316 research outputs found

    Estratégias para uso de redes industriais sem fio do tipo TSCH em aplicações de mobilidade

    Get PDF
    A utilização de redes sem fio para aplicações industriais surge como uma alternativa para os sistemas cabeados por apresentarem características como flexibilidade de ampliação ou atualização de dispositivos na rede e facilidade de instalação e manutenção. Protocolos de comunicação para redes sem fio industriais, como WirelessHART, foram desenvolvidos para atender a requisitos de operação do setor industrial garantindo entrega de mensagens em tempo real, segurança e confiabilidade. O protocolo WirelessHART foi desenvolvido para atender aplicações de automação de processos, onde as variáveis do processo são alteradas de forma lenta. Quando inseridos elementos de alta dinamicidade, como a presença de dispositivos móveis ou intermitentes, como nos processos de automação fabril, há um impacto negativo no desempenho destas redes devido à rápida mudança de topologia que não é prevista neste protocolo, e que resultam na redução da taxa de sucesso de transmissões. Dentro deste contexto, este trabalho apresenta a análise dos requisitos e a implementação de dispositivos móveis ou intermitentes e gerenciadores de rede em conformidade com a técnica TSCH (Time Synchronized Channel Hopping), como a empregada no WirelessHART. São propostas modificações em procedimentos do protocolo utilizado como base, visando fornecer o suporte a dispositivos móveis que incluem técnicas para agilizar o processo de conexão e desconexão e manter a conectividade do dispositivo enquanto ele se movimenta pela área de cobertura da rede. Os resultados revelam a viabilidade das técnicas propostas, porém, em detrimento de algumas características fundamentais, tais como segurança e baixo consumo de energia. Para mitigar os problemas gerados, são apresentadas propostas a serem implementadas em trabalhos futuros.The use of wireless networks for industrial applications appears as an alternative for wired systems due to its characteristics such as flexibility to add or remove devices on the network and ease of maintenance and installation. Communication protocols for industrial wireless networks, such as WirelessHART, were developed to meet the operating requirements of the industrial sector ensuring real-time communications, security and reliability. The WirelessHART protocol was developed to operate in process automation applications, where process variables are changed slowly. When high dynamics elements are inserted in these networks, such as the presence of mobile or intermittent devices, as seen in factory automation processes, there is a negative impact on the performance of these networks due to the fast topology change that is not supported in this protocol, resulting in the reduction of success rate of transmissions. In this context, this work presents the analysis of requirements and the implementation of mobile or intermittent devices and network managers in accordance with the TSCH (Time Synchronized Channel Hopping) technique, which is used in WirelessHART. Modifications to the procedures of the protocol used as a basis are proposed, aiming to provide support for mobile devices including techniques to reduce time in processes as connection and disconnection and maintain the connectivity of the device while it moves through the network coverage area. The results show the feasibility of the proposed techniques, however, to the detriment of some fundamental characteristics, such as safety and low energy consumption. In order to mitigate the problems generated, proposals are presented to be implemented in future works

    Soluções para redes de sensores sem fio com mobilidade: protocolo de roteamento com priorização de mensagens e mecanismo de predição de conectividade local

