Desenvolvimento de um mecanismo plug-and-play para o arranjo inteligente de sensores em sistemas aéreos não tripulados

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2014
Autor(a) principal: Rayner de Melo Pires
Orientador(a): Kalinka Regina Lucas Jaquie Castelo Branco
Banca de defesa: Joao Batista Camargo Junior, Denis Fernando Wolf
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
Programa de Pós-Graduação: Ciências da Computação e Matemática Computacional
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Link de acesso: https://doi.org/10.11606/D.55.2014.tde-07052014-162205
Resumo: O uso de aeronaves não tripuladas (VANTs) tem crescido substancialmente nos últimos anos, tanto no campo militar quanto no civil. Roadmaps preveem que em um futuro próximo essas aeronaves compartilhem o espaço aéreo com aeronaves convencionais, exigindo novas arquiteturas de sistemas embarcados que possam garantir uma operação coordenada e segura desses robôs. A maior parte das suas missões baseia-se fortemente em um conjunto de sensores transportados pela aeronave como parte da payload da missão. Contudo, não é trivial a integração de diferentes missões em diferentes aeronaves, visto que ainda não há uma padronização para a comunicação nesses robôs. Para possibilitar essa associação foi proposto neste trabalho a criação de um middleware. Para que se pudesse entender sobre a área de conhecimento dos VANTs realizou-se uma pesquisa sobre esses veículos e suas aplicações e então um protocolo chamado Smart Sensor Protocol (SSP) foi modelado, utilizando-se de técnicas formais para isso. O comportamento do protocolo está modelado com diagrama de estados, seguindo uma gramática escrita utilizando a forma BNF. Este modelo foi verificado com a ferramenta UPPAAL e sua implementação testada em placas Arduino. Os resultados dos testes mostraram que o modelo é viável para o ambiente de embarcados críticos visto que ele provê as funcionalidades necessárias neste cenário sem acrescentar um overhead na comunicação
id USP_872bb25307c3a00fd5a59ff39d075393
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-07052014-162205
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str
spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis Desenvolvimento de um mecanismo plug-and-play para o arranjo inteligente de sensores em sistemas aéreos não tripulados Developing a plug and play mechanism for smart sensors array and unmanned aerial systems 2014-02-06Kalinka Regina Lucas Jaquie Castelo BrancoJoao Batista Camargo JuniorDenis Fernando WolfRayner de Melo PiresUniversidade de São PauloCiências da Computação e Matemática ComputacionalUSPBR Desenvolvimento de protocolos Interoperabilidade Interoperability Model checking Protocol design Uav Vant Verificação de modelos O uso de aeronaves não tripuladas (VANTs) tem crescido substancialmente nos últimos anos, tanto no campo militar quanto no civil. Roadmaps preveem que em um futuro próximo essas aeronaves compartilhem o espaço aéreo com aeronaves convencionais, exigindo novas arquiteturas de sistemas embarcados que possam garantir uma operação coordenada e segura desses robôs. A maior parte das suas missões baseia-se fortemente em um conjunto de sensores transportados pela aeronave como parte da payload da missão. Contudo, não é trivial a integração de diferentes missões em diferentes aeronaves, visto que ainda não há uma padronização para a comunicação nesses robôs. Para possibilitar essa associação foi proposto neste trabalho a criação de um middleware. Para que se pudesse entender sobre a área de conhecimento dos VANTs realizou-se uma pesquisa sobre esses veículos e suas aplicações e então um protocolo chamado Smart Sensor Protocol (SSP) foi modelado, utilizando-se de técnicas formais para isso. O comportamento do protocolo está modelado com diagrama de estados, seguindo uma gramática escrita utilizando a forma BNF. Este modelo foi verificado com a ferramenta UPPAAL e sua implementação testada em placas Arduino. Os resultados dos testes mostraram que o modelo é viável para o ambiente de embarcados críticos visto que ele provê as funcionalidades necessárias neste cenário sem acrescentar um overhead na comunicação UNMANNED Aerial Vehicles applications have grown substantially in recent years, both in military and civil fields. Roadmaps predict that in the near future these aircrafts will share the airspace with the conventional planes, requiring new architectures for embedded systems which may ensure a coordinated and safe operation. Most of its tasks are mainly based on a set of sensors carried by the aircraft as part of its payload. However, it is not trivial to integrate different missions in different aircraft plataforms, since there is no standardization for communication