Browsing by Author "Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira"

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    Blockchain é tudo que você precisa : a integração e comunicação descentralizada dos sistemas da Indústria 4.0.
    (2022) Garrocho, Charles Tim Batista; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Cavalcanti, Carlos Frederico Marcelo da Cunha; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Cavalcanti, Carlos Frederico Marcelo da Cunha; Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira; Greve, Fabíola Gonçalves Pereira.; Silva, Jorge Miguel Sá; Correia, Luiz Henrique Andrade
    A Internet Industrial das Coisas é um novo marco que exigirá novos paradigmas e investimentos na indústria. Nesse contexto, os sistemas ciber-físicos são considerados a ponte para a quarta revolução industrial. Um exemplo disso é apresentado por diversos trabalhos recentes que aplicam novas tecnologias de hardware e software que permitem uma maior integração vertical dos sistemas de automação de processos industriais. Tais trabalhos geralmente possuem abordagens centralizadas e adicionam novos elementos na infraestrutura de rede que podem afetar as restrições de tempo na comunicação de processos industrias. Buscando uma decentralização na integração e comunicação entre dispositivos e sistemas industriais, o blockchain vem sendo amplamente aplicado, tornando os processos industriais mais seguros, automáticos, rastreáveis, imutáveis, e auditáveis. Entretanto, a utilização de tecnologias relacionadas a blockchain para o controle de processos também pode sofrer com problemas temporais que podem afetar os prazos de processos sensíveis ao tempo. Portanto, tornar a integração e comunicação dos processos industriais decentralizados que atendam os requisitos rigorosos de sistemas sensíveis ao tempo é um importante desafio que deve ser superado para o avanço da Indústria 4.0. Para enfrentar e superar esse desafio, é apresentado nessa tese diferentes arquiteturas de integração baseada em blockchain dos sistemas de automação de processos industriais. Essas arquiteturas aplicam contratos inteligentes baseados em blockchain como middleware na comunicação entre máquinas e dispositivos de monitoramento de chão de fábrica, permitindo uma decentralização do controle e o monitoramento de dispositivos industriais sem afetar os processos sensíveis ao tempo. Como provas de conceito, foram desenvolvidos sistemas de automação industrial baseado nas arquiteturas e implantados em dispositivos controladores sensíveis ao tempo. As avaliações de desempenho das provas de conceito permitiram a análise de viabilidade e o comportamento das arquiteturas propostas. Além disso, as discussões dessas experiências resultaram no desenvolvimento de metodologias e modelos que podem contribuir significamente no projeto, desenvolvimento, implantação e monitoramento de sistemas industriais baseados em tecnologias blockchain.
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    Building wearables for geology.
    (2016) Silva, Saul Emanuel Delabrida; D'Angelo, Thiago; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira
    Wearable devices have emerged in the last years with new applications that provide user convenience. Healthcare, sports, safety are some examples of applications embedded in thousands of devices released in the last years. Wearable operating systems with different focus emerged together with wearable applications in order to make adjustments and optimizations of software and hardware. This paper presents a wearable operating systems discussion and shows the current challenges and wearable operating system influence. We developed a wearable appliance for geology. The wearable contains a Head Mounted Display (HMD) assembled with Google Cardboard API and sensors connected to developments boards. For each system component was used different operating systems according to hardware and software available. The results indicate some trends for wearable operating systems.
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    Data stream based algorithms for wireless sensor network applications
    (2007) Aquino, André Luiz Lins de; Figueiredo, Carlos Maurício Seródio; Nakamura, Eduardo Freire; Buriol, Luciana Salete; Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira; Fernandes, Antônio Otávio; Coelho Júnior, Claudionor José Nunes
    A wireless sensor network (WSN) is energy con-strained, and the extension of its lifetime is one of the most important issues in its design. Usually, a WSN collects a large amount of data from the environment. In contrast to the conventional remote sensing – based on satellites that collect large images, sound files, or specific scientific data – sensor networks tend to generate a large amount of sequential small and tuple-oriented data from several nodes, which constitutes data streams. In this work, we propose and evaluate two algorithms based on data stream, which use sampling and sketch techniques, to reduce data traffic in a WSN and, consequently, decrease the delay and energy consumption. Specifically, the sampling solution, provides a sample of only log n items to represent the original data of n elements. Despite of the reduction, the sampling solution keeps a good data quality. Simulation results reveal the efficiency of the proposed meth-ods by extending the network lifetime and reducing the delay without loosing data representativeness. Such a technique can be very useful to design energy-efficient and time-constrained sensor networks if the application is not so dependent on the data precision or the network operates in an exception situation (e.g., there are few resources remaining or there is an urgent situation)
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    Um esquema de gerenciamento para redes de sensores sem fio auto-organizáveis : atuando sobre regras locais.