    Get PDF
    Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2013.As redes de sensores sem fio (RSSF) proporcionam uma ampla gama de aplicações em diversos setores da sociedade. A comunicação entre os nodos sensores é o elemento básico do funcionamento das redes de sensores. Por isso, o trabalho desta tese se concentra em duas questões essenciais para aperfeiçoamento de protocolos de rede. Primeiramente, uma arquitetura para protocolos de roteamento com garantia de qualidade de serviço foi proposta no escopo de cenárioscom mobilidade. O protocolo proposto utiliza métricas para tomada de decisão para realizar retransmissão de mensagens que refletem as condições da rede, sejam redes densas ou esparsas, com grande ou pouca carga de mensagem. A proposta do protocolo de comunicação foi avaliada sob a ótica de um cenário de aplicação envolvendo mobilidade e diferentes cargas de mensagens. Além disso, as métricas foram desagregadas e analisadas para verificar a sua influência para diferentes condições de rede. Em conjunto à análise das métricas, diversos trabalhos da literatura foram analisados sob os mesmos aspectos e condições de rede para melhor avaliar o ganho do protocolo proposto, o qual se mostrou hábil para o atendimento de requisitos de qualidade de serviço demandado pela aplicação. O segundo aspecto igualmente importante para o desempenho das redes de sensores trata-se do aspecto fundamental para realização da comunicação em ambientes com mobilidade, que é a conectividade. A conectividade foi estudada na sua característica essencial que se refere ao enlace entre dois nodos móveis. Dois modelos foram projetados para proporcionar a estimativa de conectividade por meio da qualidade de enlace para protocolos e aplicações. O primeiro modelo proposto se baseia no comportamento estatístico dos padrões de mobilidade para realizar a estimativa da qualidade de enlace. O segundo modelo proposto se baseia no método de aprendizado sistema classificador para aprender o comportamento do padrão de mobilidade. Ambos os modelos foram implementados e testados com diferentes padrões de mobilidade. Ademais, alguns trabalhos da literatura também foram implementados, avaliados e comparados com os modelos propostos. O método de aprendizado com sistema classificador se mostrou eficiente na estimação de conectividade, bem como capaz de se adaptar a mudanças no padrão de mobilidade.Abstract : Wireless sensor networks (WSN) provide a wide range of applications in various sectors of society. The communication among the sensor nodes is the basic element of sensor networks function. Given this premisse, this thesis focuses on two key issues for the improvement of network protocols. Firstly, an protocol for routing protocols with guaranteed quality of service was proposed to deal with mobility scenarios. The proposed protocol uses several metrics that reflect the network conditions in dense or sparse networks with small or large load of messages for routing decisions. The proposed communication protocol was evaluated from the perspective of an application scenario involving mobility and different loads of messages. Furthermore, the metrics were disaggregated and analyzed to check their influence with different network conditions. Moreover, several algorithms from the iii literature were analyzed under the same aspects and network conditions to better assess the gain of the proposed protocol. The proposed protocol proved to be able to fulfill the quality of service requirements demanded by the application. The second equally important aspect for the performance of WSN it is the fundamental aspect for achieving communication in environments with mobility: the connectivity. Two models were designed to provide connectivity estimation by means of link quality to improve protocols and applications. The first proposed model is based on statistical behavior mobility patterns to perform the estimation of link quality. The second proposed model is based on a learning method classifier system to learn the behavior of the mobility pattern. Both models were implemented and tested with different mobility patterns. Furthermore, other existing approaches have also been implemented, evaluated, and contrasted against the proposed models. The learning method with classifier system is efficient for estimation of connectivity, as well as able to adapt to changes in mobility pattern

    Uma metodologia de localização Indoor híbrida para sistemas móveis

    Get PDF
    In recent years technological development has allowed the emergence of several applications and location services, with emphasis on localization solutions in indoor environments (tracking of objects, assets and people, precision marketing, security and others). It is known that traditional localization solutions, such as the Global Positioning System (GPS) do not present satisfactory results for indoor scenarios and that other solutions already exist in the literature. On this work, a new solution is provided to the indoor location problem based on multiplicity of communication sources and protocols, trilateration method, motion tracking, inertial sensors and algorithms for mitigation of signal propagation misrepresentations with the intention increase the accuracy of the solution. Results indicated the feasibility of the proposal with average errors of 1,224 meters in typical scenarios of densely populated buildings.Nos últimos anos o desenvolvimento tecnológico tem permitido o surgimento de diversas aplicações e serviços de localização, com destaque para as soluções de localização em ambientes internos - indoor (rastreamento de objetos, ativos e pessoas, marketing de precisão, segurança, entre outros). É sabido que soluções tradicionais de localização, como por exemplo o Sistema Global de posicionamento (Global Positioning System - GPS) não apresentam resultados satisfatórios para cenários indoor e que outras soluções já existem na literatura. Nesse trabalho é fornecido uma nova solução para o problema de localização indoor baseado em multiplicidade de fontes e protocolos de comunicação, método de trilateração, rastreio de movimentação, sensores inerciais e algoritmos para mitigação de deturpações de propagação de sinais com o intuito de aumentar a precisão da solução. Resultados indicaram a factibilidade da proposta com erros médios de 1,224 metros em cenários típicos de prédios densamente populados

