the resources available to measure distances and estimate the coordinates of a node. Among these techniques may be cited as the most important Lateração, Nearest Neighbor, K-Nearest Neighbor, Min-Max, Non-Linear Regression, Linear Regression Non-Iterative, Sum-Dist, Dv-hop, Artificial Neural Network, filter Kalman . This paper conducts a series of tests conducted in two environments, the first indoor, outdoor and the second using the hardware as the MEMSIC IRIS modules to perform the experiment. These tests are compared Lateração, KNN and an Artificial Neural Network techniques is proposed for the purpose of estimating the location of a WSN node. Lateração mathematical formulations KNN and are presented as well as the configuration of the neural network used in the tests conducted in this work. The results are shown taking the benchmark for comparative analysis techniques to the percentage there between and better quantitative analysis, the data are tabulated for display accuracy.

[pt] Algumas características básicas das redes de sensores sem fio (RSSF) dificultam as tarefas de criação e reconfiguração de aplicações. Nesse trabalho apresentamos um modelo de programação que pretende simplificar essas tarefas. O modelo se baseia no uso conjunto de funções parametrizáveis e de máquinas de estados finitos, e permite a implementação de diferentes tipos de aplicações para redes de sensores sem fio e a configuração remota dessas aplicações. Descrevemos alguns testes para avaliar o quanto esse modelo pode facilitar o desenvolvimento de novas aplicações, o quanto é fácil aplicar novas alterações sobre as aplicaçõesem execuçãos, e o impacto na quantidade de mensagens na rede por conta do uso da configuração remota. / [en] Some basic characteristics of wireless sensor networks (WSN) make application creation and reconfiguration dificult tasks. A programming model is presented to simplify these tasks. This model is based on a set of parametrized components and on a Finite State Machine, and allows the remote configuration of different applications over the same set of installed components. We describe some tests to evaluate its impact on the development process, and the ease of applying modifications to a running application. We also measure the additional impact of remote configuration on network activity.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:47:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodrigoPMA_DISSERT.pdf: 1860763 bytes, checksum: 380e4ec05d43fc5ef9f86cc19b22618b (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / On the last years, several middleware platforms for Wireless Sensor Networks (WSN) were proposed. Most of these platforms does not consider issues of how integrate components from generic middleware architectures. Many requirements need to be considered in a middleware design for WSN and the design, in this case, it is possibility to modify the source code of the middleware without changing the external behavior of the middleware. Thus, it is desired that there is a middleware generic architecture that is able to offer an optimal configuration according to the requirements of the application. The adoption of middleware based in component model consists of a promising approach because it allows a better abstraction, low coupling, modularization and management features built-in middleware. Another problem present in current middleware consists of treatment of interoperability with external networks to sensor networks, such as Web. Most current middleware lacks the functionality to access the data provided by the WSN via the World Wide Web in order to treat these data as Web resources, and they can be accessed through protocols already adopted the World Wide Web. Thus, this work presents the Midgard, a component-based middleware specifically designed for WSNs, which adopts the architectural patterns microkernel and REST. The microkernel architectural complements the component model, since microkernel can be understood as a component that encapsulates the core system and it is responsible for initializing the core services only when needed, as well as remove them when are no more needed. Already REST defines a standardized way of communication between different applications based on standards adopted by the Web and enables him to treat WSN data as web resources, allowing them to be accessed through protocol already adopted in the World Wide Web. The main goals of Midgard are: (i) to provide easy Web access to data generated by WSN, exposing such data as Web resources, following the principles of Web of Things paradigm and (ii) to provide WSN application developer with capabilities to instantiate only specific services required by the application, thus generating a customized middleware and saving node resources. The Midgard allows use the WSN as Web resources and still provide a cohesive and weakly coupled software architecture, addressing interoperability and customization. In addition, Midgard provides