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Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2021-02-22T21:11:28Z No. of bitstreams: 1 ANDERSON DOMENEGUETTE FELIPPE.pdf: 2687906 bytes, checksum: 7a753d139b983801347e0cb65d2ef576 (MD5) Made available in DSpace on 2021-02-22T21:11:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANDERSON DOMENEGUETTE FELIPPE.pdf: 2687906 bytes, checksum: 7a753d139b983801347e0cb65d2ef576 (MD5) Previous issue date: 2020-12-17 Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES Due to the continuous world population growth, world's demand for food will face a variety of challenges in the upcoming years, such as traceability, source reliability and quality. The beef supply chain will be in the spotlight as it keeps growing over decades and will suffer a strong impact of high global food demand. This work focuses on analyzing current issues faced by the beef supply chain and its various weaknesses to provide a reliable way to fully trace the product throughout the logistics involved in the process. As a solution to the presented issues regarding the beef supply chain, this work proposes the application of Smart Contracts technology running on Blockchain networks, which have been largely used in solutions for logistics and many other similar markets. This work presents the Smart Contracts algorithm used in the solution as well as the design and details of the application model in a Blockchain network in order to build a traceability system that is immutable, unbreakable and easy to deploy. The practical implementation of a case study of the proposed model in a Blockchain network alongside a Smart Contract and the analysis of its technical impacts showed that, by tracing animals and products created in the network and linked to DNA, the application of the technology is feasible in order to obtain complete, immutable and standardized traceability to the entire beef supply chain. Como consequ?ncia do incessante crescimento populacional, a demanda por alimento no mundo enfrentar? diversos desafios nos pr?ximos anos, como rastreabilidade, garantia de proced?ncia e qualidade. Em especial, destaca-se a cadeia da carne bovina, que continuar? crescendo atrav?s das d?cadas e sofrer? um forte impacto da demanda global de alimentos. Este trabalho tem como foco analisar os problemas presentes na cadeia de produ??o da carne bovina e suas in?meras fragilidades em prover uma alternativa confi?vel para rastrear o produto de maneira completa atrav?s de todas as etapas do processo log?stico. Como solu??o para os problemas apresentados, ? proposta a utiliza??o da tecnologia de Smart Contracts vinculada ?s redes de Blockchain, as quais t?m sido largamente utilizadas em solu??es log?sticas e em diversos outros mercados similares. Este trabalho apresenta o algoritmo do Smart Contract utilizado na solu??o e tamb?m o desenho detalhado do modelo de aplica??o em uma rede Blockchain para que seja poss?vel desenvolver um sistema de rastreabilidade imut?vel, inviol?vel e de f?cil aplica??o. A implementa??o pr?tica de um estudo de caso do modelo proposto em uma rede Blockchain com um Smart Contract e a an?lise dos seus impactos t?cnicos mostraram que, por meio do acompanhamento de animais e produtos criados na rede com base no DNA, ? fact?vel a aplica??o da tecnologia para obter uma rastreabilidade completa, imut?vel e padronizada para toda a cadeia da carne bovina.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2021-02-22T21:27:52Z No. of bitstreams: 1 WILLIAM FLAVIO FRANCO.pdf: 28342720 bytes, checksum: b82b9a694e09b7d1ff32a5b3ed8d24cc (MD5) Made available in DSpace on 2021-02-22T21:27:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WILLIAM FLAVIO FRANCO.pdf: 28342720 bytes, checksum: b82b9a694e09b7d1ff32a5b3ed8d24cc (MD5) Previous issue date: 2020-12-04 In recent years, the development and application of new technologies has changed several economic sectors in the world. Technology companies outnumber oil companies and become the most valuable companies in the world. In this context, the topic of possibilities for using these new technologies has gained prominence and its introduction in the current production processes will certainly transform the results of the traditional industry, raising it to a new level of productivity. This transformation is being discussed around the world and is known as Industry 4.0. The factories that are increasingly intelligent, making use of Cyber-physical Systems (CPS), are able to monitor in real time all devices and equipped with new connected technologies have tools that enable a ?Virtual Twin? joining the physical world to the virtual world. The Internet of Things (Internet of Things - IoT) that connects people, objects and machines in real time; Cloud Computing, which offers easily scalable solutions for processing, storing and managing information; Additive Manufacturing (3D Printing), which allows flexibility and new solutions, are some of these new technologies. However, there are still many questions about how to integrate these technologies and get the real benefits of Industry 4.0. In this context, the present work aims to propose a Model for the Introduction of New Technologies in Industrial Processes in the Context of Industry 4.0, bringing together the principles, enabling technologies, benefits and maturity levels of this new industry. Successful results of using the proposed model, in real cases, are presented and discussed, with the aim of helping professionals to develop their projects to increase productivity in the companies they work for. Nos ?ltimos anos, o desenvolvimento e a aplica??o de novas tecnologias t?m mudado v?rios setores econ?micos do mundo. As empresas de tecnologia desbancam as empresas de petr?leo e tornam-se as empresas mais valiosas do mundo. Nesse contexto, o tema sobre possibilidades de utiliza??o dessas novas tecnologias tem ganhado destaque e sua introdu??o nos processos atuais de produ??o certamente transformar? os resultados da ind?stria tradicional, elevando-a para um novo patamar de produtividade. Essa transforma??o est? sendo discutida em todo o mundo e ? conhecida como Ind?stria 4.0. As f?bricas cada vez mais inteligentes, fazendo uso de Sistemas Ciber-f?sicos (Cyberphysical systems - CPS), s?o capazes de monitorar em tempo real todos os dispositivos e munidas de novas tecnologias conectadas disp?em de ferramentas que habilitam um ?G?meo Virtual? unindo o mundo f?sico ao mundo virtual. A Internet das Coisas (Internet of Things - IoT) que conecta pessoas, objetos e m?quinas em tempo real; a Computa??o em Nuvem (Cloud Computing) que oferece solu??es facilmente escal?veis de processamento, armazenagem e gest?o da informa??o; a Manufatura Aditiva (3D Printing) que permite a flexibilidade e novas formas de solu??o, s?o algumas dessas novas tecnologias. No entanto, ainda existem muitas d?vidas de como integrar essas tecnologias e obter os benef?cios reais da Ind?stria 4.0. Diante deste contexto, o presente trabalho tem o objetivo de propor um Modelo para Introdu??o de Novas Tecnologias em Processos Industriais no Contexto da Ind?stria 4.0, reunindo os princ?pios, as tecnologias habilitadoras, os benef?cios e os n?veis de maturidade dessa nova ind?stria. Resultados bem-sucedidos da utiliza??o do modelo proposto, em casos reais, s?o apresentados e discutidos, com o objetivo de ajudar profissionais a desenvolverem seus projetos para aumentarem a produtividade nas empresas que trabalham.

