El trabajo desarrollado en la presente tesis consiste el diseño de una red de sensores para el sistema de detección de Rogue APs en la red WiFi del campus PUCP para las bandas de 2.4GHz y 5GHz. El primer capítulo presenta una descripción del marco problemático actual sobre la importancia de la seguridad en las redes inalámbricas. Luego, se señala la importancia del sistema de detección planteado al inicio de la tesis. Posteriormente, se definen los sistemas teóricos que permiten la detección y localización de los Rogue AP. Finalmente, se muestra el estado del arte de dispositivos que permiten la detección y métodos de mitigación de Rogue APs. En el segundo capítulo se exponen la problemática de la tesis y se plantea los requerimientos y razones por la cual se utiliza la teoría de NP-Complete para el diseño de la red. Luego, se discute sobre el problema general que representa el diseño de una red de sensores con triple cobertura posible. El tercer capítulo consiste en el diseño de modelos de optimización y heurísticas para la red de sensores. Primero, se expone el proceso con el cual se maneja la información para el desarrollo de los algoritmos. Segundo, se muestran la estructura de los modelos de programación y lógica del algoritmo con los cuales se puede diseñar una red de sensores para combatir la presencia de un Rogue AP. El cuarto capítulo comienza explicando el escenario y parámetros sobre los cuales se basaron los algoritmos generados para el diseño de la red de sensores. Luego, se muestran los resultados finales obtenidos y una discusión sobre el grado de cobertura obtenido. Por último, se presentan las conclusiones y recomendaciones a las que se llegó después de terminar la presente tesis. / Tesis

El sistema de adquisición de datos de temperatura implementado provee la información de la temperatura en puntos específicos en el habitáculo de una incubadora neonatal. Estos datos son necesarios para realizar el ensayo especificado en la Norma IEC 601219.50.102 el cual determina la precisión de los datos de funcionamiento de la incubadora en lo que respecta a temperatura. El presente trabajo comienza con la revisión de los conceptos sobre medición de temperatura, tipos de sensores, los métodos para procesamiento de señales analógicas y las normas que determinan las características del equipo (rango de medición, precisión y número de puntos de medición). Se toma como referencia los ensayos realizados en el prototipo documentado en el proyecto Sistema de Supervisión Gráfica en 3D de Temperaturas en Tiempo Real de un Ambiente Cerrado y las observaciones encontradas durante su desarrollo para plantear el esquema general del sistema de adquisición de datos de temperatura. Éste se divide en dos partes: La unidad de sensado, en donde se realiza la adquisición y acondicionamiento de la señal del sensor y el módulo central de adquisición de datos, el cual tendría como finalidad servir de interfaz para establecer una comunicación entre las unidades de sensado y la computadora personal. Tiene también como función adicional, la alimentación de las unidades de sensado. / Tesis

Las plantas conforman gran parte del planeta cumpliendo un rol muy importante en el ecosistema de la Tierra; sin ellas, nuestro entorno no sería como lo conocemos. Este asunto de estudio busca trasladar una planta hacia una zona donde exista mayor cantidad de luz y en la medida de lo posible, trasladarla a una zona donde incida luz solar directa. Se utilizó la robótica como medio para poder lograr esta labor, para así desarrollar un producto con un objetivo definido y un uso determinado. Este estudio sería la base para lograr un producto comercial. Se desarrolló un robot autónomo el cual consta de un sistema de desplazamiento a base de servomotores, un sistema de sensores infrarrojos para la detección de obstáculos, un sistema de sensores de intensidad de luz, y un sistema de control basado en el microcontrolador ATmega8 de la familia ATMEL. / Tesis