in such robots yet. To enable this type of association it was proposed in this masters project the designing of a middleware. It has been carried out a bibliographic review to find out the state-of-the-art in such field, including the specific applications in UAVs, and then a protocol has been modeled following formal techniques. This protocol is called Smart Sensor Protocol (SSP). The SSPs behavior was modeled through state diagrams according to a grammar described using BNF form. This model was verified with the UPPAAL tool and its implementation was run and tested on Arduino boards. The test results pointed out that the model is feasible for critical embedded environments since it provides the necessary functionality in this scenario without addition of an overhead in its communication https://doi.org/10.11606/D.55.2014.tde-07052014-162205info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2023-12-21T18:23:20Zoai:teses.usp.br:tde-07052014-162205Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212016-07-28T16:11:49Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.pt.fl_str_mv Desenvolvimento de um mecanismo plug-and-play para o arranjo inteligente de sensores em sistemas aéreos não tripulados
dc.title.alternative.en.fl_str_mv Developing a plug and play mechanism for smart sensors array and unmanned aerial systems
title Desenvolvimento de um mecanismo plug-and-play para o arranjo inteligente de sensores em sistemas aéreos não tripulados
spellingShingle Desenvolvimento de um mecanismo plug-and-play para o arranjo inteligente de sensores em sistemas aéreos não tripulados
Rayner de Melo Pires
title_short Desenvolvimento de um mecanismo plug-and-play para o arranjo inteligente de sensores em sistemas aéreos não tripulados
title_full Desenvolvimento de um mecanismo plug-and-play para o arranjo inteligente de sensores em sistemas aéreos não tripulados
title_fullStr Desenvolvimento de um mecanismo plug-and-play para o arranjo inteligente de sensores em sistemas aéreos não tripulados
title_full_unstemmed Desenvolvimento de um mecanismo plug-and-play para o arranjo inteligente de sensores em sistemas aéreos não tripulados
title_sort Desenvolvimento de um mecanismo plug-and-play para o arranjo inteligente de sensores em sistemas aéreos não tripulados
author Rayner de Melo Pires
author_facet Rayner de Melo Pires
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Kalinka Regina Lucas Jaquie Castelo Branco
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Joao Batista Camargo Junior
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Denis Fernando Wolf
dc.contributor.author.fl_str_mv Rayner de Melo Pires
contributor_str_mv Kalinka Regina Lucas Jaquie Castelo Branco
Joao Batista Camargo Junior
Denis Fernando Wolf
description O uso de aeronaves não tripuladas (VANTs) tem crescido substancialmente nos últimos anos, tanto no campo militar quanto no civil. Roadmaps preveem que em um futuro próximo essas aeronaves compartilhem o espaço aéreo com aeronaves convencionais, exigindo novas arquiteturas de sistemas embarcados que possam garantir uma operação coordenada e segura desses robôs. A maior parte das suas missões baseia-se fortemente em um conjunto de sensores transportados pela aeronave como parte da payload da missão. Contudo, não é trivial a integração de diferentes missões em diferentes aeronaves, visto que ainda não há uma padronização para a comunicação nesses robôs. Para possibilitar essa associação foi proposto neste trabalho a criação de um middleware. Para que se pudesse entender sobre a área de conhecimento dos VANTs realizou-se uma pesquisa sobre esses veículos e suas aplicações e então um protocolo chamado Smart Sensor Protocol (SSP) foi modelado, utilizando-se de técnicas formais para isso. O comportamento do protocolo está modelado com diagrama de estados, seguindo uma gramática escrita utilizando a forma BNF. Este modelo foi verificado com a ferramenta UPPAAL e sua implementação testada em placas Arduino. Os resultados dos testes mostraram que o modelo é viável para o ambiente de embarcados críticos visto que ele provê as funcionalidades necessárias neste cenário sem acrescentar um overhead na comunicação
publishDate 2014
dc.date.issued.fl_str_mv 2014-02-06
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://doi.org/10.11606/D.55.2014.tde-07052014-162205
url https://doi.org/10.11606/D.55.2014.tde-07052014-162205
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade de São Paulo
dc.publisher.program.fl_str_mv Ciências da Computação e Matemática Computacional
dc.publisher.initials.fl_str_mv USP
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade de São Paulo
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1786376633693765632

Registros relacionados