Nos últimos anos, o desenvolvimento e a aplicação de novas tecnologias têm mudado vários setores econômicos do mundo. As empresas de tecnologia desbancam as empresas de petróleo e tornam-se as empresas mais valiosas do mundo. Nesse contexto, o tema sobre possibilidades de utilização dessas novas tecnologias tem ganhado destaque e sua introdução nos processos atuais de produção certamente transformará os resultados da indústria tradicional, elevando-a para um novo patamar de produtividade. Essa transformação está sendo discutida em todo o mundo e é conhecida como Indústria 4.0. As fábricas cada vez mais inteligentes, fazendo uso de Sistemas Ciber-físicos (Cyberphysical systems - CPS), são capazes de monitorar em tempo real todos os dispositivos e munidas de novas tecnologias conectadas dispõem de ferramentas que habilitam um “Gêmeo Virtual” unindo o mundo físico ao mundo virtual. A Internet das Coisas (Internet of Things - IoT) que conecta pessoas, objetos e máquinas em tempo real; a Computação em Nuvem (Cloud Computing) que oferece soluções facilmente escaláveis de processamento, armazenagem e gestão da informação; a Manufatura Aditiva (3D Printing) que permite a flexibilidade e novas formas de solução, são algumas dessas novas tecnologias. No entanto, ainda existem muitas dúvidas de como integrar essas tecnologias e obter os benefícios reais da Indústria 4.0. Diante deste contexto, o presente trabalho tem o objetivo de propor um Modelo para Introdução de Novas Tecnologias em Processos Industriais no Contexto da Indústria 4.0, reunindo os princípios, as tecnologias habilitadoras, os benefícios e os níveis de maturidade dessa nova indústria. Resultados bem-sucedidos da utilização do modelo proposto, em casos reais, são apresentados e discutidos, com o objetivo de ajudar profissionais a desenvolverem seus projetos para aumentarem a produtividade nas empresas que trabalham. In recent years, the development and application of new technologies has changed several economic sectors in the world. Technology companies outnumber oil companies and become the most valuable companies in the world. In this context, the topic of possibilities for using these new technologies has gained prominence and its introduction in the current production processes will certainly transform the results of the traditional industry, raising it to a new level of productivity. This transformation is being discussed around the world and is known as Industry 4.0. The factories that are increasingly intelligent, making use of Cyber-physical Systems (CPS), are able to monitor in real time all devices and equipped with new connected technologies have tools that enable a “Virtual Twin” joining the physical world to the virtual world. The Internet of Things (Internet of Things - IoT) that connects people, objects and machines in real time; Cloud Computing, which offers easily scalable solutions for processing, storing and managing information; Additive Manufacturing (3D Printing), which allows flexibility and new solutions, are some of these new technologies. However, there are still many questions about how to integrate these technologies and get the real benefits of Industry 4.0. In this context, the present work aims to propose a Model for the Introduction of New Technologies in Industrial Processes in the Context of Industry 4.0, bringing together the principles, enabling technologies, benefits and maturity levels of this new industry. Successful results of using the proposed model, in real cases, are presented and discussed, with the aim of helping professionals to develop their projects to increase productivity in the companies they work for.

Pontifícia Universidade Católica de Campina - PUC Campinas Com o crescente uso da Internet das Coisas (IoT, do inglês Internet Of Things), o conhecimento do comportamento do canal de conexão sem fio de Redes de Área Ampla e Baixo Consumo (do inglês Low Power Wide Area Networks, LPWAN) é uma questão-chave para a implementação de redes de sensores sem fio (RSSF) em redes urbanas, industriais e residenciais. Para isso, os profissionais que irão implementar essas redes precisam entender o comportamento de um canal de rádio dinâmico, submetido a diversas condições de propagação. Assim, esse trabalho busca auxiliar no treinamento, ensaio e no ensino do comportamento do canal de comunicação entre os nós de uma Rede LPWAN por radiofrequência (RF). Assim, este trabalho apresenta uma bancada de emulação de canais de comunicação via rádio de baixo custo, aplicáveis a redes de sensores sem fio, a ser utilizada por instituições de ensino e pesquisa ou para treinamento na investigação do comportamento das propriedades de propagação e atenuação do canal no âmbito de LPWANs. Como resultado, é possível preparar profissionais para atuar na implementação e operação das tecnologias LPWAN aplicáveis à IoT. With the increasing use of the Internet of Things (IoT), knowledge of the behavior of the Low Power Wide Area Networks wireless channel is a key issue for the deployment of wireless sensors networks (WSN) in urban, industrial and residential networks. For this, the professionals who will implement these networks need to understand the behavior of a dynamic radio channel, subjected to various propagation conditions. Therefore, a solution is needed to assist in testing, training, or even learning the behavior of the communication channel between LPWAN Radio Frequency (RF) Network nodes. Thus, this work presents a low-cost radio communication channel emulation bench, applicable to wireless sensor networks, to be used by educational and research institutions or for training in the investigation of the propagation and attenuation properties of the system channel under LPWANs. As a result, professionals can be prepared to work on the implementation and operation of LPWAN technologies applicable to IoT.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2020-04-16T13:09:22Z No. of bitstreams: 1 LEONARDO DELFORNO.pdf: 1781243 bytes, checksum: e9920f81f09ac966ea14d32a6189493d (MD5) Made available in DSpace on 2020-04-16T13:09:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LEONARDO DELFORNO.pdf: 1781243 bytes, checksum: e9920f81f09ac966ea14d32a6189493d (MD5) Previous issue date: 2020-02-05 Pontif?cia Universidade Cat?lica de Campina - PUC Campinas With the increasing use of the Internet of Things (IoT), knowledge of the behavior of the Low Power Wide Area Networks wireless channel is a key issue for the deployment of wireless sensors networks (WSN) in urban, industrial and residential networks. For this, the professionals who will implement these networks need to understand the behavior of a dynamic radio channel, subjected to various propagation conditions. Therefore, a solution is needed to assist in testing, training, or even learning the behavior of the communication channel between LPWAN Radio Frequency (RF) Network nodes. Thus, this work presents a low-cost radio communication channel emulation bench, applicable to wireless sensor networks, to be used by educational and research institutions or for training in the investigation of the propagation and attenuation properties of the system channel under LPWANs. As a result, professionals can be prepared to work on the implementation and operation of LPWAN technologies applicable to IoT. Com o crescente uso da Internet das Coisas (IoT, do ingl?s Internet Of Things), o conhecimento do comportamento do canal de conex?o sem fio de Redes de ?rea Ampla e Baixo Consumo (do ingl?s Low Power Wide Area Networks, LPWAN) ? uma quest?o-chave para a implementa??o de redes de sensores sem fio (RSSF) em redes urbanas, industriais e residenciais. Para isso, os profissionais que ir?o implementar essas redes precisam entender o comportamento de um canal de r?dio din?mico, submetido a diversas condi??es de propaga??o. Assim, esse trabalho busca auxiliar no treinamento, ensaio e no ensino do comportamento do canal de comunica??o entre os n?s de uma Rede LPWAN por radiofrequ?ncia (RF). Assim, este trabalho apresenta uma bancada de emula??o de canais de comunica??o via r?dio de baixo custo, aplic?veis a redes de sensores sem fio, a ser utilizada por institui??es de ensino e pesquisa ou para treinamento na investiga??o do comportamento das propriedades de propaga??o e atenua??o do canal no ?mbito de LPWANs. Como resultado, ? poss?vel preparar profissionais para atuar na implementa??o e opera??o das tecnologias LPWAN aplic?veis ? IoT.

