Avaliação de Fog Computing para suporte a sistemas de localização interna de equipamentos hospitalares

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Moura Filho, Hélio Cardoso de
Orientador(a): Matos Júnior, Rubens de Souza
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Pós-Graduação em Ciência da Computação
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/19525
Resumo: The traditional method of hospital management is difficult to allocate resources to the entire area in a unified way, which leads to a great redundancy of manpower and waste of resources in this aspect. The Internet of Things (IoT),emerged as a communication paradigm that involves organized systems of computing devices, mechanical and digital devices, objects, living or non-living things that are capable of transferring information without involving interaction human-human or human-machine. In this way, the smart hospital based on IoT systems can provide much more efficient and refined management for people and regions in the hospital area. Hospital automation can be offered by one of two alternatives, either through centralized computing or distributed computing, add that centralized systems are not wanted mainly because when receiving a large amount of data they would have two large drawbacks: high latency and high network usage. However, edge devices generally have less computing power than cloud datacenters, which forces the strategy of inserting an intermediate layer into the system, giving rise to the concept of Fog Computing. Faced with this problem and the results observed through systematic mapping, we decided to propose and analyze an architecture based on Fog Computing to assist in the management of hospital resources, supporting the location of mobile equipment (such as a defibrillator, cardiopulmonary resuscitator, echocardiogram, among others) internally. We simulate two application models (display after storage and display before storage) in three scenarios (Edge, Fog and Cloud Computing), progressively increasing the network load with the increase of devices transmitting data every 1s, 2s, 5s and 10 seconds. Using the iFogSim simulator, it was observed that Model 1 (display after storage), in scenario 2 (Cloud Computing) obtained the best result for application latency. In Model 2 (display before storage), the shortest time presented was scenario 3 (Fog Computing). This work also observed that changing the processing capacity in MIPS of the equipment located in the Fog Computing did not cause significant latency gains.
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spelling Moura Filho, Hélio Cardoso deMatos Júnior, Rubens de Souza2024-07-09T19:35:12Z2024-07-09T19:35:12Z2022-08-29MOURA FILHO, Hélio Cardoso de. Avaliação de Fog Computing para suporte a sistemas de localização interna de equipamentos hospitalares. 2022. 69 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2022.https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/19525The traditional method of hospital management is difficult to allocate resources to the entire area in a unified way, which leads to a great redundancy of manpower and waste of resources in this aspect. The Internet of Things (IoT),emerged as a communication paradigm that involves organized systems of computing devices, mechanical and digital devices, objects, living or non-living things that are capable of transferring information without involving interaction human-human or human-machine. In this way, the smart hospital based on IoT systems can provide much more efficient and refined management for people and regions in the hospital area. Hospital automation can be offered by one of two alternatives, either through centralized computing or distributed computing, add that centralized systems are not wanted mainly because when receiving a large amount of data they would have two large drawbacks: high latency and high network usage. However, edge devices generally have less computing power than cloud datacenters, which forces the strategy of inserting an intermediate layer into the system, giving rise to the concept of Fog Computing. Faced with this problem and the results observed through systematic mapping, we decided to propose and analyze an architecture based on Fog Computing to assist in the management of hospital resources, supporting the location of mobile equipment (such as a defibrillator, cardiopulmonary resuscitator, echocardiogram, among others) internally. We simulate two application models (display after storage and display before storage) in three scenarios (Edge, Fog and Cloud Computing), progressively increasing the network load with the increase of devices transmitting data every 1s, 2s, 5s and 10 seconds. Using the iFogSim simulator, it was observed that Model 1 (display after storage), in scenario 2 (Cloud Computing) obtained the best result for application latency. In Model 2 (display before storage), the shortest time presented was scenario 3 (Fog Computing). This work also observed that changing the processing capacity in MIPS of the equipment located in the Fog Computing did not cause significant latency gains.O método tradicional de gestão hospitalar é difícil de realizar alocação de recursos para toda a área de forma unificada, o que acarreta em uma grande redundância de mão de obra e desperdício de recursos neste aspecto. A Internet das Coisas, ou Internet of Things (IoT), surgiu como um paradigma de comunicação que envolve sistemas organizados de dispositivos de computação, dispositivos mecânicos e digitais, objetos, coisas vivas ou não vivas que são capazes de transferir informações sem envolver interação humano-humano ou homem-máquina. Dessa forma, o hospital inteligente baseado em sistemas IoT pode proporcionar uma gestão muito mais eficiente e refinada para pessoas e regiões da área hospitalar. A automação hospitalar pode ser oferecida por uma das duas alternativas, seja por meio de computação centralizada ou computação distribuída, acrescentam que os sistemas centralizados não são desejados principalmente porque ao receber uma grande quantidade de dados teriam dois grandes inconvenientes: alta latência e alto uso da rede. No entanto, os dispositivos de borda geralmente têm poderes computacionais menores do que os datacenters na nuvem, o que força a estratégia de inserir no sistema uma camada intermediária, dando origem ao conceito de computação em névoa (Fog Computing). Diante dessa problemática e dos resultados observados por meio do mapeamento sistemático, resolvemos propor e analisar uma arquitetura baseada em Fog Computing para auxiliar na gestão de recursos hospitalares dando suporte na localização de equipamentos móveis (como desfibrilador, reanimador cardiopulmonar, ecocardiograma, entre outros) internamente. Simulamos dois modelos de aplicação (display after storage e display before storage) em três cenários (Edge, Fog e Cloud Computing), aumentando progressivamente a carga da rede com o aumento de dispositivos transmitindo dados a cada 1s, 2s, 5s e 10 segundos. Foram observados por meio do simulador iFogSim, que o Modelo 1 (display after storage), no cenário 2 (Cloud Computing) obteve melhor resultado para latência da aplicação. Já no Modelo 2 (display before storage), o menor tempo apresentado foi o cenário 3 (Fog Computing). Este trabalho também observou que alterar a capacidade de processamento em MIPS dos equipamentos localizados na Fog Computing não houve ganhos significativos para a latênciaSão CristóvãoporInternet das coisasHospitais (administração)ComputaçãoSistema de posicionamento internoGerenciamento de equipamentos hospitalaresComputação em névoaInternet of thingsInternet of Things (IoT)Internal positioning systemHospital equipment managementFog computingCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOAvaliação de Fog Computing para suporte a sistemas de localização interna de equipamentos hospitalaresinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPós-Graduação em Ciência da ComputaçãoUniversidade Federal de Sergipe (UFS)reponame:Repositório Institucional da UFSinstname:Universidade Federal de Sergipe (UFS)instacron:UFSinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81475https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/19525/1/license.txt098cbbf65c2c15e1fb2e49c5d306a44cMD51ORIGINALHELIO_CARDOSO_MOURA_FILHO.pdfHELIO_CARDOSO_MOURA_FILHO.pdfapplication/pdf2513599https://ri.ufs.br/jspui/bitstream/riufs/19525/2/HELIO_CARDOSO_MOURA_FILHO.pdfe03bec298b20e1aa29845fa84f555391MD52riufs/195252024-07-09 16:35:17.684oai:oai:ri.ufs.br:repo_01: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Repositório InstitucionalPUBhttps://ri.ufs.br/oai/requestrepositorio@academico.ufs.bropendoar:2024-07-09T19:35:17Repositório Institucional da UFS - Universidade Federal de Sergipe (UFS)false
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