En la actualidad, el acelerado avance de las tecnologías de redes inalámbricas de sensores la han posicionado como una herramienta ideal para el monitoreo y control de sistemas de seguridad, debido a su óptimo aprovechamiento de la energía, escalabilidad, flexibilidad, bajo costo, además de permitir su gestión de manera remota. Estas tecnologías pueden sustituir los sistemas basados en sistemas de prevención anti-intrusión tradicionales, tales como, rejas de seguridad, puertas blindadas, cercas eléctricas, personal de seguridad, etc. Estos, si bien reducen la probabilidad de robos o asaltos, no permiten un control absoluto de la zona: pueden ser vulnerados con facilidad y no alertan una situación de peligro. La presente tesis tiene como objetivo el diseño de una red inalámbrica de sensores para el monitoreo de un almacén de una empresa de Lima-Perú. Esta tecnología permitirá la prevención de eventos tales como robos o asaltos mediante un control de acceso; y evitará casos de incendios e inundaciones mediante la recolección de datos relevantes de los sensores ubicados en el almacén, los cuales serán enviados a una estación base o nodo principal. La totalidad de información podrá ser visualizada en una interfaz de usuario amigable. Para el desarrollo del sistema mencionado, se realizó un estudio exhaustivo de las tecnologías existentes para redes de sensores inalámbricas, sus características y limitaciones, así como los protocolos y topologías existentes. A partir de esta investigación, se determinó que la tecnología Zigbee es la más adecuada, debido a su reducido consumo de energía, bajo costo y gran simplicidad en hardware y software. En consecuencia, podemos concluir que la red inalámbrica de sensores contribuirá de forma favorable en la seguridad del almacén, y mejorará la calidad de trabajo en la empresa. / Tesis

En el capítulo 1, se presentan y desarrollan conceptos generales vinculados al entendimiento de la tesis, tanto en el contexto (i) ambiental, como en el de desarrollo de (ii) sistemas de monitorización y (iii) redes de sensores. Haciendo referencias a información estadística, describiendo el marco normativo y legal, y desarrollando a nivel técnico los elementos de red relacionados. En el capítulo 2, se analiza la problemática particular, en la zona del río Napo en la provincia de Maynas, bajo la metodología de marco lógico, estableciendo e identificando las causas que la originan y los efectos producidos. Asimismo, se plantean los árboles de medios-fines con los cuales se aproxima e interpreta las soluciones adecuadas contra esa problemática. Teniendo esto, se plantea la hipótesis, delimitada a los requerimientos y la infraestructura de soporte del GTRPUCP. En el capítulo 3 se analiza, diseña y desarrolla la plataforma que identifica y considera las funcionalidades de los módulos relacionados. En el capítulo 4 se analiza y valida el sistema desarrollado a través de la verificación de las funcionalidades, pruebas de estrés, y usabilidad de usuarios. Las conclusiones sintetizan los resultados de las pruebas y las recomendaciones registran las consideraciones para el proyecto desarrollado y para los trabajos futuros. / Tesis

Made available in DSpace on 2019-03-30T00:01:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2018-01-30 / The Internet of Things (IoT) is based on interconnection of intelligent and addressable devices, allowing their autonomy and proactive behavior with Internet connectivity. Data dissemination in IoT usually depends on the application and requires context-aware routing protocols that must include auto-configuration features (which adapt the behavior of the network at runtime, based on context information). This job proposes an approach for IoT route selection using fuzzy logic in order to attain the requirements of specific applications. In this case, fuzzy logic is used to