O presente trabalho apresenta um método de monitoramento de motores elétricos de corrente contínua com escova e imã permanente baseado em monitoramento de condição (CM – condition monitoring). Esse método emprega um módulo de captura de dados e processamento embarcado capaz de fornecer informações úteis a sistemas de gerenciamento de aplicações através do sensoriamento da corrente consumida e da velocidade de rotação, permitindo assim o acompanhamento das condições de funcionamento do motor. Isso é possível realizando-se uma comparação dos dados medidos pelos sensores com o modelo matemático do motor encontrado na literatura e com um estudo prévio sobre o comportamento do motor quando submetido a diferentes condições de operação considerando variações da tensão de alimentação, carga e temperatura. Os sensores utilizados podem ser embarcados nos motores monitorados juntamente com um processador para criação de um motor inteligente, capacitado não só a transmitir suas condições de funcionamento, mas também a realizar um pré-processamento para detectar o estado de operação do motor, reportar comportamentos incomuns, eventuais desgaste ou falhas, e até mesmo a se autodesligar para proteger a integridade do sistema ao qual está aplicado. Foi desenvolvido um algoritmo para realização das medidas do consumo de corrente e da velocidade de rotação, de forma sincronizada. Esse par de variáveis pode ser analisado com relação à sua posição no plano CxV (corrente x velocidade de rotação). Medidas iniciais de caracterização do motor CC utilizado foram feitas sob condições controladas de operação com vistas a se identificar regiões do plano CxV correspondentes. Dessa forma, foi possível caracterizar uma região de operação normal e regiões de operação anormal com características conhecidas que evidenciam desvios operacionais quanto à tensão de alimentação e carga. Identificaram-se, também, regiões do plano CxV de operação crítica em que podem ocorrer comportamento instável e comprometimento da integridade do motor. Um segundo algoritmo foi desenvolvido para a classificação das variáveis medidas em relação às diversas regiões de operação identificadas na caracterização funcional, visando à identificação de características incomuns e condições de funcionamento. Por fim, realizaram-se testes do sistema de monitoramento e dos algoritmos desenvolvidos por meio de medidas realizadas em diferentes condições de operação, demonstrando-se assim a aplicabilidade do método. Embora este trabalho tenha focado em motores CC, o método pode também ser aplicado a outros tipos de motores elétricos, adaptando-se o modelo matemático utilizado, bem como as variáveis a serem monitoradas. Dessa maneira, espera-se que os motores elétricos funcionem como atuadores e sensores simultaneamente e tornem-se elementos inteligentes capacitados à integração com o amplo ambiente de aplicações em automação residencial, veículos elétricos e autônomos, cidades inteligentes, dentre outras aplicações do contexto de Internet das Coisas (IoT) que necessitem de movimento mecânico. The following work presents a method of monitoring brushed and permanent magnet direct current electric motors based on condition monitoring techniques. This method uses an embedded module responsible for data gathering and processing which is capable of managing the work conditions and send useful information to application’s management systems by the measurement of current consumption and rotational speed. This is possible by performing a comparison from the measured data with the motor mathematical model and a study of motor working performance considering different voltage, load and temperature conditions. The sensors and processor used for evaluate and transmit measured data must be embeddable for the creation of an intelligent motor that can send useful and pre-processed information to the management system, detect uncommon behavior, performance deterioration or failures and even turn off the motor to protect system entirety. It has been develop an algorithm to perform the current and rotational speed synchronous measurements. These measurements can be analyzed depending on their position in a CxS graph (Current x Speed). Previous measurements in different controlled conditions have been performed to identify different zones in the CxS graph. The analysis of these different zones in the graph permit to define clusters with either normal or abnormal working conditions depending on the load and voltage applied. It was possible to identify a critical zone where the motor operation and system integrity can be damaged. Another algorithm was developed to classify the measurements considering the defined zones and evaluate whether the motor is working at normal, abnormal or critical conditions. Finally, the measurement system and both algorithms have been tested considering the data collected during different operation conditions to validate the method applicability. Even considering the use of a specific motor type to validate this work, the presented method can be applied for other kinds of motors by adapting the motor mathematical model, as well as the variables to be monitored. One of the important results of the research is the proposal of a motor that can be applied simultaneously as an actuator and a sensor of the system. This motor would be a new intelligent element integrated to a wide range of applications such as autonomous vehicles, smart houses, intelligent cities and other Internet of things (IoT) which need mechanical movement.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2019-04-17T13:55:23Z No. of bitstreams: 1 LUCAS BARALDI MAUSBACH.pdf: 3713323 bytes, checksum: e8fb0e7739cdc234d9f1afca24f61f28 (MD5) Made available in DSpace on 2019-04-17T13:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUCAS BARALDI MAUSBACH.pdf: 3713323 bytes, checksum: e8fb0e7739cdc234d9f1afca24f61f28 (MD5) Previous issue date: 2019-02-15 The following work presents a method of monitoring brushed and permanent magnet direct current electric motors based on condition monitoring techniques. This method uses an embedded module responsible for data gathering and processing which is capable of managing the work conditions and send useful information to application?s management systems by the measurement of current consumption and rotational speed. This is possible by performing a comparison from the measured data with the motor mathematical model and a study of motor working performance considering different voltage, load and temperature conditions. The sensors and processor used for evaluate and transmit measured data must be embeddable for the creation of an intelligent motor that can send useful and pre-processed information to the management system, detect uncommon behavior, performance deterioration or failures and even turn off the motor to protect system entirety. It has been develop an algorithm to perform the current and rotational speed synchronous measurements. These measurements can be analyzed depending on their position in a CxS graph (Current x Speed). Previous measurements in different controlled conditions have been performed to identify different zones in the CxS graph. The analysis of these different zones in the graph permit to define clusters with either normal or abnormal working conditions depending on the load and voltage applied. It was possible to identify a critical zone where the motor operation and system integrity can be damaged. Another algorithm was developed to classify the measurements considering the defined zones and evaluate whether the motor is working at normal, abnormal or critical conditions. Finally, the measurement system and both algorithms have been tested considering the data collected during different operation conditions to validate the method applicability. Even considering the use of a specific motor type to validate this work, the presented method can be applied for other kinds of motors by adapting the motor mathematical model, as well as the variables to be monitored. One of the important results of the research is the proposal of a motor that can be applied simultaneously as an actuator and a sensor of the system. This motor would be a new intelligent element integrated to a wide range of applications such as autonomous vehicles, smart houses, intelligent cities and other Internet of things (IoT) which need mechanical movement. O presente trabalho apresenta um m?todo de monitoramento de motores el?tricos de corrente cont?nua com escova e im? permanente baseado em monitoramento de condi??o (CM ? condition monitoring). Esse m?todo emprega um m?dulo de captura de dados e processamento embarcado capaz de fornecer informa??es ?teis a sistemas de gerenciamento de aplica??es atrav?s do sensoriamento da corrente consumida e da velocidade de rota??o, permitindo assim o acompanhamento das condi??es de funcionamento do motor. Isso ? poss?vel realizando-se uma compara??o dos dados medidos pelos sensores com o modelo matem?tico do motor encontrado na literatura e com um estudo pr?vio sobre o comportamento do motor quando submetido a diferentes condi??es de opera??o considerando varia??es da tens?o de alimenta??o, carga e temperatura. Os sensores utilizados podem ser embarcados nos motores monitorados juntamente com um processador para cria??o de um motor inteligente, capacitado n?o s? a transmitir suas condi??es de funcionamento, mas tamb?m a realizar um pr?-processamento para detectar o estado de opera??o do motor, reportar comportamentos incomuns, eventuais desgaste ou falhas, e at? mesmo a se autodesligar para proteger a integridade do sistema ao qual est? aplicado. Foi desenvolvido um algoritmo para realiza??o das medidas do consumo de corrente e da velocidade de rota??o, de forma sincronizada. Esse par de vari?veis pode ser analisado com rela??o ? sua posi??o no plano CxV (corrente x velocidade de rota??o). Medidas iniciais de caracteriza??o do motor CC utilizado foram feitas sob condi??es controladas de opera??o com vistas a se identificar regi?es do plano CxV correspondentes. Dessa forma, foi poss?vel caracterizar uma regi?o de opera??o normal e regi?es de opera??o anormal com caracter?sticas conhecidas que evidenciam desvios operacionais quanto ? tens?o de alimenta??o e carga. Identificaram-se, tamb?m, regi?es do plano CxV de opera??o cr?tica em que podem ocorrer comportamento inst?vel e comprometimento da integridade do motor. Um segundo algoritmo foi desenvolvido para a classifica??o das vari?veis medidas em rela??o ?s diversas regi?es de opera??o identificadas na caracteriza??o funcional, visando ? identifica??o de caracter?sticas incomuns e condi??es de funcionamento. Por fim, realizaram-se testes do sistema de monitoramento e dos algoritmos desenvolvidos por meio de medidas realizadas em diferentes condi??es de opera??o, demonstrando-se assim a aplicabilidade do m?todo. Embora este trabalho tenha focado em motores CC, o m?todo pode tamb?m ser aplicado a outros tipos de motores el?tricos, adaptando-se o modelo matem?tico utilizado, bem como as vari?veis a serem monitoradas. Dessa maneira, espera-se que os motores el?tricos funcionem como atuadores e sensores simultaneamente e tornem-se elementos inteligentes capacitados ? integra??o com o amplo ambiente de aplica??es em automa??o residencial, ve?culos el?tricos e aut?nomos, cidades inteligentes, dentre outras aplica??es do contexto de Internet das Coisas (IoT) que necessitem de movimento mec?nico.