    Classificação de ambientes prediais para usuários utilizando tags RFID ativas e filtro de Kalman

    Get PDF
    Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012.RFID e outras tecnologias sem fio têm sido objeto de estudo em aplicações de localização de usuários em ambientes internos de edificações. Existem diferentes formas de se prover a localização com as variáveis disponibilizadas por estes sistemas, sendo uma das mais populares, a utilização do RSSI como referência, pois esta grandeza possui relação com a distância entre o transmissor e o receptor do sinal. Entretanto, promover a localização em ambientes internos de edificações com o RSSI não é trabalho tão trivial, pois o sinal RF sofre interferências diversas, próprias do canal de comunicação RF em ambientes internos e de difícil modelagem, durante seu trajeto, ocasionando muita incerteza nos valores registrados pelos equipamentos que compõe o sistema RFID. Elas podem ser minimizadas através da aplicação de ferramentas computacionais como o filtro de Kalman e as redes neurais MLP e LVQ ou as SVM, treinadas com amostras de sinal que representem de forma qualitativa a área em que será provida a localização. O presente trabalho compara o desempenho destas ferramentas computacionais aplicadas a um banco de dados coletado de um sistema de RFID com tags ativas disponibilizado no LARA para experimentos. Tal sistema será usado para a classificação de ambientes delimitados do LARA, onde estarão usuários portadores das tags RFID, para assim controlar o sistema de climatização daquele laboratório. ______________________________________________________________________________ ABSTRACTRFID and others technologies have been object of study in applications of indoor localization. There are different ways of providing localization with the variables provided by these systems, one of the most popular is the use of RSSI as the reference, since it has relation with the distance between the transmitter and the receiver of the signal. However, to provide the indoor localization with RSSI is not so trivial, because the RF signal suffers from various interferences, own of RF indoor communication channel and its very difficult modeling, during its course, causing much uncertainty on the registered values of RSSI by the equipments of RFID system. These uncertainties can be minimized by the application of some computational tools such as Kalman Filter and classifiers as MLP or LVQ neural networks, or the SVM, trained with signal samples that represent in a qualitative form the area in that the localization will be provided. This work compares the performance of this computational tools applied to the data collected from an RFID system with active tags, available in LARA to the experiments, and that will be used to classify some delimited environment of LARA, where users with RFID tags will be, and then control the HVAC system of that laboratory

    GDSudão: proposta de FMIS voltado ao manejo de capim-sudào

    Get PDF
    O crescimento populacional acelerado observado atualmente aumenta a complexidade dos desafios relacionados à segurança alimentar global. Uma das formas mais viáveis de tratar esse problema é a busca por meio de produção mais eficientes e sustentáveis, que visam aumentar a produtividade em sistemas de produção de alimentos existentes, utilizando a máxima capacidade dos recursos naturais, de maneira sustentável. Uma forma de contribuir para o melhoria da produtividade em sistemas de produção de alimentos é através da utilização de técnicas de agropecuária de precisão em conjunto com sistemas computacionais. Nesse contexto os Sistemas de Informação de Gerecimento Agrícola (FMIS), referente ao termo em língua inglesa Farm Management Information Systems, caracterizam sistemas de informação concebidos e empregados diretamente em sistemas de produção agropecuários com o objetivo prover um suporte à tomada de decisão de produtores rurais e, com isso, maximizar a produtividade em suas propriedades. O presente trabalho apresenta a proposta de um FMIS voltado ao manejo de capim- sudão. O texto apresenta a motivação do trabalho, a metodologia de pesquisa utilizada, um referencial teórico abrangente e trabalhos correlates ao tema, bem como, a arquitetura do sistema proposto e resultados preliminares.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