translate in math terms the imprecise information expressed by a set of linguistic rules. For this purpose, four Objective Functions (OFs) are proposed for the Routing Protocol for Low Power and Loss Networks (RPL); such OFs are dynamically selected based on context information. The aforementioned OFs are generated from the fusion of the following metrics: Expected Transmission Count (ETX), Number of Hops (NH), and Energy Consumed (EC). The experiments performed through simulation, associated with the statistical data analysis, conclude that this proposal can provide assurance of data delivery, more energy efficiency, and shorter delay when compared to the available objective functions OF0, MRHOF, ERAOF and OF-FL, considering different contexts of IoT applications. For data delivery, DQCA-OF1(FL) function achieved the best performance, with a delivery ratio about 94% when compared to the DQCA-OF1, OF-FL, ERAOF, MRHOF, and OF0 objective functions, with delivery ratios of 89%, 70%, 67,98%, 65.62%, and 50.4%, respectively. For energy efficiency, the DQCA-OF4 function achieved higher remaining energy (170 joules) compared to the DQCA-OF4(FL), OF-FL, ERAOF, MRHOF, and OF0 objective functions with consumption of 136 joules, 130 joules, 107 joules, 99 joules, and 76 joules, respectively. At delay metric, the proposal shown to be more efficient presenting lower value with to the number of hops (12.23), compared to the DQCA-OF4 (14.97), OF-FL (16.54), ERAOF (18,12), MRHOF (20,42), and OF0 (26.92). Keywords: Internet of Things, Routing, 6LowPAN, Context-aware, Objective Function, Fuzzy System. / A Internet das Coisas (IoT) é baseada na interconexão de dispositivos inteligentes e endereçáveis, permitindo sua autonomia e comportamento proativo com conectividade com a Internet. A disseminação de dados no IoT geralmente depende do aplicativo e requer protocolos de roteamento com reconhecimento de contexto que devem incluir recursos de configuração automática (que adaptam o comportamento da rede em tempo de execução, com base em informações de contexto). Este trabalho propõe uma abordagem para a seleção de rotas IoT usando lógica difusa para atingir os requisitos de aplicativos específicos. Neste caso, a lógica difusa é usada para traduzir em termos matemáticos as informações imprecisas expressas por um conjunto de regras linguísticas. Para este propósito, quatro Funções Objetivas (FO) são propostas para o Protocolo de Roteamento para Redes de Baixa Potência e Perda (RPL); tais FO são selecionados dinamicamente com base em informações de contexto. As FO acima mencionados são gerados a partir da fusão das seguintes métricas: contagem de transmissão esperada (ETX), número de lúpulos (NH) e consumo de energia (EC). Os experimentos realizados através da simulação, associados à análise de dados estatísticos, concluem que esta proposta pode fornecer garantia de entrega de dados, maior eficiência energética e menor atraso em comparação com as funções objetivas disponíveis OF0, MRHOF, ERAOF e OF-FL, considerando diferentes contextos das aplicações IoT. Para a entrega de dados, a função DQCA-OF1 (FL) obteve o melhor desempenho, com uma taxa de entrega de cerca de 94% quando comparada às funções objetivas DQCA-OF1, OF-FL, ERAOF, MRHOF e OF0, com taxas de entrega de 89%, 70%, 67,98%, 65,62% e 50,4%, respectivamente. Para a eficiência energética, a função DQCA-OF4 obteve maior energia remanescente (170 joules) em comparação com as funções objetivas DQCA-OF4 (FL), OF-FL, ERAOF, MRHOF e OF0 com consumo de 136 joules, 130 joules, 107 joules, 99 joules e 76 joules, respectivamente. Na métrica de atraso, a proposta mostrou ser mais eficiente apresentando menor valor com o número de lúpulos (12.23), em comparação com o DQCA-OF4 (14.97), OF-FL (16.54), ERAOF (18,12), MRHOF (20,42) e OF0 (26,92). Palavras-chave: Internet das coisas, roteamento, 6LowPAN, ciente de contexto, função objetivo, sistema fuzzy.