Atualmente, existe uma crescente demanda por nós sensores sem fio para monitoramento de grandezas ambientais. Porém, esses equipamentos apresentam uma dificuldade de alimentação devido à natureza de sua aplicação. A exploração de formas alternativas de alimentação desses equipamentos apresenta grandes vantagens quanto à manutenção, necessária devido à substituição ou recarga de baterias dos mesmos. Assim, com o avanço da tecnologia e redução de custo de painéis fotovoltaicos, estes passaram a ser utilizados na alimentação de nós sensores sem fio para monitoramento ambiental. Contudo, a eficiência de transferência de energia do painel fotovoltaico para esses equipamentos pode ser melhorada. Dessa forma, este trabalho propõe o desenvolvimento, montagem e testes de um circuito que realiza o rastreamento do máximo ponto de potência (MPPT) de um painel fotovoltaico, com a utilização do algoritmo de perturbar e observar (P&O), para ser utilizado em nós sensores sem fio. A solução proposta utiliza como principais partes dois sensores, um de tensão e um de corrente, para monitoramento da potência drenada do painel, um regulador DC-DC buck síncrono para promover a perturbação do sistema, e um microcontrolador cujo firmware executa o algoritmo proposto. Foram realizadas montagens e testes com os principais elementos, bem como a de um protótipo do sistema proposto. Os resultados obtidos mostraram que o sistema consome uma corrente de 11mA quando ativo, que é um consumo relativamente baixo e muito importante para a aplicação. Observou-se também que o sistema proposto realizou o MPPT com divergência de 0,6% a 8,5% do cenário ideal. Foram observados, também, casos onde o sistema respondeu de forma inesperada, e que indicam a necessidade de alguns ajustes do produto final obtido. Com os resultados obtidos neste trabalho, afirma-se que o objetivo proposto foi alcançado e espera-se que este estudo possa continuar em trabalhos futuros, onde serão realizados ajustes do circuito construído, e testes exaustivos em redes de sensores sem fio. Nowadays, there is an increasing demand of wireless sensor nodes for environmental monitoring. Although, these equipments present a powering difficulty, because of its application nature. The exploring of alternative means of energy to power these equipments presents great advantages when it comes to maintenance, needed to replace or recharge its batteries. So, with the technological enhancement and cost decrease of solar panels, these components started to be used in wireless sensor nodes for environmental monitoring. However, the power transfer efficiency from the solar panel to the equipments can be improved. Therefore, this project proposes the development, assembly and test of a circuit that performs the maximum power point tracking (MPPT) of a solar panel, by means of the perturb and observe (P&O) algorithm, to be used in wireless sensor nodes. The proposed solution has two sensors, a current sensor and a voltage sensor, for monitoring the drained power from the panel, a DC-DC synchronous buck regulator to perform the system disturb, and a microcontroller that runs a firmware that contains the proposed algorithm, as main parts. The assembly and test of the main parts were performed, as well as the development of a prototype for the proposed system. The obtained results shows that the proposed system consumes a current of 11mA when active, which is relatively low and very important for the application. It was also observed that the proposed system achieved the MPPT function with results diverging from ideal situation by 0,6% to 8,5%. It was observed cases where the system responded unexpectedly and that indicates the need of few adjustments. By the obtained results, it is possible to affirm that the proposed objective was achieved, and it is expected that this study can continue in the form of future works, where adjustments will be made to the constructed solution, and exhausting tests will be made.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2019-01-29T13:13:19Z No. of bitstreams: 1 AFONSO FELIPE BORGONOVI CHRISTIANO.pdf: 6078199 bytes, checksum: 583f71a2550c2f2b85e705dc0ae7a116 (MD5) Made available in DSpace on 2019-01-29T13:13:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AFONSO FELIPE BORGONOVI CHRISTIANO.pdf: 6078199 bytes, checksum: 583f71a2550c2f2b85e705dc0ae7a116 (MD5) Previous issue date: 2018-12-13 Nowadays, there is an increasing demand of wireless sensor nodes for environmental monitoring. Although, these equipments present a powering difficulty, because of its application nature. The exploring of alternative means of energy to power these equipments presents great advantages when it comes to maintenance, needed to replace or recharge its batteries. So, with the technological enhancement and cost decrease of solar panels, these components started to be used in wireless sensor nodes for environmental monitoring. However, the power transfer efficiency from the solar panel to the equipments can be improved. Therefore, this project proposes the development, assembly and test of a circuit that performs the maximum power point tracking (MPPT) of a solar panel, by means of the perturb and observe (P&O) algorithm, to be used in wireless sensor nodes. The proposed solution has two sensors, a current sensor and a voltage sensor, for monitoring the drained power from the panel, a DC-DC synchronous buck regulator to perform the system disturb, and a microcontroller that runs a firmware that contains the proposed algorithm, as main parts. The assembly and test of the main parts were performed, as well as the development of a prototype for the proposed system. The obtained results shows that the proposed system consumes a current of 11mA when active, which is relatively low and very important for the application. It was also observed that the proposed system achieved the MPPT function with results diverging from ideal situation by 0,6% to 8,5%. It was observed cases where the system responded unexpectedly and that indicates the need of few adjustments. By the obtained results, it is possible to affirm that the proposed objective was achieved, and it is expected that this study can continue in the form of future works, where adjustments will be made to the constructed solution, and exhausting tests will be made. Atualmente, existe uma crescente demanda por n?s sensores sem fio para monitoramento de grandezas ambientais. Por?m, esses equipamentos apresentam uma dificuldade de alimenta??o devido ? natureza de sua aplica??o. A explora??o de formas alternativas de alimenta??o desses equipamentos apresenta grandes vantagens quanto ? manuten??o, necess?ria devido ? substitui??o ou recarga de baterias dos mesmos. Assim, com o avan?o da tecnologia e redu??o de custo de pain?is fotovoltaicos, estes passaram a ser utilizados na alimenta??o de n?s sensores sem fio para monitoramento ambiental. Contudo, a efici?ncia de transfer?ncia de energia do painel fotovoltaico para esses equipamentos pode ser melhorada. Dessa forma, este trabalho prop?e o desenvolvimento, montagem e testes de um circuito que realiza o rastreamento do m?ximo ponto de pot?ncia (MPPT) de um painel fotovoltaico, com a utiliza??o do algoritmo de perturbar e observar (P&O), para ser utilizado em n?s sensores sem fio. A solu??o proposta utiliza como principais partes dois sensores, um de tens?o e um de corrente, para monitoramento da pot?ncia drenada do painel, um regulador DC-DC buck s?ncrono para promover a perturba??o do sistema, e um microcontrolador cujo firmware executa o algoritmo proposto. Foram realizadas montagens e testes com os principais elementos, bem como a de um prot?tipo do sistema proposto. Os resultados obtidos mostraram que o sistema consome uma corrente de 11mA quando ativo, que ? um consumo relativamente baixo e muito importante para a aplica??o. Observou-se tamb?m que o sistema proposto realizou o MPPT com diverg?ncia de 0,6% a 8,5% do cen?rio ideal. Foram observados, tamb?m, casos onde o sistema respondeu de forma inesperada, e que indicam a necessidade de alguns ajustes do produto final obtido. Com os resultados obtidos neste trabalho, afirma-se que o objetivo proposto foi alcan?ado e espera-se que este estudo possa continuar em trabalhos futuros, onde ser?o realizados ajustes do circuito constru?do, e testes exaustivos em redes de sensores sem fio.