two services needed for most WSN applications: (i) configuration and (ii) inspection and adaptation services. New services can be implemented by others and easily incorporated into the middleware, because of its flexible and extensible architecture. According to the assessment, the Midgard provides interoperability between the WSN and external networks, such as web, as well as between different applications within a single WSN. In addition, we assessed the memory consumption, the application image size, the size of messages exchanged in the network, and response time, overhead and scalability on Midgard. During the evaluation, the Midgard proved satisfies their goals and shown to be scalable without consuming resources prohibitively / Nos ?ltimos anos, foram propostas diversas solu??es de plataformas de middleware para Redes de Sensores Sem Fio (RSSF). A maioria dessas plataformas n?o considera quest?es de como integrar os componentes a partir de arquiteturas de middleware gen?ricas. Muitos requisitos necessitam ser considerados em um projeto de middleware para RSSF e um aspecto desejado, neste caso, consiste na possibilidade de modificar o c?digo fonte do middleware sem mudar o comportamento externo do middleware. Assim, ? almejado que exista uma arquitetura gen?rica de middleware que seja capaz de oferece uma configura??o otimizada de acordo com os requisitos da aplica??o que se deseje atender a cada momento. A ado??o de middleware baseados em modelo de componentes consiste em uma abordagem promissora, pois permite uma melhor abstra??o, desaclopamento, modulariza??o e gerenciamento das funcionalidades internas do middleware. Outro problema presente nos middleware atuais consiste no tratamento da interoperabilidade com redes externas ?s RSSF, como por exemplo, a Web. A maioria dos middleware atuais n?o disp?e da funcionalidade de acessar os dados providos pela RSSF atrav?s da World Wide Web, de forma a tratar esses dados como recursos Web e que eles possam ser acessados atrav?s de protocolos j? adotados na World Wide Web. Diante dessas quest?es, esta disserta??o apresenta o Midgard, um middleware baseado em componentes especificamente concebido para RSSFs, que adota os padr?es arquiteturais microkernel e REST. O padr?o arquitetural microkernel complementa a estrat?gia arquitetural baseada em modelo de componentes, haja vista que o microkernel pode ser compreendido como um componente que encapsula o n?cleo do sistema, sendo esse n?cleo encarregado de inicializar apenas os servi?os necess?rios, assim como remov?-los quando n?o s?o mais necess?rios. J? o padr?o REST define uma forma padronizada e leve de comunica??o entre diferentes aplica??es baseada nos padr?es adotados na Web e atrav?s dele possibilita tratar os dados da RSSF como recursos Web, permitindo que sejam acessados atrav?s de protocolo j? adotado na World Wide Web. Os dois principais objetivos do Midgard s?o (i) prover f?cil acesso via Web aos dados gerados pela RSSF, tratando tais dados como recursos Web, seguindo os princ?pios do paradigma Web of Things, e (ii) prover aos desenvolvedores de aplica??es para RSSF capacidades para a instancia??o apenas dos servi?os espec?ficos exigidos pela aplica??o, dessa forma gerando um middleware customizado e economizando recursos dos n?s. O Midgard permite utilizar a RSSF como recursos Web e ainda prover uma arquitetura de software coesa e fracamente acoplada, endere?ando interoperabilidade e customiza??o no mesmo middleware. Al?m disso, prov? dois servi?os necess?rios para a maior parte das aplica??es de RSSF, os servi?os de configura??o e o de inspe??o e adapta??o. Novos servi?os podem ser implementados por terceiros e facilmente incorporados ao middleware, gra?as a sua arquitetura flex?vel e extens?vel. De acordo com a avalia??o realizada, o Midgard prov? interoperabilidade entre a RSSF e redes externas, como a Web, assim como entre aplica??es distintas dentro de uma mesma RSSF. Al?m disso, foram avaliados o consumo de mem?ria do Midgard, o tamanho da imagem da aplica??o, o tamanho das mensagens trafegadas na rede, assim como tempo de resposta, sobrecarga e escalabilidade. Durante a avalia??o realizada o Midgard provou cumprir seus objetivos e demonstrou ser escal?vel sem consumir recursos proibitivamente