Made available in DSpace on 2019-03-30T00:01:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2018-03-23 / In smart grid, electrical equipment can monitor and control the power supplied to the consumers through bi-directional data communication. There is a tendency in the standardisation of communication of these equipment with the control center of a power substation (CCSEE). Currently, many electrical equipment commercially available on the market already communicate using the commercial communication protocols such as DNP3, Modbus and IEC 61850. But in the brazilian power system there are still old devices (legacy) that are in operation in the distribution and transmission networks. Many of these devices either have no communication characteristics or use proprietary communication protocols. Thus, this study proposes an infrastructure, based on a wireless sensor network (WSN), to allow the integration of legacy electrical equipment into a smart grid. In this case, each legacy electrical device is connected to a WSN's sensor node, and the sink node runs a middleware to enable the integration, based on the commercial communication protocols, of this device with the smart grid. This middleware performs, among other activities, the conversion/translation of the messages exchanged between the CCSEE and the electrical equipment installed on the smart grid. This infrastructure also provides some facilities to meet the requirements of communication between the electrical devices of a smart grid, such as security, response time and scalability. These requirements are important and necessary since the communication, monitoring and operation of the equipment in a power system are considered critical activities. Keywords: Middleware, smart grid, wireless sensor network (WSN), communication protocols, smart metering / Em uma smart grid, os equipamentos elétricos podem monitorar e controlar a energia elétrica fornecida aos consumidores por meio de uma comunicação de dados bidirecional. Há uma tendência na padronização da comunicação desses equipamentos com o centro de controle de uma subestação de energia elétrica (CCSEE). Atualmente, muitos equipamentos elétricos comercializados no mercado já se comunicam utilizando protocolos de comunicação comerciais, tais como o DNP3, o Modbus e o IEC 61850. Mas, no sistema elétrico brasileiro ainda há equipamentos antigos (legados) que estão em operação nas redes de distribuição e transmissão de energia elétrica. Muitos desses equipamentos ou não possuem características de comunicação ou utilizam um protocolo de comunicação proprietário. Assim, este estudo propõe uma infraestrutura, baseada em redes de sensores sem fio (RSSFs), para permitir a integração de equipamentos elétricos legados a uma smart grid. Nesse caso, cada equipamento elétrico legado está conectado a um nó sensor de uma RSSF, e o nó sink executa um middleware para possibilitar a integração, baseada em protocolos de comunicação comerciais, desse equipamento com a smart grid. Esse middleware realiza, entre outras atividades, a conversão/tradução das mensagens trocadas entre o CCSEE e os equipamentos elétricos instalados na smart grid. Essa infraestrutura oferece também algumas facilidades para o atendimento dos requisitos de uma comunicação entre os equipamentos elétricos de uma smart grid, tais como segurança, tempo de resposta e escalabilidade. Esses requisitos são importantes e necessários, uma vez que a comunicação, o monitoramento e a operação de equipamentos de um sistema elétrico são considerados atividades críticas. Palavras-chaves: Middleware, smart grid, redes de sensores sem o (RSSFs), protocolos de comunicação, smart metering

Made available in DSpace on 2019-03-30T00:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2018-11-26 / Recent advances in networking technologies, such as the IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN) standard, have allowed to interconnect wireless sensor networks (WSNs) to the Internet, thus forming the Internet of Things (IoT). Despite the availability of different message security mechanisms, sensor networks are still vulnerable to several types of attack. To identify such attacks, an Intrusion Detection System (IDS) can be deployed. However, IDSs can generate several false positives and false negatives. Moreover, the alerts raised by IDSs provide no information regarding the impact an attack has on the security of a sensor network. As a consequence, it becomes difficult for WSN administrators and users to take proper responsive actions when attacks occur. To address these issues, this thesis proposes three security metrics. The first metric, called Trust Probability, quantifies by how much an IDS output could be trusted (to be correct). Such metric can help administrators decide which alerts deserve careful attention or which alerts might be safely ignored. Since this type of metric provides a measure of IDS effectiveness, it can also be used to compare different IDSs as well as to fine-tune a given IDS. The second metric, named Damage Level, quantifies the severity of an attack. This metric, when combined with the Trust Probability metric, enables the administrator to correctly prioritize and respond to alerts by evaluating them in terms of accuracy and attack impact. Finally, the third metric, namely Data Security Level, quantifies the degree to which sensor data can be trusted when the sensor is under attack. The security situational awareness provided by this metric helps WSN users make better decisions about the use of the gathered sensor data. Experimental results show that the proposed metrics can accurately quantify security