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2019-01-29T12:56:27Z No. of bitstreams: 1 ANDRE LUIS BONI D?O.pdf: 3329411 bytes, checksum: a1b64ea362f30f46b48c678fc9760d1a (MD5) Made available in DSpace on 2019-01-29T12:56:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANDRE LUIS BONI D?O.pdf: 3329411 bytes, checksum: a1b64ea362f30f46b48c678fc9760d1a (MD5) Previous issue date: 2018-12-11 Pontif?cia Universidade Cat?lica de Campinas - PUC Campinas The purpose of this work is to present a reference model for the creation of Internet of Things applications, considering all the levels necessary for the creation of this type of solution. The main focus is to create an architecture using only Open Source solutions, benchmarked by the reference model. The approach aims to serve small and mediumsized enterprises that do not have the resources to invest in costly solutions, that will be marketed and supported by large companies. Several paradigms about the adoption of IoT solutions were analyzed, among which the lack of clarity of large manufacturers stands out, of which IoT is a plug n 'play solution, not being the reality found in the case studies carried out. It was sought throughout the work to combat this segmented view, at the same time that it was aimed to demonstrate that to succeed in the development of a platform, it is necessary to understand that IoT solutions, necessarily, need management, since no solution is perennial, infallible, or the proof of human action. Case studies were implemented, which allowed the evaluation and testing of the reference model, arriving at a six-level structure necessary for the creation of a IoT application. The results demonstrated the feasibility of the model in the implementation in different scenarios. A proposta desse trabalho ? apresentar um modelo de refer?ncia para a cria??o de aplica??es de Internet das Coisas - IoT do ingl?s Internet of Things, considerando todos os n?veis necess?rios para a cria??o desse tipo de solu??o. O foco principal ? criar uma arquitetura utilizando apenas solu??es Open Source, balizada pelo modelo de refer?ncia. Essa abordagem visa atender as pequenas e m?dias empresas, que n?o possuem recursos para solu??es custosas, que ser?o comercializadas e suportadas por grandes empresas. Foram analisados diversos paradigmas sobre a ado??o de solu??es de IoT, dentre os quais, destaca-se a falta de clareza do mercado de grandes fabricantes, ao indicar que IoT ? uma solu??o plug n? play, n?o sendo a realidade encontrada nos estudos de casos realizados. Buscou-se ao longo do trabalho combater essa vis?o segmentada, ao mesmo tempo em que se objetivou demonstrar que para obter sucesso no desenvolvimento de uma plataforma, ? preciso entender que as solu??es de IoT, necessitam, obrigatoriamente de ger?ncia, pois nenhuma solu??o ? perene, infal?vel ou a prova de a??o humana. Foram implementados estudo de casos, que permitiram a avalia??o e testes do modelo de refer?ncia, chegando em uma estrutura de seis n?veis necess?rios para a cria??o de uma aplica??o de IoT. Os resultados demostraram a factibilidade do modelo na implementa??o, em diferentes cen?rios.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-05-09T13:04:20Z No. of bitstreams: 1 GUSTAVO IERVOLINO DE MORAIS.pdf: 4929600 bytes, checksum: 01e42f70e6b846ac7004d007a1459140 (MD5) Made available in DSpace on 2018-05-09T13:04:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GUSTAVO IERVOLINO DE MORAIS.pdf: 4929600 bytes, checksum: 01e42f70e6b846ac7004d007a1459140 (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 Household appliances are not certified to be marketed in Brazil as regards emission aspects of electromagnetic disturbance, which may affect the functionalities of telecommunications systems, as well as the advancement of technologies, such as IoT (Internet of Things), being the WSN widely used within Iot, due to its flexibility and the low cost. This work evaluates the levels of electromagnetic disturbances generated by household appliances and how much these disturbances can affect the functioning of WSN. The work was divided in 3 stages and in all of them the Semi-Anechoic Chamber was used, being the first stage the evaluation of the electromagnetic disturbances of the household appliances, if they meet the normative requirements used in Europe, secondly a characterization of the WSN, being evaluated the RSSI and the PER, and finally the appliance with the highest interfering level was placed with the WSN to evaluate RSSI and PER. The results showed that the household appliances do not meet the normative limits and significantly affect the functioning of an WSN. Os equipamentos eletrodom?sticos n?o possuem certifica??o para serem comercializados no Brasil quanto aos aspectos de emiss?o de perturba??o eletromagn?tica o que pode afetar as funcionalidades dos sistemas de telecomunica??es, bem como o avan?o de tecnologias, como por exemplo, o IoT (Internet das coisas), sendo a RSSF amplamente utilizada dentro de Iot, devido sua flexibilidade e o baixo custo. Este trabalho avalia os n?veis das perturba??es eletromagn?ticas geradas pelos equipamentos eletrodom?sticos e o quanto estas perturba??es podem afetar o funcionamento de RSSF. O trabalho foi dividido em 3 etapas e em todas elas foram utilizadas a C?mara Semi-anec?ica, sendo a primeira etapa a avalia??o das perturba??es eletromagn?ticas dos equipamentos eletrodom?sticos, se atendem aos requisitos normativos utilizados na Europa, em segundo uma caracteriza??o da RSSF, sendo avaliado a RSSI e a PER, e por ?ltimo o eletrodom?stico com maior n?vel interferente foi colocado junto a RSSF para avalia??o de RSSI e da PER. Os resultados obtidos demonstraram que os equipamentos eletrodom?sticos n?o atendem aos limites normativos e afetam significativamente o funcionamento de um RSSF.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-04-10T12:01:51Z No. of bitstreams: 1 MARCOS AUR?LIO BEHRENS.pdf: 3872179 bytes, checksum: edb54d47e1f7953187e4e8675003302b (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-10T12:01:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCOS AUR?LIO BEHRENS.pdf: 3872179 bytes, checksum: edb54d47e1f7953187e4e8675003302b (MD5) Previous issue date: 2018-02-08 The objective of this work is to monitor the electrical equipment of a production line, aiming at monitoring in real time the state of the operation of the monitored machines, allowing the accomplishment of equipment management and early detection of operational deviations and faults. The developed system performs the measurement of the effective electric current through monitored equipment, use a network of sensors connected to a data concentrator module, which in turn performs the intermediate storage, the preliminary treatment of the data and the subsequent send an Internet platform of Things (Internet of Things - IoT). The preliminary treatment of data for analysis of the time series of values of electric currents to obtain an initial evaluation of the state of operation of the monitored machine. Then, the pre-processed information is sent via the internet, a usage platform for term