    Localização de usuários em ambientes prediais através de sistema RFID e classificadores supervisionados visando economia de energia

    Get PDF
    Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação, 2012.A aplicação de algoritmos de aprendizagem supervisionada que realizem classificação de padrões em ambientes prediais, se utilizando de dados advindos de sistema de RFID (Radio Frequency Identification), permite controlar de forma racional o acionamento de aparelhos de ar-condicionado, entre outros equipamentos. Neste trabalho, os algoritmos classificadores utilizados foram o Multilayer Perceptron (MLP) e o Support Vector Machine (SVM), ambos treinados com valores de RSSI coletados por um sistema de controle de acesso via RFID instalado em um ambiente predial. Os resultados indicam que a abordagem de classificação de padrões é viável para localização de usuários e possui boa taxa de acerto na classificação dos três ambientes propostos. Foi possível propor uma metodologia para o desenvolvimento de um sistema capaz de realizar o acionamento automático de aparelhos de arcondicionado, proporcional ao número de pessoas ocupando o laboratório, a fim de garantir conforto e economia de energia.The use of supervised learning algorithms that perform pattern classification in indoor environments, using data from RFID system, allows controlling rationally, among other equipment, the air-conditioning system. In this work, the classification algorithms used were Multilayer Perceptron (MLP) and Support Vector Machine (SVM), both trained with RSSI values collected from a RFID (Radio Frequency Identification) access control system present in an indoor environment. The results indicate that the pattern classification approach is feasible for locating users and has good accuracy rate in the classification of the three proposed environments. It was possible to propose a methodology for the development of a system capable of performing the automatic actuation of air-conditioning systems, proportional to the number of people occupying the laboratory to ensure comfort and energy savings

    Rede de sensores sem fio para aquisição de dados de malhas de aterramento submetidas a correntes impulsivas.

    Get PDF
    Neste trabalho, desenvolveu-se um sistema de aquisição de dados, capaz de adquirir sinais impulsivos de tensão e corrente, que são utilizados para avaliar as condições de degradação de malhas de aterramento energizadas. O sistema é formado por uma rede de sensores sem fio, capaz de adquirir sinais resultantes da injeção de impulsos de corrente de alta intensidade, em diversos pontos da malha. O sistema desenvolvido foi avaliado por meio de experimentos utilizando-se um gerador de impulsos de corrente de alta intensidade, capaz de simular sinais de descargas atmosféricas. Nos experimentos, foram feitas aquisições de sinais simultaneamente com um osciloscópio e com o sistema proposto. Comparando-se os sinais adquiridos pelos dois meios, resultou em 99,9% de similaridade. Depois de comprovada a eficácia, o sistema de aquisição de dados desenvolvido foi usado na avaliação das condições operativas de um aterramento real. A partir dos resultados obtidos, observou-se que o sistema foi capaz de adquirir os dados originários da aplicação de impulsos de corrente no solo, transmiti-los usando comunicação sem fio, e realizar o processamento desses dados. O uso de uma rede de sensores sem fio diminui a influência dos efeitos eletromagnéticos, presentes em subestações elétricas, sobre os sistemas de medição. Além disso, a medição à distância proporciona maior segurança aos profissionais envolvidos. Assim, a partir dos dados adquiridos é possível se emitir uma avaliação das condições de degradação de uma malha de terra energizada, bem como, construir modelos que são úteis no planejamento e na predição de falhas do aterramento. Portanto, o sistema oferece as condições adequadas para os estudos das altas correntes, tensões e frequências e seus efeitos.In this work, it was developed a data acquisition system capable of acquiring impulsive signal of voltage and current. With these data it is possible to evaluate the degradation conditions of energized grounding grids. The system comprises a wireless sensor network, able to acquire signals resulting from injection of high intensity current impulses on different points of the grounding grid. The system developed was assessed by experiments using a high intensity current impulse generator, which is able to simulate atmospheric discharge signals. In these experiments, they were acquired signals simultaneously with an oscilloscope and with the proposed system. Comparing the signals acquired by the two forms, it resulted in 99.9% similarity. After proven effectiveness, the data acquisition system developed has been used in assessing the operating conditions of an actual grounding. From the results obtained, one can observe that the system was capable of acquiring data originating from the application of current impulses in the soil, transmit them using wireless communication, and perform processing such data. The use of a wireless sensor network reduces the influence of electromagnetic effects present in electrical substations, on the measurement systems. In addition, remote measurement provides greater security to the professionals involved. Thus, from the data acquired it is possible to issue an evaluation of degradation conditions of an energized grounding grid and build models that are useful in planning and prediction of grounding faults. Therefore, the system provides the adequate conditions for the study of high currents, voltages and frequencies and their effects