level with low performance overhead and power consumption. Keywords: Network Security Metrics, Quantitative Security Analysis, Security Situational Awareness, Internet of Things, Wireless Sensor Networks. / Recentes avanços nas tecnologias de rede, tais como o padrão IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN), permitiram a interconexão de redes de sensores sem fio (RSSF) à Internet, formando assim a Internet das Coisas (Internet of Things -- IoT). Apesar da disponibilidade de diferentes mecanismos de segurança de mensagens, as redes de sensores ainda são vulneráveis a vários tipos de ataques. Para identificar esses ataques, um Sistema de Detecção de Intrusão (Intrusion Detection System -- IDS) pode ser implantado. No entanto, os IDSs podem gerar vários falsos positivos e falsos negativos. Além disso, os alertas gerados pelos IDSs não fornecem nenhuma informação sobre o impacto de um ataque sobre a segurança de uma RSSF. Consequentemente, torna-se difícil para os administradores e usuários da rede tomarem as devidas ações responsivas quando ataques ocorrerem. Para tratar estas questões, esta tese propõe três métricas de segurança. A primeira delas, chamada Trust Probability, quantifica o quão confiável (correto) é um output de um IDS. Essa métrica pode ajudar os administradores a decidir quais alertas merecem mais atenção ou quais podem ser ignorados com segurança. Já que essa métrica fornece uma medida da efetividade de um IDS, ela também pode ser usada para comparar diferentes IDSs, bem como para otimizar um dado IDS. A segunda métrica, denominada Damage Level, quantifica a gravidade de um ataque. Esta métrica, quando combinada com a Trust Probability, permite ao administrador priorizar e responder corretamente a alertas, avaliando-os em termos de precisão e impacto de ataque. Por fim, a terceira métrica, chamada de Data Security Level, quantifica quão confiáveis os dados dos sensores são quando a rede está sob ataque. Conhecer a informação fornecida por esta métrica ajuda os usuários a tomar melhores decisões sobre o uso dos dados coletados pelos sensores. Os resultados experimentais mostram que as métricas propostas podem quantificar com precisão o nível de segurança da rede, com baixo consumo de energia e sobrecarga de desempenho. Palavras-chave:Métricas de Segurança de Rede, Análise Quantitativa de Segurança, Consciência Situacional de Segurança, Internet das Coisas, Redes de Sensores sem Fio.

Made available in DSpace on 2019-03-29T23:38:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-05-29 / The Wireless Sensor Networks (WSN) are composed of sensor nodes capable of collecting (feeling), processing and transmitting data related to some phenomena in the environment. Despite their several potential uses, the WSN have strict limitations, mainly related to energy consumption during data transmission. One of the possible approaches to optimize the use of limited resources in WSN is to improve the performance of routing protocols. In this research, the fuzzy inference system is used to estimate the degree of quality of the routes, based on the number of hops and on the energy level of the nodes that make up a route. Thus, the routing protocols can use the degree of quality of the routes at the time of selecting one of several possible paths. An ant colony optimization algorithm is used to adjust, automatically, the rule base of the fuzzy system in order to improve the estimation strategy of the quality of routes with the objective of increasing the energy efficiency of the network. Simulations using routing protocols with multiple paths, Directed Diffusion, Location Aware Routing Protocol and Ad hoc On-Demand Multipath Distance Vector, show that the proposal is effective from the standpoint of four relevant metrics: number of messages delivered to the sink node, the average cost per message, packet loss rate and life span of the first sensor node. Keywords: Wireless Sensor Networks. Multipath Routing Protocols. Fuzzy Inference Systems. Ant Colony Optimization. Energy Efficiency. / As Redes de Sensores sem Fio (RSSF) são compostas por nós sensores capazes de coletar (sentir), processar e transmitir dados relacionados a algum fenômeno no ambiente. Apesar das várias possibilidades de uso, as RSSF possuem rigorosas limitações, principalmente com o consumo de energia durante a transmissão dos dados. Uma das possíveis abordagens para a otimização do uso dos recursos limitados em RSSF é a melhoria do desempenho dos protocolos de roteamento. Nesta pesquisa, um sistema de inferência fuzzy é usado para estimar o grau de qualidade das rotas, com base no número de saltos e no nível de energia dos nós que compõem uma rota. Dessa forma, os protocolos de roteamento podem utilizar o grau de qualidade das rotas no momento da seleção de um dos vários caminhos possíveis. Um algoritmo de otimização por colônia de formigas é utilizado para ajustar, de forma automática, a base de regras do sistema fuzzy, a fim de melhorar a estratégia de estimação da qualidade das rotas, com o objetivo de aumentar a eficiência de energia da rede. As simulações, utilizando os protocolos de roteamento com múltiplos caminhos, Directed Diffusion, Location Aware Routing Protocol e Ad hoc On-Demand Distance Vector Multipath, evidenciam que a proposta é eficaz do ponto de vista de quatro relevantes métricas: número de mensagens entregues ao nó sorvedouro, custo médio por mensagem, taxa de perda de pacotes e tempo de vida do primeiro nó sensor. Palavras-chave: Redes de Sensores sem Fio. Protocolos com Múltiplos Caminhos. Sistemas de Inferência Fuzzy. Otimização por Colônia de Formigas. Eficiência de Energia.