MATOS, Daniel Ribeiro. Um algoritmos distribuído para escalonamento de sensores em RSSF. 2013. 59 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-11T12:58:19Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_drmatos.pdf: 2537544 bytes, checksum: 870eae75ce068b1ef961e23307dda2a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-15T12:57:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_drmatos.pdf: 2537544 bytes, checksum: 870eae75ce068b1ef961e23307dda2a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-15T12:57:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_drmatos.pdf: 2537544 bytes, checksum: 870eae75ce068b1ef961e23307dda2a9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Wireless Sensor Networks (WSNs) are used in a lot of applications: from smart homes to military enviromnets. In general, WSNs has severe energy restrictions - a sensor usualy has a limited batery and it’s not replaceable. Distributing the sensor in a random mander can lead to a redundancy of some areas and this is desirable to support fail of some sensors. In this work, we propose an distributed algorithm to schedule active sensors to reduce the redundancy of data obtainned by the network and prolong the network lifetime. / Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) são utilizadas em diversos tipos de aplicações: desde casas inteligentes a aplicações militares. RSSF possuem, em geral, severas restrições energéticas - um sensor geralmente possui uma quantidade limitada de bateria e este não é substituível. Os sensores podem possuir uma certa redundância de uma área sensoreada, uma vez que, quando os sensores são distribuídos de forma aleatória, alguns sensores acabam ficando muito próximos, ou mesmo quando são depositados de maneira determinística, uma certa redundância é necessária para prever a falha de alguns destes sensores. Neste trabalho, propomos um algoritmo distribuído que faz um escalonamento de sensores ativos, de forma a reduzir a redundância dos dados coletados e aumentar o tempo de vida da rede de sensores.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2015-08-03T18:18:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Roteamento sensível ao contexto em redes de sensores sem fio. Uma abordagem baseada em regras de aplicação para o protocolo RPL.pdf: 1746170 bytes, checksum: 7293ea85d09a8c011b6f38ae51b024de (MD5) / Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-08-17T19:10:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Roteamento sensível ao contexto em redes de sensores sem fio. Uma abordagem baseada em regras de aplicação para o protocolo RPL.pdf: 1746170 bytes, checksum: 7293ea85d09a8c011b6f38ae51b024de (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-17T19:10:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Roteamento sensível ao contexto em redes de sensores sem fio. Uma abordagem baseada em regras de aplicação para o protocolo RPL.pdf: 1746170 bytes, checksum: 7293ea85d09a8c011b6f38ae51b024de (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho apresenta um serviço de reconfiguração dinâmica para Redes de Sensores sem Fio. O trabalho inclui o projeto e a definição de uma arquitetura conceitual que suporta a coleta de uma variedade de informações contextuais e provê uma abstração alto nível para especificação de roteamento sensível ao contexto através de reconfiguração de métricas de roteamento e parâmetros de comunicação. O objetivo da infraestrutura proposta é possibilitar a criação de regras que adaptem o comportamento da rede em tempo de execução, em função dessas informações contextuais. Uma implementação da arquitetura para o protocolo RPL e o sistema operacional Contiki foi realizada, mostrando a viabilidade da abordagem proposta. / This work presents a dynamic reconfiguration service for wireless sensor networks. The work includes the design and definition of a conceptual architecture that supports collecting a variety of contextual information and provides a high level abstraction for context-sensitive routing specification through reconfiguration of routing metrics and communication parameters. The objective of the proposed infrastructure is enabling the creation of rules that change the network's behavior at run time, in the light of these contextual information. An implementation of the architecture for the RPL Protocol and the Contiki operating system was performed, showing the feasibility of the proposed approach.

Submitted by ROGÉRIO ZANARDE BARBOSA null (rogerio.zanarde@hotmail.com) on 2016-02-15T16:09:03Z No. of bitstreams: 1 TESE_ROGERIO_FINAL (pdf).pdf: 3648253 bytes, checksum: 709d16b4ff9a0a30de2b8ad951471639 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-02-16T17:03:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 barbosa_rz_dr_bot.pdf: 3648253 bytes, checksum: 709d16b4ff9a0a30de2b8ad951471639 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-16T17:03:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 barbosa_rz_dr_bot.pdf: 3648253 bytes, checksum: 709d16b4ff9a0a30de2b8ad951471639 (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este é um trabalho de tecnologia computacional aplicada na área agrícola, cujo objetivo principal do trabalho é desenvolver uma rede de sensores sem fio, que envolve aspectos de software e hardware, para o monitoramento térmico no interior de uma casa de vegetação. Além da rede propriamente dita, o trabalho também inclui a sua aplicação no levantamento quantitativo da variabilidade térmica na casa de vegetação o que pode ser aplicado em diversas atividades agrícolas a serem desenvolvidas no interior da estrutura. A proposta é que a rede desenvolvida seja de fácil implementação e manuseio, com baixo custo, e que use técnicas