    (2007) Figueiredo, Carlos Maurício Seródio; Aquino, André Luiz Lins de; Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira; Ruiz, Linnyer Beatrys
    Auto organização e um importante conceito sendo aplicado em sistemas de rede modernos para obter funcionamento autônomo e robusto. Particularmente, as Redes de Sensores Sem Fio (RSSFs) foram concebidas sob esse paradigma. Basicamente, em uma rede auto organizável, os elementos interagem somente entre si, de forma completamente descentralizada, para executar uma função para o correto funcionamento da rede. No entanto, os objetivos determinados por uma entidade de gerência ou aplicação podem mudar ao longo do tempo, e um esquema para controlar as interações entre os elementos e ajustar ou mudar o comportamento global a ser obtido a um novo requisito n ˜ao foi explicitamente abordado na literatura. Neste trabalho, é apresentado um esquema geral para o gerenciamento de redes auto organizáveis. Sua ideia geral consiste em atuar sobre as regras de interação locais governando as interações entre os elementos e, consequentemente, adequando o comportamento da rede a diferentes objetivos e/ou métricas de QoS necessárias. Uma metodologia também é provida, e essa define um procedimento genérico e relaciona importantes aspectos para o projeto de soluções de gerenciamento. A aplicabilidade do esquema proposto é demonstrada através da apresentação de um estudo de caso.
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    A multi-scale statistical control process for mobility and interference identification in IEEE 802.11.
    (2009) Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira; Freery, Alejandro C.
    The user centric nature of mobile devices is an important issue for enhancing the user experience in a mobile wireless communication. A strategy for improving such experience consists of applying a resource management focused in providing both the user and the application valuable information about the network context. The communication quality in wireless systems heavily depends on several factors, and adjusting the application and/or alerting the user about the network conditions is an important service when managing this type of devices. The quality perceived by the user depends on the network context, which can be defined as the events that have significant impact on the wireless communication. The identification of the wireless channel behavior is necessary for obtaining a context description. Due to intrinsic features at the wireless signal propagation it is difficult to measure and assess the fundamental wireless network context, e.g., predicting when low quality signal is being caused by interference or fading effects. This work presents a new method for user centric management on IEEE 802.11b/g: a strategy for communication survival, focused in improving the user experience. Our proposal uses a multi-scale control chart approach, MCEWMA – Moving Centerline Exponential Weighted Moving Average, associated with multi-resolution analysis using a wavelet transform.
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    On the use data reduction algorithms for real-time Wireless Sensor Networks.
    (2007) Aquino, André Luiz Lins de; Figueiredo, Carlos Maurício Seródio; Nakamura, Eduardo Freire; Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira; Fernandes, Antônio Otávio; Coelho Júnior, Claudionor José Nunes
    This work presents the design of real time applications for Wireless Sensor Networks (WSNs) by using analgorithm based on data stream to process the sensor data. The proposed algorithm is based on sampling techniques applied to data histograms created from original data stream sac quired by sensor nodes. As a result, the algorithm provides a sample of log n item store present the original data stream of n elements. In this work, we show how to use the data reduction algorithmin real-time WSN design.
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    Qualidade de serviço IP : nasce uma nova internet.
    (2000) Cavalcanti, Carlos Frederico Marcelo da Cunha; Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira; Fernandes, Antônio Otávio; Nogueira, José Marcos Silva
    Por causa do rápido crescimento do tráfego em aplicações de tempo real, as redes de computadores requerem mais funções do que anteriormente oferecidas no passado. Na presente geração da Intemet, constata-se a grande demanda por aplicações comércio eletrônico, de voz e de multimídia. É essencial que a rede suporte diferentes níveis de Qualidade de Serviço (QoS) e cada nível seja associado a um usuário ou a um grupo de usuários distintos. Em resposta ao crescimento da demanda por QoS na Intemet, a Internet Engineering Task Force estabeleceu dois grupos de trabalho denominados DiffServ and IntServ. Este artigo apresenta os principais conceitos e soluções propostas por ambos para prover Qualidade de Serviço, estendendo a arquitetura TCP/IP.
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    A reactive role assignment for data routing in event-based wireless sensor networks.
    (2009) Nakamura, Eduardo Freire; Ramos Filho, Heitor Soares; Villas, Leandro Aparecido; Oliveira, Horácio Antônio Braga Fernandes de; Aquino, André Luiz Lins de; Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira
    In this work, we show how we can design a routing protocol for wireless sensor networks (WSNs) to support an information-fusion application. Regarding the application, we consider that WSNs apply information fusion techniques to detect events in the sensor field. Particularly, in event-driven scenarios there might be long intervals of inactivity. However, at a given instant, multiple sensor nodes might detect one or more events, resulting in high traffic. To save energy, the network should be able to remain in a latent state until an event occurs, then the network should organize itself to properly detect and notify the event. Based on the premise that we have an information-fusion application for event detection, we propose a role assignment algorithm, called Information-Fusion-based Role Assignment(InFRA), to organize the network by assigning roles to nodes only when events are detected. The InFRA algorithm is a distributed heuristic to the minimal Steiner tree, and it is suitable for networks with severe resource constraints, such as WSNs. Theoretical anal ysis shows that, in some cases, our algorithm has aOð1 Þ-approximation ratio. Simulation results show that the InFRA algorithm can use only 70% of the communication resources spent by a reactive version of the Centered-at-Nearest-Source algorithm.