storage, post-processing and real-time visualization of the data by users of interest. In the data platform, the data is formatted for visualization and evaluation of the users, allowing the presentation of alerts and knowledge when deviations are detected in relation to the normal operational parameters. When a current consumption behavior deviation is detected, correlating a potential failure type, the system signals additional information to a User's interest group (to the supervisor of the production line, for example), which in a planned manner, proceeds to some intervention without equipment, without prejudice of the production. The availability of the full-time series of stored data as well as the history of occurrences recorded throughout the use of the monitoring system but is still looking for correlations between data of other origins and nature, and the interpretation of the same data under other perspectives beyond the operation or maintenance of the machine. The monitoring system proposed in this work allows to provide a minimum of automation in old machines and opens the possibility of independent, parallel and non-intrusive monitoring in machines that already have a modern supervisory system. An industry that achieves the goal of making all its production equipment fully monitored is credited to take the next step towards Industry 4.0. Este trabalho tem como objetivo apresentar um sistema de monitoramento de equipamentos el?tricos de uma linha de produ??o, visando o acompanhamento em tempo real do estado de opera??o das m?quinas monitoradas, permitindo a realiza??o da gest?o de opera??o desses equipamentos e a detec??o antecipada de desvios operacionais e de falhas. O sistema desenvolvido realiza a medi??o da corrente el?trica eficaz consumida pelos equipamentos monitorados, utilizando uma rede de sensores conectados a um m?dulo concentrador de dados, que por sua vez realiza o armazenamento intermedi?rio, o tratamento preliminar dos dados e o posterior envio a uma plataforma de Internet da Coisas (Internet of Things - IoT). O tratamento preliminar de dados visa ? an?lise da s?rie temporal dos valores das correntes el?tricas com o fim de obter uma avalia??o inicial do estado de opera??o da m?quina monitorada. Em seguida, essas informa??es pr?-processadas s?o enviadas via internet a uma plataforma de IoT com o objetivo de armazenamento a longo prazo, p?s-processamento e visualiza??o em tempo real dos dados pelos usu?rios de interesse. Na plataforma de IoT, os dados s?o formatados para exibi??o e avalia??o dos usu?rios considerando formatos gr?ficos compreens?veis, sendo poss?vel a emiss?o de alertas e de relat?rios ao serem detectados desvios em rela??o aos par?metros operacionais normais. Ao ser detectado um desvio de comportamento no consumo de corrente, correlacionando a algum tipo de falha em potencial, o sistema sinaliza informa??es adicionais a um usu?rio de interesse (ao supervisor da linha de produ??o, por exemplo), que de forma planejada, procede a alguma interven??o no equipamento, sem preju?zo da produ??o. A disponibilidade da s?rie temporal completa dos dados armazenados bem como o hist?rico de ocorr?ncias registrados ao longo do uso do sistema de monitoramento permite ainda a busca de correla??es entre dados de outras origens e naturezas, e a interpreta??o dos mesmos dados sob outras ?ticas em contextos al?m da opera??o ou manuten??o da m?quina. O sistema de monitoramento proposto permite prover um m?nimo de automa??o em m?quinas antigas e abre a possibilidade de monitoramento independente, paralela e n?o intrusiva em m?quinas que j? contam com um sistema supervis?rio moderno. Uma ind?stria que atinja o objetivo de tornar o conjunto de seus equipamentos produtivos totalmente monitorado se credencia para dar o pr?ximo passo rumo ? Ind?stria 4.0.

Este trabalho tem como objetivo apresentar um sistema de monitoramento de equipamentos elétricos de uma linha de produção, visando o acompanhamento em tempo real do estado de operação das máquinas monitoradas, permitindo a realização da gestão de operação desses equipamentos e a detecção antecipada de desvios operacionais e de falhas. O sistema desenvolvido realiza a medição da corrente elétrica eficaz consumida pelos equipamentos monitorados, utilizando uma rede de sensores conectados a um módulo concentrador de dados, que por sua vez realiza o armazenamento intermediário, o tratamento preliminar dos dados e o posterior envio a uma plataforma de Internet da Coisas (Internet of Things - IoT). O tratamento preliminar de dados visa à análise da série temporal dos valores das correntes elétricas com o fim de obter uma avaliação inicial do estado de operação da máquina monitorada. Em seguida, essas informações pré-processadas são enviadas via internet a uma plataforma de IoT com o objetivo de armazenamento a longo prazo, pós-processamento e visualização em tempo real dos dados pelos usuários de interesse. Na plataforma de IoT, os dados são formatados para exibição e avaliação dos usuários considerando formatos gráficos compreensíveis, sendo possível a emissão de alertas e de relatórios ao serem detectados desvios em relação aos parâmetros operacionais normais. Ao ser detectado um desvio de comportamento no consumo de corrente, correlacionando a algum tipo de falha em potencial, o sistema sinaliza informações adicionais a um usuário de interesse (ao supervisor da linha de produção, por exemplo), que de forma planejada, procede a alguma intervenção no equipamento, sem prejuízo da produção. A disponibilidade da série temporal completa dos dados armazenados bem como o histórico de ocorrências registrados ao longo do uso do sistema de monitoramento permite ainda a busca de correlações entre dados de outras origens e naturezas, e a interpretação dos mesmos dados sob outras óticas em contextos além da operação ou manutenção da máquina. O sistema de monitoramento proposto permite prover um mínimo de automação em máquinas antigas e abre a possibilidade de monitoramento independente, paralela e não intrusiva em máquinas que já contam com um sistema supervisório moderno. Uma indústria que atinja o objetivo de tornar o conjunto de seus equipamentos produtivos totalmente monitorado se credencia para dar o próximo passo rumo à Indústria 4.0. The objective of this work is to monitor the electrical equipment of a production line, aiming at monitoring in real time the state of the operation of the monitored machines, allowing the accomplishment of equipment management and early detection of operational deviations and faults. The developed system performs the measurement of the effective electric current through monitored equipment, use a network of sensors connected to a data concentrator module, which in turn performs the intermediate storage, the preliminary treatment of the data and the subsequent send an Internet platform of Things (Internet of Things - IoT). The preliminary treatment of data for analysis of the time series of values of electric currents to obtain an initial evaluation of the state of operation of the monitored machine. Then, the pre-processed information is sent via the internet, a usage platform for term storage, post-processing and real-time visualization of the data by users of interest. In the data platform, the data is formatted for visualization and evaluation of the users, allowing the presentation of alerts and knowledge when deviations are detected in relation to the normal operational parameters. When a current consumption behavior deviation is detected, correlating a potential failure type, the system signals additional information to a User's interest group (to the supervisor of the production line, for example), which in a planned manner, proceeds to some intervention without equipment, without prejudice of the production. The availability of the full-time series of stored data as well as the history of occurrences recorded throughout the use of the monitoring system but is still looking for correlations between data of other origins and nature, and the interpretation of the same data under other perspectives beyond the operation or maintenance of the machine. The monitoring system proposed in this work allows to provide a minimum of automation in old machines and opens the possibility of independent, parallel and non-intrusive monitoring in machines that already have a modern supervisory system. An industry that achieves the goal of making all its production equipment fully monitored is credited to take the next step towards Industry 4.0.