computacionais eficientes a fim de permitir a sua fácil adaptação a diferentes necessidades das pesquisas. As redes de sensores sem fios dependem fundamentalmente de estruturas chamadas de nós de sensoriamento, que são responsáveis pelas medições de um parâmetro físico e também pela troca de informações via rádio. No presente e trabalho, o nó de sensoriamento desenvolvido é constituído pelo módulo de rádio XBee Pro S2B; por um módulo de processamento Arduino Nano e por sensores de temperatura modelo LM35. O processador de cada nó de sensoriamento da rede desenvolvida executa um programa que faz a captura dos dados dos sensores de temperatura e os enviam por rádio à um computador onde existe um software que também foi desenvolvido no presente trabalho com o objetivo de receber, separar e gravar os dados de uma rede de sensores sem fio para o monitoramento térmico em casas de vegetação. Cada nó de sensoriamento possui capacidade de ser conectado a até 8 sensores LM35. Na análise térmica, foram distribuídos dois nós de sensoriamento e um total de 15 sensores distribuídos sistematicamente no interior de uma casa de vegetação do tipo teto em arco com dimensões de 8 X 16 metros localizada em Garça – SP. Os sensores foram corrigidos e instalados numa altura de 1,70 metros avaliando o comportamento, variação, e a variabilidade espacial da temperatura do ar no interior da estrutura. Foi avaliado também a distribuição espacial da evapotranspiração de referência utilizando a metodologia proposta por Hargreaves-Samani, que leva em consideração os valores de temperatura diária e radiação solar no topo da atmosfera. A avaliação dos dados mostra que o comportamento da temperatura do ar no interior da casa de vegetação sofreu variações significativas tanto em termos espaciais quanto temporais, evidenciando que o microclima neste ambiente é dinâmico, podendo modificar conforme a localização do sensor e hora do dia, sendo que as maiores variações térmicas ocorreram no período que varia das 8:00 às 14:00 horas. Com esta análise também é possível fazer um cálculo da evapotranspiração no interior da casa de vegetação, o que compõe no sistema desenvolvido uma ferramenta eficaz para a irrigação de precisão. A análise dos dados permite concluir que o sistema desenvolvido atendeu de maneira satisfatória o objetivo proposto, sendo uma importante ferramenta no monitoramento de parâmetros físicos à distância e em tempo real. O emprego desta tecnologia facilita a aquisição de dados e a tomada de decisão em cultivos agrícolas. / This work presents the use of computer technology applied in agricultural systems, which involves aspects of software and hardware for thermal monitoring inside a greenhouse. It includes detailed analyses of the thermal variability in the greenhouse, which can be used in various agricultural activities implemented within the structure. The work also includes de design of a wireless sensor network with main features are easy implementation, low cost, and efficient use of computational techniques to allow easy adaptation to new different needs of research. Wireless sensor networks depend of a structure called sensor node, which are responsible for measuring a physical parameter and by wireless information exchange. In this work, the sensing node was designed with a radio module XBee Pro S2B; an Arduino Nano by a processing module; and the LM35 temperature sensor. The sensor nodes processor runs a program that makes the capture of data from temperature sensors and sends them by radio to a computer where a software which was also developed in this work and aim to receive, separate and record data from a wireless sensor network for monitoring the air temperature inside greenhouses. Each sensor node has the ability to be connected to up to eight LM35 sensors. In greenhouse thermal analysis, they were distributed in two sensing nodes connected to 15 sensors systematically distributed into the greenhouse with dimensions of 8 x 16 meters located in Garça – SP, Brazil. The sensors were fixed and installed at a height of 1.70 meters evaluating the behavior variation and spatial variation of the air temperature inside the structure. It was also evaluated the spatial distribution of reference evapotranspiration using the methodology proposed by Hargreaves-Samani, which takes into account the daily temperatures and solar radiation in the top of the atmosphere. The temperature data analyses shows that the air temperature presents significant variations in spatial and temporal terms, showing that the microclimate in this environment is dynamic and can change as the sensor location and time of day with the greatest temperature changes occurred in the period ranging from 8:00AM to 2:00PM. This analysis is also possible to make a calculation of evapotranspiration inside the greenhouse, which makes up the system developed an effective tool for precision irrigation. The data analysis shows that the system developed satisfactorily met the proposed objective, being an important tool in monitoring physical parameters remotely and in real time. The use of this technology facilitates data acquisition and decision making in agricultural crops.