Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.6/1892
Título: Convergência de redes sem fios para comunicações M2M e internet das coisas em ambientes inteligentes
Autor: Gouveia, Paulo Renato Neves Torres
Orientador: Velez, Fernando José da Silva
Palavras-chave: Redes de sensores sem fios
RSSF
Machine-to-Machine
Internet of things
Data de Defesa: Out-2013
Editora: Universidade da Beira Interior
Resumo: Actualmente, os Ambientes Inteligentes (AmI) estão a emergir através da convergência entre as redes de comunicação sem fios, a microelectrónica e a Internet. Este tipo de aplicações cria novas perspectivas no âmbito da partilha de informação dentro das sociedades humanas, ao mesmo tempo que surgem ideias inovadoras envolvendo espaços, objectos e entidades físicas com as quais lidamos diariamente. Com os AmI e as redes de comunicação, a partilha de informação passa a englobar coisas físicas que geram e disponibilizam dados sobre si mesmas. Nesta dissertação foram enquadradas as tecnologias de informação e a convergência entre redes de comunicação sem fios heterogéneas que suportam as aplicações dos AmI. Daqui surgem dois conceitos extremamente relevantes: a Internet of Things (IoT) e as comunicações Machine-to-Machine (M2M). A IoT, além de fornecedora de serviços virtuais, integra objectos físicos com representação virtual, interligados em rede para partilharem informação sobre vários factores. As comunicações M2M resultam da convergência de redes heterogéneas que permitem a comunicação directa entre dispositivos e objectos sem qualquer intervenção humana. A IoT é no fundo a base principal para a interligação das várias redes M2M entre objectos. As comunicações M2M são formadas por dois tipos de sub-redes: redes capilares e redes celulares. As redes capilares são compostas pelos dispositivos e os objectos embutidos nos ambientes inteligentes, que geram e difundem dados. As redes celulares são a espinha dorsal para a partilha destes dados através da Internet e centros de dados. As redes de sensores sem fios (RSSF), em conjunto com a norma IEEE 802.15.4, foram abordadas nesta dissertação para integrarem as redes capilares. As RSSF são redes com ritmos de transmissão e potência reduzida, que possibilitam o desenvolvimento de uma vasta variedade de aplicações AmI. Foi elaborado um estudo sobre a eficiência energética dos dispositivos RSSF disponíveis no mercado. A interligação das RSSF com a Internet é possível através da atribuição de endereços IPv6 aos dispositivos das RSSF. A camada de adaptação 6LoWPAN possibilita a atribuição de endereços IPv6 com overheads bastante reduzidos. Para permitir a máxima eficiência das RSSF, integradas com a IoT, foi adoptado o protocolo de encaminhamento RPL, desenvolvido no âmbito das redes 6LoWPAN. A contribuição principal desta dissertação centra-se na identificação e resolução de problemas ao nível do encaminhamento nas RSSFs, e no estudo de algumas métricas utilizadas para calcular o custo dos encaminhamentos entre nós. O protocolo RPL foi implementado no simulador OMNeT++ com o objectivo de analisar os resultados e os comportamentos das métricas de custo ETX, HOP-COUNT e RSSI. O ETX atingiu os melhores resultados para o débito binário útil, entre 75 % e 95 %, enquanto o HOP-COUNT tem resultados abaixo do 50 %. Contudo, o HOP-COUNT tem tempos de convergência superiores e latências inferiores. Com o RSSI obtêm-se resultados modestos e provou-se ser esta uma métrica de custo bastante precisa e equilibrada em todos os resultados.
Peer review: yes
URI: http://hdl.handle.net/10400.6/1892
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