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    Redes de sensores sem fio para monitoramento de anfíbios.
    (2008) Aquino, André Luiz Lins de; Figueiredo, Carlos Maurício Seródio; Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira; Mini, Raquel Aparecida de Freitas; Nakamura, Eduardo Freire; Oliveira, Horácio Antônio Braga Fernandes de; Ruiz, Linnyer Beatrys
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    Roteamento de dispositivos móveis para auxílio à rede 5G.
    (2016) Marinho, Ricardo Pagoto; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Aquino, André Luiz Lins de; Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira
    A rede celular Long Term Evolution (LTE) - 4G - atual não permite que os dispositivos móveis que a utilizam se comuniquem diretamente, apenas na presença de uma estação base - base station (BS). Contudo, a quantidade de dados que eles estão transmitindo cresce a cada dia. Aplicações que consomem áudio e vídeo são cada vez mais comum nesses dispositivos, trazendo maiores desafios no tráfego de dados no núcleo da rede celular 4G. O próximo passo na rede celular é possibilitar que os dispositivos móveis compartilhem seus dados entre eles em uma banda licenciada. Com essa modificação, a comunicação pode ser feita sem que uma BS esteja presente, diminuindo o tráfego no núcleo da rede. A rede celular 5G permitirá aos usuários compartilharem dados entre eles sem a necessidade de uma BS, i.e., eles podem se comunicar diretamente utilizando uma comunicação dispositivo-a-dispositivo - device-to-device (D2D), através de uma banda licenciada. Com a comunicação D2D, espera-se que a rede celular 5G diminua a carga no núcleo da rede trazendo mais comunicação à sua borda. Isso pode ser alcançado fazendo com que os dispositivos na rede encaminhem conteúdos que não precisem ser enviados à BS. Dentro das tecnologias atuais, Wi-Fi Direct é uma que permite aos dispositivos se comunicarem diretamente. Contudo, ela não suporta comunicação multi-saltos além de ter seu alcance diminuído quando os dispositivos se movimentam. Desta forma, neste trabalho, pudemos: i) expandir o uso da tecnologia Wi-Fi Direct para que a informação enviada por um dispositivo possa passar por outros (multi-saltos) criando uma rota entre dois dispositivos quaisquer, ii) propor um novo protocolo de roteamento, chamado Contact-and-Social Behavior (CSB), para redes ad-hoc e iii) comparar a carga produzida por um cenário LTE puro com um D2D puro. Os resultados mostram que mesmo com desafios, é possível rotear dispositivos utilizando Wi-Fi Direct. Além do mais, o cenário LTE puro traz muito mais carga à rede comparada com o D2D puro.
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    Sistemas do tipo eixo-raio aplicados a redes de sensores sem fio mdeladas cmo Redes Small World.
    (2007) Guidoni, Daniel Ludovico; Aquino, André Luiz Lins de; Cabral, Raquel da Silva; Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira; Fernandes, Antônio Otávio
    As redes de sensores sem fio possuem restrições de recursos, tais como baixo poder computacional, largura de banda reduzida e especialmente, fonte de energia limitada. O alto consumo de energia pode ser observado quando o fluxo de dados em cada n´o ´e alto e quando o numero de vizinhos e grande. Alem disso, essas redes podem ser modeladas como redes do tipos small world, onde o coeficiente de agrupamento é alto e o caminho médio mínimo entre cada par de nos na rede é pequeno. Através da utilização do conceito de sistemas do tipo eixo-raio, obtivemos uma configuração com um caminho médio mínimo pequeno entre qualquer par de n´os, obtendo assim, uma configuração ótima para a rede, onde alguns n´os são escolhidos como concentradores garantindo o menor consumo de energia
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    Wearable HUD for ecological field research applications.
    (2016) Silva, Saul Emanuel Delabrida; D’Angelo, Thiago; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Loureiro, Antônio Alfredo Ferreira
    Wearable devices have emerged in the last years with new applications that provide user convenience. Healthcare, sports, safety are some examples of areas in which wearable devices have been used. This paper overviews wearable architectures found in the literature and presents a novel wearable for monitoring ecological environments. The wearable includes a Head-UP Display (HUD) assembled with Google Cardboard API and sensors connected to a development board. Our wearable device provides several functionalities such as distance measurement to objects and weather conditions monitoring. Camera and green lasers combined with a digital image processing algorithm are used to measure the distance to objects. We different development boards to build the system.