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2832.pdf: 2310081 bytes, checksum: 51f27f2da11aba6ac2669d6d641f7f24 (MD5) Previous issue date: 2009-07-14 / Financiadora de Estudos e Projetos / Typically the current monitoring systems for physical environments subject to situations of emergency, such as industrial plants, petroliferous platforms, nuclear plants, etc., do not have the accuracy required to observe emergency events due to lack of information and/or accuracy about what is occurring in the physical environment during the event. Therefore, there is no way to know exactly where, how, and why some situations of emergency have occurred. On the other hand wireless sensor networks (WSN) are being used more and more to monitor systems of critical safety. In these systems the level of data reliability is critical, mainly when situations of emergency (events) that involve risks to life and assets occur. Therefore, it is essential to monitor incidents in an accurate way all through the event. Clearly in these environments the sensors flow of information must feed a system of continuous monitoring during the event. Besides, following up all phases of the incident may be used for future investigation and prevention by revealing the source of the problem. It may also help the rescue team, regarding managing and making decisions. The WSN present limited resources, such as communication, processing, and memory, which generate great challenges for designers of solutions for networks, such as protocols of routing and applications. In this Dissertation a routing protocol, which uses the mobile agents paradigm to perform data collecting and forwarding was designed, implemented, and evaluated. With the mobile agents there is no need for sensors to send its reading to a centralized node (sink) every time an abnormality is detected in the environment being monitored. The mobile agent designed as part of this work is personalized according to the needs of the application (for example, lower latency, higher delivery rate, etc). The agent is responsible for visiting the nodes of the WSN that have identified problems, collecting the data read and performing the fusion of the data of that region. The highlight of this work relies on the flexibility of the agent for changes of behavior that grant the service quality during the collecting and delivery of data even in diverse conditions. / Tipicamente, os sistemas atuais de monitoramento de ambientes físicos sujeitos a situações de emergência, tais como plantas industriais, plataformas petrolíferas, usinas nucleares etc., não possuem a precisão necessária para a observação de eventos de emergência devido à falta de informação e/ou precisão sobre o que está ocorrendo no ambiente físico durante o evento. Assim, não há como saber exatamente onde, como e por que algumas situações de emergência ocorreram. As Redes de Sensores Sem Fios (RSSFs) por sua vez, estão, cada vez mais, sendo utilizadas em sistemas de monitoramento de segurança crítica. Nestes sistemas, o nível de confiabilidade dos dados é de extrema importância, principalmente quando ocorrem situações de emergência (eventos) que podem envolver risco à vida e ao patrimônio. Portanto, é importante que incidentes possam ser monitorados, de maneira precisa, durante todo um evento. Claramente, o fluxo de informações dos sensores, nestes ambientes, deve alimentar um sistema de monitoramento contínuo durante a ocorrência de um evento. Além disso, o acompanhamento de todas as fases do incidente pode ser utilizado para investigação futura e prevenção ao revelar a fonte do problema. Pode também ajudar a equipe de salvamento, no âmbito da ação de gestão e na tomada de decisão. As RSSF apresentam limitações de recursos, tais como comunicação, processamento e memória limitados, que geram grandes desafios para os projetistas de soluções para essas redes, tais como protocolo de roteamento e aplicações. Neste trabalho de mestrado um protocolo de roteamento que utiliza o paradigma de Agentes Móveis para realizar a coleta e o escoamento dos dados da rede foi projetado, implementado e avaliado. O uso de Agentes Móveis elimina a necessidades dos sensores enviarem suas leituras a um nó centralizado (sink) toda vez que uma anormalidade é detectada no ambiente sendo monitorado. O Agente Móvel projetado como parte deste trabalho é otimizado de acordo com as necessidades da aplicação (por exemplo, menor latência, maior taxa de entrega etc). O agente é responsável por visitar os nós da RSSF que identificaram problemas, coletar os valores lidos e ainda realizar a fusão dos dados dessa região. O diferencial deste trabalho está na flexibilidade do agente para alterações de comportamento que garantem a qualidade de serviço durante a coleta e entrega dos dados mesmo diante de condições adversas.

