Sistema de comunicação de dados sem fio auto adaptativo tipo mesh para cidades inteligentes sem diferenciação do tipo de nó com modelo matemático para rotas e rede privada por dispositivo

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Luz, Paulo Denis Garcez da, 1977-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Redes de sensores sem fio
Cidades inteligentes
Internet das coisas
Roteadores (Redes de computadores)
Transceptores
Wireless sensor networks
Smart cities
Internet of things
Routers
Transceivers
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/9835
Resumo: Orientador: Leandro Tiago Manera
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Para conseguir atingir este objetivo, foi desenvolvido um núcleo matemático capaz de operar rotas através de equações, eliminando, a forma tradicional de consulta em tabela de rotas. Para efetivamente testar este núcleo, foi necessário desenvolver uma rede de dispositivos. O primeiro dispositivo desenvolvido foi o dispositivo de telegestão (DTG) de ativos para iluminação pública. Este dispositivo tem como objetivo ser o gestor do sistema de iluminação pública, podendo ler diversos parâmetros físicos como tensão e corrente da lâmpada, e o estado dos equipamentos envolvidos na iluminação, afim de monitorar todos os possíveis defeitos dos equipamentos da iluminação. Após a criação da concepção deste DTG, foi desenvolvido todo um protocolo de comunicação denominado (M4IoT), para suportar o sistema de rotas matemáticas, a aplicação de iluminação pública e futuras aplicações. Neste ponto, foi criado o conceito de Virtual Private Device Network (VPDN). Após o protocolo, foi desenvolvido um gateway (G4IoT) para a rede, que fez o interfaceamento entre os dispositivos e o banco de dados (BD4IoT) da rede, que necessitou ser criado para ser o elo de ligação dos DTGs com o software de gestão. Toda essa estrutura foi definida em um depósito de patente. Após este depósito, o trabalho continuou evoluindo a rede, que recebeu o nome XMesh. O próximo passo no desenvolvimento foi a criação do módulo da rede (rádio) que iria executar a camada (N4IoT). Após essa etapa, foi iniciado o desenvolvimento do segundo dispositivo de rede, o sistema semafórico, este desenvolvimento culminou em uma dissertação de mestrado que mostra todo o desenvolvimento e estudo do sistema semafórico IoT para cidades inteligentes e contempla a capacidade de criação efetiva da onda verde. Neste ponto, foram publicados alguns artigos tanto em congresso como em revista. Devido à grande quantidade de nós na rede, foi necessária a criação de um sistema inovador de upgrade de firmware em rede chamado de ANFUOTA, devido a necessidade de atualização de diversos dispositivos de forma simultânea em rede. Em função desta tese, a rede XMesh possui um piloto funcional no projeto Smart Campus da Unicamp, contendo os dispositivos de telegestão de iluminação pública. O resultado desta tese possibilita um aumento significativo da quantidade de nós em uma RSSF. Atualmente, este tipo de rede comporta, aproximadamente, 250 nós de rede para cada gateway. Com a adição do modelo matemático de rotas, a quantidade teórica de pontos fica infinita para cada gateway, porém para fins práticos, devido a latência de rede, uma rede de até 10000 nós para cada gateway é exequívelAbstract: The work developed in this doctoral thesis was to eliminate the main inherent limitation of WSN; making it possible, through a mathematical nucleus for routes, to expand the capacity of WPAN to WMAN networks. In order to achieve this goal, a mathematical nucleus capable of operating routes through equations was developed, thus eliminating the traditional way of querying the route table. To effectively test this core, it was necessary to develop a network of devices. The first device developed was the asset management device (AMD) for public lighting. This device aims to be the manager of the public lighting system, being able to read several physical parameters such as voltage and current of the lamp, and the state of the equipment involved in the lighting, in order to monitor all possible defects in the lighting equipment. After creating the design of this AMD, an entire communication protocol called M4IoT was developed to support the mathematical route system, the application of public lighting and future applications. At this point, the concept of Virtual Private Device Network (VPDN) was created. After the protocol, a Gateway (G4IoT) was developed for the network, which made the interface between the devices and the network database (BD4IoT), which needed to be created to be the link between the AMDs and the management software. This entire structure was defined in a patente deposit. After this deposit, the work continued to evolve the network, which received the name XMesh. The next step in the development was the creation of the network module (radio) that would execute the N4IoT layer. After this stage, the development of the second network device, the traffic light system, started. This development culminated in a master's thesis that shows the entire development and study of the traffic light IoT system for smart cities and contemplates the ability to effectively create the green wave. At this point, some articles were published both in congress and in a magazine. Due to the large number of nodes in the network, it was necessary to create an innovative network firmware upgrade system called ANFUOTA, due to the need to update several devices simultaneously in a network. Due to this thesis, the XMesh network has a functional pilot in Unicamp's Smart Campus project, containing public lighting remote management devices. The result of this thesis allows a significant increase in the number of nodes in an WSN. Currently, this type of network has approximately 250 network nodes for each gateway. With the addition of the mathematical model of routes, the theoretical amount of points is infinite for each gateway, but for practical purposes, due to network latency, a network of up to 10,000 nodes for each gateway is feasibleDoutoradoEletrônica, Microeletrônica e OptoeletrônicaDoutor em Engenharia ElétricaCAPES001CNPQ[s.n.]Manêra, Leandro Tiago, 1977-Campos, Marcel VelosoMorais, Flávio José de OliveiraFerreira, Elnatan ChagasBarros, Tárcio André dos SantosUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASLuz, Paulo Denis Garcez da, 1977-20212021-01-28T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (189 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/9835LUZ, Paulo Denis Garcez da. Sistema de comunicação de dados sem fio auto adaptativo tipo mesh para cidades inteligentes sem diferenciação do tipo de nó com modelo matemático para rotas e rede privada por dispositivo. 2021. 1 recurso online (189 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: 20.500.12733/9835. Acesso em: 29 set. 2025.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1274373https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1274373porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2025-07-17T12:24:52Zoai::1274373Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2025-07-17T12:24:52Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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