Abordagem para categorização de anomalias em Redes de Sensores sem Fio baseado em Lógica Fuzzy.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: SANTOS, Miqueas Galdino dos. lattes
Orientador(a): GOMES, Reinaldo Cézar de Morais. lattes
Banca de defesa: COSTA, Anderson Fabiano Batista Ferreira da. lattes, FONSECA, Iguatemi Eduardo da. lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
Departamento: Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/22608
Resumo: Os avanços na microeletrônica permitiram a ascensão das Redes Sensores sem fio (RSSFs), que estão cada vez mais presentes em nosso dia-a-dia como um elemento fundamental para o paradigma da Internet das Coisas. Neste ambiente, a confiabilidade dos dados que transitam nessa rede é um fator relevante que gera investigações e pesquisas no ambiente acadêmico. Devido às diversas limitações existentes na arquitetura das RSSFs, falhas de sensores são comuns gerando dados incongruentes e anormais. Porém, anormalidades também refletem alterações do fenômeno que está sendo monitorado pelos sensores, gerando assim problemas na definição do que realmente está acontecendo em um determinado sensor. Assim, anomalias são indicativos de que algo fora do padrão ocorre na rede, e saber a causa dessas anormalidades é de essencial importância para tomadas de decisões no ambiente. Tendo em vista este contexto, o presente trabalho desenvolve uma abordagem de detecção e categorização de anomalias em redes de sensores sem fio baseado em lógica fuzzy, que tem por objetivo auxiliar na determinação da existência de eventos ou de sensores falhos. Sendo avaliados contextos de diferentes tipos de falhas nos dados e qual sua relação com fatores ligados a quantidade de sensores falhos numa região e perda de pacotes. Os resultados apontaram para a efetividade na identificação das anormalidades e categorização de anomalias, possuindo maior eficácia na categorização de falhas intermitentes, em relação a anomalias graduais e eventos. Também se constatou maior efetividade para ambientes com menos sensores falhos e se percebeu uma relação moderada em relação a abordagem e a perda de pacotes do ambiente.
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Porém, anormalidades também refletem alterações do fenômeno que está sendo monitorado pelos sensores, gerando assim problemas na definição do que realmente está acontecendo em um determinado sensor. Assim, anomalias são indicativos de que algo fora do padrão ocorre na rede, e saber a causa dessas anormalidades é de essencial importância para tomadas de decisões no ambiente. Tendo em vista este contexto, o presente trabalho desenvolve uma abordagem de detecção e categorização de anomalias em redes de sensores sem fio baseado em lógica fuzzy, que tem por objetivo auxiliar na determinação da existência de eventos ou de sensores falhos. Sendo avaliados contextos de diferentes tipos de falhas nos dados e qual sua relação com fatores ligados a quantidade de sensores falhos numa região e perda de pacotes. Os resultados apontaram para a efetividade na identificação das anormalidades e categorização de anomalias, possuindo maior eficácia na categorização de falhas intermitentes, em relação a anomalias graduais e eventos. Também se constatou maior efetividade para ambientes com menos sensores falhos e se percebeu uma relação moderada em relação a abordagem e a perda de pacotes do ambiente.Advances in microelectronics have allowed the rise of Wireless Sensor Networks (WSNs), which are increasingly present in our daily lives as a fundamental element of the Internet of Things paradigm. In this environment, the reliability of the data that transits this network is a relevant factor that generates investigations and research in the academic environment. Due to the several limitations existing in the WSNs architecture, sensor failures are common, generating incongruous and abnormal data. However, abnormalities also reflect changes in the phenomenon being monitored by the sensors, thus creating problems in defining what is really happening in a given sensor. Thus, anomalies are indicative that something nonstandard occurs in the network, and knowing the cause of these abnormalities is essential for decision-making in the environment. In view of this context, the present work develops an approach for detecting and categorizing anomalies in wireless sensor networks based on fuzzy logic, which aims to help determine the existence of events or faulty sensors. Contexts of different types of data failures were evaluated and what is their relationship with factors related to the number of failed sensors in a region and packet loss. The results pointed to the effectiveness in the identification of abnormalities and categorization of anomalies, with greater effectiveness in the categorization of intermittent failures, in relation to gradual anomalies and events. It was also found greater effectiveness for environments with fewer faulty sensors and a moderate relationship was noticed in relation to approach and the loss of packets in the environment.Submitted by Myleid Lucena (myleid.rafaele@tecnico.ufcg.edu.br) on 2021-12-17T23:43:01Z No. of bitstreams: 1 MIQUEAS GALDINO DOS SANTOS - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2021.pdf: 1264426 bytes, checksum: 387fb41c00ddccb4960f0e97f54fe41d (MD5)Made available in DSpace on 2021-12-17T23:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MIQUEAS GALDINO DOS SANTOS - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2021.pdf: 1264426 bytes, checksum: 387fb41c00ddccb4960f0e97f54fe41d (MD5) Previous issue date: 2021-08-19Universidade Federal de Campina GrandePÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOUFCGBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEICiência da ComputaçãoRedes sensores sem fio (RSSFs)Internet das coisasDetecção de anomaliasCategorização de anomaliasWireless sensor networks (WSNs)Internet of thingsAnomaly detectionCategorization of anomaliesAbordagem para categorização de anomalias em Redes de Sensores sem Fio baseado em Lógica Fuzzy.2021-08-192021-12-17T23:43:01Z2021-12-172021-12-17T23:43:01Zhttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/22608SANTOS, Miqueas Galdino dos. Abordagem para categorização de anomalias em Redes de Sensores sem Fio baseado em Lógica Fuzzy. 81 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Pós-Graduação em Ciência da Computação, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2021.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGTEXTMIQUEAS GALDINO DOS SANTOS - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2021.pdf.txtMIQUEAS GALDINO DOS SANTOS - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2021.pdf.txttext/plain155059https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/22608/3/MIQUEAS+GALDINO+DOS+SANTOS+-+DISSERTA%C3%87%C3%83O+%28PPGCC%29+2021.pdf.txt14565a5c2653705ca4cee8e35f17d401MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/22608/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALMIQUEAS GALDINO DOS SANTOS - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2021.pdfMIQUEAS GALDINO DOS SANTOS - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2021.pdfapplication/pdf1264426https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/22608/1/MIQUEAS+GALDINO+DOS+SANTOS+-+DISSERTA%C3%87%C3%83O+%28PPGCC%29+2021.pdf387fb41c00ddccb4960f0e97f54fe41dMD51riufcg/226082025-07-24 07:27:17.473oai:dspace.sti.ufcg.edu.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-07-24T10:27:17Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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