Made available in DSpace on 2015-11-14T01:06:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000476061-Texto+Completo-0.pdf: 1784422 bytes, checksum: d3eac64efed456626b720b6ff5c174a4 (MD5) Previous issue date: 2015 / The sensors devices obtained a great evolution in recent years, primarily due to the advancement of manufacturing techniques of electronic devices. And with the evolution of wireless communications techniques, it has been possible to implement wireless sensor networks in numerous types of applications. One of the biggest issues concerning these systems is their limited energy supply during eld operation. The sensors forming such network possess little capacity to store energy, this is due to their need to be reduced in size. Anyhow, the area occupied by the power supply system in many designs is responsible for about 50% of the device`s total area. In this context, this work presents two contributions regarding energy consumption in wireless sensor networks when applied to critical systems, ie where environmental variation can cause injury, danger or tragedy to humanity. First, this dissertation presents an energy model for measuring the e ectiveness of the medium access protocol that will be the second purpose of this dissertation. This protocol aims to add exibility to the frequency of collection of environmental information, which in turn is based on Time Division Multiple Access (TDMA). In this way energy consumption can be reduced and consequently the system`s lifetime is increased. / A tecnologia associada a nodos sensores passou por uma grande evolução nos ultimos anos, principalmente devido ao avanço nas técnicas de fabricação de dispositivos eletrônicos. Esse fato, em conjunto com a evolução da tecnologia de comunicações sem fio, tornou possível o uso de Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) nos mais diversos tipos de aplicações. Apesar de vantagens tais como capacidade de monitorar zonas de difícil acesso, o uso de RSSF em determinados tipos de aplicações pode ser inviável devido fundamentalmente a restrições associadas ao fornecimento de energia. Basicamente, devido a usual baixa capacidade de armazenamento das baterias presentes nos nodos sensores; a vida util da rede passa a ser afetada. Em muitas implementações a area ocupada pelo módulo de fornecimento de energia chega a ocupar aproximadamente 50% da area total do nodo. Outro ponto importante a ser salientado e que além de uma unidade de bateria, o fato da rede ser usualmente utilizada para monitorar regiões de difícil acesso, faze com que a substituição das mesmas seja totalmente inviável. Neste contexto, este trabalho propõe duas contribuições que visam de alguma forma maximizar o tempo de vida util dos nodos presentes em uma RSSF quando aplicada em sistemas críticos, onde a variação do ambiente pode causar algum prejuízo ou mesmo perigo a humanidade. Em um primeiro momento, esta dissertação de mestrado propõe um modelo energético para mensurar a eficiência do protocolo de acesso ao meio. Em um segundo momento, desta dissertação de mestrado, tem como objetivo desenvolver um novo protocolo de acesso ao meio baseado na flexibilização da frequência de coleta de informações do ambiente. Essa flexibilização será implementada baseada na ideia de Time Division Multiple Access (TDMA). Desta forma, será possível reduzir o consumo de energia e consequentemente, aumentar a vida util do sistema como um todo.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-08-09T22:51:26Z No. of bitstreams: 1 RodrigoSoaresSemente_TESE.pdf: 2370466 bytes, checksum: 49b2c032e886eb4cc9db1b6d08d9b617 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-08-11T00:12:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RodrigoSoaresSemente_TESE.pdf: 2370466 bytes, checksum: 49b2c032e886eb4cc9db1b6d08d9b617 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-11T00:12:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodrigoSoaresSemente_TESE.pdf: 2370466 bytes, checksum: 49b2c032e886eb4cc9db1b6d08d9b617 (MD5) Previous issue date: 2015-12-07 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / A criptografia ? a principal forma de obter a seguran?a em qualquer rede. Mesmo em redes com grandes restri??es de consumo de energia, processamento e mem?ria, como as Redes de Sensores Sem Fio isso n?o ? diferente. Objetivando melhorar o desempenho da criptografia, a seguran?a e o tempo de vida nessas redes, ser? proposto um novo algoritmo criptogr?fico desenvolvido atrav?s da t?cnica de Programa??o Gen?tica. Para o desenvolvimento de crit?rios de aptid?o do algoritmo criptogr?fico pelo algoritmo de Programa??o Gen?tica, nove algoritmos criptogr?ficos diferentes foram testados: AES, Blowfish, DES, RC6, Skipjack, Twofish, T-DES, XTEA e XXTEA. A partir desses testes uma