    ESTUDO COMPARATIVO DE TECNOLOGIAS PARA DETECÇÃO PRECOCE DE INCÊNDIOS FLORESTAIS EM ÁREAS DE REFLORESTAMENTO NO BRASIL

    Get PDF
    É clara a constatação que a problemática dos incêndios florestais atinge todas as áreas do planeta. Também é evidente que o assunto não é novo e portanto, muitos esforços para o desenvolvimento de tecnologias e métodos que possam mitigar esta situação vêm sendo feitos há muitos anos. O objetivo desta pesquisa é iluminar o tema trazendo uma visão ampliada sobre o cenário das tecnologias em uso e/ou em estudo acerca da detecção precoce de incêndios florestais nos últimos anos.Como síntese, podemos destacar que as tecnologias baseadas em vídeo, representam o maior número de menções e de artigos publicados.Também podemos afirmar que não há a solução isenta de pontos fracos nem ideal para todas as situações.Como produto deste projeto, buscou-se fornecer elementos para que o tomador de decisão tenha informações consistentes no momento de decidir qual modelo de Sistema melhor atende suas necessidades na busca por Sistemas automatizados para a Detecção Precoce de Incêndios Florestais

    Computação

    Get PDF
    Computação

    Avaliação de técnicas de localização de dispositivos BLE para a Physical Web e prova de conceito

    Get PDF
    Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2017.A possibilidade de pequenos dispositivos informando um serviço constitui um dos principais aspectos previstos pela Physical Web (PW). A PW consiste em uma tecnologia que visa fornecer interações contínuas com objetos físicos e suas respectivas localizações. Os dispositivos da PW utilizam o protocolo Bluetooth Low Energy (BLE) para fornecer conteúdo e informações aos usuários em localizações bastante específicas. Contudo, para atingir o seu objetivo, esses dispositivos devem ser capazes de fornecer informações de localização a um nível aceitável. Este estudo investiga a precisão de informações de localização fornecida por um dispositivo BLE. Para isso, implementou-se uma test-bed por meio do Google Eddystone com beacons BLE e avaliou-se sua precisão de localização usando as técnicas de estimativa de localização baseadas no Indicador de Intensidade do Sinal Recebido (do Inglês, Received Signal Strength Indicator) (RSSI). Os resultados experimentais mostraram que os beacons BLE utilizados foram capazes de fornecer uma estimativa de localização aceitável, fornecendo acurácia média de 0,20m, para distâncias de até 5 metros.The possibility of having small devices informing the availability of a service is one of the key aspects envisioned by the Physical Web (PW). PW is an enabling technology aiming to provide seamless interactions with physical objects and locations. PW devices are based on Bluetooth Low Energy (BLE) protocol for delivering content and information to users at very specific locations. To achieve its goal, however, such devices are expected to provide acceptable location information. This paper investigates the location information accuracy provided by a BLE device. For this purpose, we have implemented a test-bed using the Google’s Eddystone open format with BLE beacons and evaluated its location accuracy using renowned Indicador de Intensidade do Sinal Recebido (do Inglês, Received Signal Strength Indicator) (RSSI) location-estimation techniques. Experimental results shows that the BLE beacons used are capable of providing reasonable location estimation up to 5 meters
    corecore