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-02-19T18:35:33Z No. of bitstreams: 1 THIAGO DE ALMEIDA CORREIA.pdf: 4124942 bytes, checksum: 5f6dc7a856830e61da5524f9c2986e14 (MD5) Made available in DSpace on 2018-02-19T18:35:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 THIAGO DE ALMEIDA CORREIA.pdf: 4124942 bytes, checksum: 5f6dc7a856830e61da5524f9c2986e14 (MD5) Previous issue date: 2017-12-15 Pontif?cia Universidade Cat?lica de Campinas ? PUC Campinas This document presents a planning and communication strategy in wireless sensor networks for the real-time detection of forest fires. Wireless sensor networks, even being a low-cost technology, can be used for risk applications such as in the forest fire prevention and detection, effectively compared to other technologies more expensive. They can also be used in the monitoring of information that could contribute to diagnose the cause of a particular forest fire. The communication strategy was implemented in a wireless sensor network installed in a eucalyptus forest. In addition to the communication strategy, this project carried out a physical planning of the area, to locate the best points of installation of the sensor nodes. In both tests were used radio modules operating at 915 MHz. The geographic localization of each radio module was planned based on the intensity of the signal received by each module and considering its position within a mesh topology. The effectiveness of the communication strategy was measured through the PER and the average delay. The robustness of the strategy in case of radio module failure were also investigated and evaluated. No presente trabalho ? apresentada uma estrat?gia comunica??o em redes de sensores sem fio para a detec??o em tempo real de inc?ndios florestais. Redes de sensores sem fios mesmo sendo uma tecnologia de baixo custo, podem ser utilizadas para aplica??es de risco como na preven??o e detec??o de inc?ndios florestais, de forma eficaz comparada com outras tecnologias mais caras. Elas tamb?m podem ser utilizadas na coleta de informa??es contribuindo em diagnosticar a causa de um determinado inc?ndio florestal. A estrat?gia de comunica??o foi implementada em uma rede de sensores sem fio instalada dentro de uma floresta de eucalipto. Al?m da estrat?gia de comunica??o este projeto realizou um planejamento f?sico da ?rea, para localizar os melhores pontos de instala??o dos n?s sensores. Para ambos os testes foram utilizados m?dulos de r?dio operando em 915 MHz. O posicionamento geogr?fico de cada m?dulo de r?dio foi planejado baseando-se na intensidade do sinal recebido por cada m?dulo e considerando o seu posicionamento dentro de uma topologia em malha. A efic?cia da estrat?gia de comunica??o foi mensurada atrav?s dos par?metros: taxa de perda de pacotes, atraso m?dio da coleta e processamento dos pacotes. A robustez da estrat?gia perante falhas do m?dulo de r?dio, tamb?m foi investigada e avaliada.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-02-16T17:42:00Z No. of bitstreams: 1 LEANDRO NASCIMENTO ORTIZ.pdf: 4107446 bytes, checksum: 47444f3c5b943769c34cbf6d2985ef88 (MD5) Made available in DSpace on 2018-02-16T17:42:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LEANDRO NASCIMENTO ORTIZ.pdf: 4107446 bytes, checksum: 47444f3c5b943769c34cbf6d2985ef88 (MD5) Previous issue date: 2017-11-22 People with disabilities can benefit from personal assistive technology products or urban assistive infrastructures in everyday life. However, they could benefit even more from the integration of personal assistive products with urban assistive infrastructure. This work proposes a case of integration, applied to visual impairment, together with the development of a proof of concept for the proposal, resulting in an on-line platform (Infratech), two systems (TagMaps and CityDevices) and a smart cane. As pessoas com defici?ncia podem usufruir de produtos pessoais de tecnologia assistivas ou de infraestruturas urbanas assistivas para aux?lio no cotidiano. Entretanto, elas poderiam usufruir ainda mais com a integra??o dos produtos assistivos pessoais com a infraestrutura assistiva urbana. Neste trabalho, prop?e-se um caso de integra??o, aplicada ? defici?ncia visual, juntamente com o desenvolvimento de uma prova de conceito da proposta, resultando em uma plataforma on-line (Infratech), dois sistemas (TagMaps e CityDevices) e uma bengala inteligente

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 SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2017-01-30T12:31:14Z No. of bitstreams: 1 PEDRO RINALDO CHAVES.pdf: 3607910 bytes, checksum: e6c9f208a2f52773a6226da6c4212ab9 (MD5) Made available in DSpace on 2017-01-30T12:31:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PEDRO RINALDO CHAVES.pdf: 3607910 bytes, checksum: e6c9f208a2f52773a6226da6c4212ab9 (MD5) Previous issue date: 2016-12-05 The demand for wireless sensor networks (WSN) applied to industrial process monitoring and control should increase as the forth industrial revolution (Industry 4.0) gathers pace, since one if its main caracteristics is about flexible plant set-up. Flexibility and low cost make the WSN the perfect choice for the modern 21st century manufacturing plants. Small and medium enterprises (SMEs) have an important role in the development of the Latin America economies. This paper first describes the tests done in two industrial environments, analyses the results and examines the behaviour of a low cost, centralized WSN in industrial environments to ascertain the impact of the processes and environment (topology, distances, barriers, machines and people) in the radio signal and discuss the reliability and applicability of WSNs in process monitoring and control. The results obtained with the tests indicated a relationship between the received signal strength indicator (RSSI), the packet error rate (PER), the environment and the processes generating subsidies to the network management system. Subsequently, a new management strategy is presented, it includes two RSSI tracking indexes that guarantee an early warning in case the radio signal deteriorates. With the knowledge gathered, a set of best practices is presented; it covers the planning, installation and commissioning of centralized low cost WSNs for SMEs. A demanda por redes de sensores sem fio (RSSF) aplicadas ? monitora??o e controle de processos em ambientes industriais de todos os tamanhos tende a aumentar ? medida que a quarta revolu??o industrial (Industry 4.0) avan?a, sendo que uma das suas caracter?sticas ? a flexibiliza??o da disposi??o dos equipamentos (plant set-up). A flexibilidade e baixo custo das RSSF as tornam a escolha perfeita para estas novas instala??es manufatureiras do s?culo 21. As pequenas e m?dias manufaturas (SMEs) tem um papel importante no desenvolvimento das economias da Am?rica Latina. Neste trabalho, primeiro descrevem-se os testes e analisa-se o comportamento de uma rede centralizada de sensores sem fio (RCSSF) de baixo custo, em dois ambientes industriais de m?dio porte de forma a se determinar como o ambiente (topologia, dist?ncias, barreiras, maquin?rio e pessoas) e os processos impactam o sinal de r?dio. Pondera-se tamb?m sobre a confiabilidade e aplicabilidade das RCSSF na monitora??o e controle de processos industriais que, por vezes, podem ser cr?ticos. Os resultados mostram uma rela??o entre par?metros como o indicador da intensidade do sinal recebido (RSSI), a taxa de erros do pacote (PER), o ambiente e os processos fornecendo assim subs?dios para a ger?ncia da rede. Posteriormente, apresenta-se uma nova estrat?gia de ger?ncia que consiste em dois ?ndices que rastreiam e monitoram o n?vel do RSSI garantindo um alerta precoce caso o sinal de r?dio apresente deteriora??o. Com os conhecimentos adquiridos, conclui-se o trabalho com a apresenta??o de um conjunto de melhores pr?ticas para auxiliar no planejamento, implanta??o e comissionamento de RCSSF de baixo custo voltadas ?s SMEs.