fun??o de aptid?o foi desenvolvida levando em conta o tempo de execu??o, o espa?o ocupado em mem?ria, desvio m?ximo, desvio irregular, coeficiente de correla??o, e efeito avalanche. A partir do algoritmo de Programa??o Gen?tica otimizado foi criado o CRYSEED, um algoritmo para dispositivos de 8-bits, otimizado pra Redes de Sensores Sem Fio, i.e. baixa complexidade, pouco consumo de mem?ria e boa seguran?a para as aplica??es de sensoriamento e instrumenta??o. / Cryptography is the main form to obtain security in any network. Even in networks with great energy consumption restrictions, processing and memory limitations, as the Wireless Sensors Networks (WSN), this is no different. Aiming to improve the cryptography performance, security and the lifetime of these networks, we propose a new cryptographic algorithm developed through the Genetic Programming (GP) techniques. For the development of the cryptographic algorithm?s fitness criteria, established by the genetic GP, nine new cryptographic algorithms were tested: AES, Blowfish, DES, RC6, Skipjack, Twofish, T-DES, XTEA and XXTEA. Starting from these tests, fitness functions was build taking into account the execution time, occupied memory space, maximum deviation, irregular deviation and correlation coefficient. After obtaining the genetic GP, the CRYSEED and CRYSEED2 was created, algorithms for the 8-bits devices, optimized for WSNs, i.e., with low complexity, few memory consumption and good security for sensing and instrumentation applications.

A mitigação de desastres naturais exige respostas rápidas e confiáveis. No Brasil, a estação de chuvas provoca muitos alagamentos em regiões urbanas e, para monitorar esse fenômeno, foi instalada em São Carlos-SP uma rede de sensores sem fio para acompanhar o nível de água dos rios da cidade. Entretanto, essa rede de sensores está suscetível a falhas que podem comprometer o funcionamento do sistema, e a adoção de mecanismos redundantes e de redes móveis 3G podem acarretar em custos proibitivos à monitoração desses rios, além de não garantirem a operação normal desse monitoramento. Assim, este trabalho apresenta uma solução baseada em veículo aéreo não tripulado (VANT) para reduzir os problemas oriundos das falhas em uma rede de sensores para detectar desastres naturais como enchentes e deslizamentos. Na solução proposta, o VANT pode ser transportado para o sítio do desastre para minimizar os problemas provenientes das falhas (por exemplo, para servir como um roteador ou até mesmo para servir como uma mula de dados e transmitir imagens em tempo real para equipes de resgate). Estudos foram conduzidos em um protótipo real, equipado com o UAV Brain (módulo computacional desenvolvido especificamente para este projeto), para uma análise exploratória do consumo energético do VANT e do rádio transmissor que equipa o VANT. Os resultados mostram que a melhor situação para o rádio comunicador se dá quando o VANT está no ar e com uma antena de maior ganho, e os fatores que mais influenciam no consumo energético do rádio são a altura do VANT e o tipo de antena utilizado. Além disso, tais resultados mostram também a viabilidade desta proposta em redes de sensores sem fio linear e esparsa. / The mitigation of natural disasters requires quick and reliable answers. In Brazil, the rainy season causes many flooding in urban areas and, to monitor this phenomenon, a wireless sensor network to monitor the water level of the citys rivers was installed in São Carlos-SP. However, this sensor network is susceptible to failures that may jeopardize the operation of the system, and the adoption of redundant mechanisms and 3G mobile networks may result in prohibitive costs to the monitoring of these rivers, and does not guarantee the normal operation of monitoring. This work presents an aerial vehicle-based solution unmanned (UAV) to reduce the problems originated from failures in a network of sensors to detect natural disasters such as floods and landslides. In the proposed solution, the UAV can be transported to the disaster site to minimize problems arising from failures (eg, to serve as a router or even to serve as a data mule and transmit images in real time for rescue teams). Studies were conducted in a real prototype, equipped with UAV Brain (computational module developed specifically for this project), for an exploratory analysis of the energy consumption UAV and radio transmitter fitted to the UAV. The results show that the best situation for the radio communicator is when the UAV is in the air and with a higher gain antenna, and the factors that most influence on the radio energy consumption are the height of the UAV and the type of antenna used. Furthermore, these results also show the feasibility of this proposal in linear and sparse wireless sensor networks.