Made available in DSpace on 2019-03-29T23:38:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-26 / Wireless Sensor Networks (WSN) are becoming increasingly popular in civilian and military applications, such as monitoring, disaster recovery, control, automation and many others. Due to this dissemination of WSN and lack of computational resources of sensors, these networks have become target of all kinds of attacks from adversaries interested in compromising their operation. Thus, in recent years, many security mechanisms have been proposed to minimize the impact of attacks in sensor networks and make users of these networks to have access to reliable data. However, it is possible that adversaries are able to perform attacks capable of circumventing the security mechanisms installed in a WSN, making that the users of these networks receive corrupted data, even though they have the impression that they are using reliable data. Thus, it is necessary a mechanism able to quantify the security level of the sensor data and inform it to WSN users so that they can be aware of the reliability of these data and be able to make educated decisions about their use. However, existing works to quantify security in WSN are still not able to meet all the criteria necessary to estimate the security level of the sensor data. Hence, this work presents the Sensor Data Security Estimator (SDSE), a framework able to estimate the security level of data from wireless sensor networks using security metrics obtained from security mechanisms installed in the network. The security metrics defined by the SDSE can also be used to help professionals to make decisions about how to choose between alternative security architectures and evaluate different security mechanisms. The metrics and security level estimated by the SDSE are rigorously validated through simulations that show the accuracy of the proposed framework. The comparisons with other existing works show that the results obtained by the SDSE are quite promising. Keywords: Wireless Sensor Networks, Security Level, Security Metrics. / As Redes de Sensores sem Fio (RSSF) estão se tornando cada vez mais populares em aplicações militares e civis, tais como monitoramento, recuperação de desastres, controle, automação e muitas outras. Devido a essa difusão das RSSF e a escassez de recursos computacionais dos sensores, essas redes se tornaram alvo dos mais variados tipos de ataques de adversários interessados em comprometer seu funcionamento. Com isso, nos últimos anos, inúmeros mecanismos de segurança vêm sendo propostos para minimizar o impacto de ataques nas redes de sensores e fazer com que os usuários destas redes tenham acesso a dados confiáveis. Entretanto, é possível que adversários consigam realizar ataques capazes de burlar os mecanismos de segurança instalados em uma RSSF, fazendo com que os usuários dessas redes recebam dados corrompidos, embora tenham a impressão de que estão utilizando dados confiáveis. Desse modo, faz-se necessário um mecanismo capaz de quantificar o nível de segurança dos dados dos sensores e informá-lo aos usuários das RSSF, para que estes tenham conhecimento da confiabilidade desses dados e possam tomar decisões informadas sobre sua utilização. Contudo, os trabalhos existentes para quantificar segurança em RSSF ainda não são capazes de atender a todos os critérios necessários para se estimar o nível de segurança dos dados dos sensores. Diante disso, este trabalho apresenta o Sensor Data Security Estimator (SDSE), um framework capaz de estimar o nível de segurança dos dados de uma rede de sensores sem fio a partir de métricas de segurança obtidas por meio dos mecanismos de segurança instalados na rede. As métricas de segurança definidas pelo SDSE também podem ser utilizadas para ajudar profissionais a tomar decisões sobre como escolher entre arquiteturas de segurança alternativas e avaliar diferentes mecanismos de segurança. As métricas e o nível de segurança estimados pelo SDSE são rigorosamente validados por meio de simulações que mostram a acurácia do framework proposto. As comparações realizadas com outros trabalhos existentes apontam que os resultados obtidos pelo SDSE são bastante promissores. Palavras-chave: Redes de Sensores sem Fio, Nível de Segurança, Métricas de Segurança.