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2017-01-03T16:21:29Z No. of bitstreams: 1 ALERTA PO? ? UM SISTEMA DE COMUNICA??O APOIADO EM REDES DE SENSORES SEM FIO PARA MONITORA??O DO C?RREGO ITAIM.pdf: 3373158 bytes, checksum: 31363a3d5310d22b8a185ceba8f3f1c6 (MD5) Made available in DSpace on 2017-01-03T16:21:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALERTA PO? ? UM SISTEMA DE COMUNICA??O APOIADO EM REDES DE SENSORES SEM FIO PARA MONITORA??O DO C?RREGO ITAIM.pdf: 3373158 bytes, checksum: 31363a3d5310d22b8a185ceba8f3f1c6 (MD5) Previous issue date: 2016-11-25 The problems of floods in Brazil cause many difficulties in the lives of many Brazilians throughout the country. Examples such as S?o Paulo, where during the summer the heavy rains, attached to infrastructure problems, enhance transit and leave homeless, or as Po? suffering almost every year with social problems arising from flooding revealing that the problem is recurrent. In this sense, to minimize financial losses and, above all, avoid loss of life (deaths), this work presents a development proposal to interconnect wireless sensor networks and the Internet using low-cost sensors for the level of streams monitoring and rivers urban. In this research the main objective is to provide a reliable system of monitoring streams of water level, crossing a city and contribute to the security of the population, built through the use of a network of sensors without low financial cost wire. The collected data is transmitted in real time to the City Security Control Center that treats these raw data and makes them available in useful information and easy viewing of the stream water level of the residents in the municipality of Po? through a page Web Prefecture. To increase agility in decision-making, information will also be available to citizens through an application installed on mobile devices (smartphones or tablets) that allows the current view of the percentage of water in the stream. The case study results showed the feasibility of implementing this proposal therefore be demonstrated that the water level in the stream monitoring using low cost sensors through a web page and application for mobile devices is possible. With the implementation of wireless sensor network citizens begin to monitor and be alerted to possible flooding, enabling the rescue of material goods and human lives. Os problemas das enchentes no Brasil causam diversas dificuldades na vida de v?rios brasileiros em todo o territ?rio nacional. Exemplos como o de S?o Paulo, onde durante o ver?o o excesso de chuvas, unido a problemas de infraestrutura, intensificam o tr?nsito e deixam desabrigados, ou como de Po? que sofre praticamente todos os anos com problemas sociais decorrentes de enchentes revelando que o problema ? recorrente. Neste sentido, para minimizar preju?zos financeiros e, principalmente, evitar perda de vidas (mortes), este trabalho apresenta uma proposta de desenvolvimento para interconex?o de redes de sensores sem fio e a internet utilizando sensores de baixo custo para monitoramento do n?vel de c?rregos e rios urbanos. Nesta pesquisa o principal objetivo ? oferecer um sistema confi?vel de monitora??o do n?vel de ?gua de c?rregos, que atravessam uma cidade e que contribua com a seguran?a da popula??o, constru?do por meio do uso de uma rede de sensores sem fio de baixo custo financeiro. Os dados coletados s?o transmitidos em tempo real para o Centro de Controle de Seguran?a da Cidade que trata estes dados brutos e os disponibiliza em informa??es ?teis e de f?cil visualiza??o sobre o n?vel de ?gua do c?rrego aos cidad?os residentes no Munic?pio de Po? atrav?s de uma p?gina web da Prefeitura. Para aumentar a agilidade na tomada de decis?es, as informa??es tamb?m estar?o dispon?veis aos cidad?os por meio de um aplicativo instalado em dispositivos m?veis (smartphones ou tablets) que permite a visualiza??o atual da porcentagem de ?gua no c?rrego. Os resultados do estudo de caso apontaram para a viabilidade de implementa??o desta proposta, pois, demostrou-se que ? poss?vel o monitoramento do n?vel de ?gua no c?rrego utilizando sensores de baixo custo atrav?s de uma p?gina web e aplicativo para dispositivos m?veis. Com a implementa??o da rede de sensores sem fio os cidad?os passam a monitorar e a serem alertados sobre poss?veis enchentes, possibilitando o salvamento de bens materiais e de vidas humanas.

Orientadores : Irenilza de Alencar Naas, Frank Herman Behrens Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Doutorado

Orientadores: Wilmar Bueno de Moraes, Frank Herman Behrens, Maria Ines Silva de Castro Simas Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho está relacionado com importantes progressos no projeto de Circuitos Integrados Inteligentes de Potência usando agregados, fundamentados em uma única célula básica contendo transistores NMOS. Tais agregados estão associados de forma matricial adequada para implementar funções genéricas requeri das pelos circuitos de controle de potência. Esta técnica permite o projeto de novos CIs semidedicados de baixo custo, proporcionando uma nova estratégia de configuração de ICs que permite uma fácil implementação industrial em direção à integração Inteligente de Potência utilizando tecnologias CMOS convencionais digita1/analógica, sem nenhuma etapa adicional de processo. A mesma técnica pode também ser aplicada a tecnologias complexas e sofisticadas dedicadas à integração de Circuitos Inteligentes de Potência (Smart Power Technologies), para a prototipagem rápida ou produção em escala industrial destes circuitos. No cenário mundial, um grande esforço têm sido realizados para compatibilizar a integração inteligente de potência com processos CMOS convencionais de baixo custo. Os resultados apresentados comprovam a potencialidade da técnica desenvolvida neste trabalho em muitos nichos de aplicação Abstract: This work is related to important improvements in Smart Power design using arrays based on a unique NMOS cell type. These arrays are arranged in matrices that can implement generic functions required by power control blocks, thus enabling low cost semicustom designs. This new IC configuration strategy has an easy industrial implementation towards Smart Power using standard digita1/analog CMOS technologies, without any additional processing steps. The same method can also be applied to sophisticated Smart Power technologies, for fast prototyping or even for industrial production. A huge worldwide effort is being carried out to find solutions that may render Smart Power circuits compatible with low cost CMOS technologies. The results show potentialities of these techniques for many niche of applications Doutorado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Doutor em Engenharia Elétrica