Ferramenta de diagnóstico automatizado para monitoramento da qualidade em redes residenciais
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial UTFPR |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38495 |
Resumo: | The accelerated growth in the number of connected devices in Brazilian households, driven by recent technological and social transformations, has exposed vulnerabilities in residential network infrastructure, particularly during the pandemic period. In this context, this dissertation proposed the development of an automated network diagnostic tool aimed at residential users without advanced technical knowledge. The central objective is to identify, monitor, and recommend corrective actions for both local and Internet connectivity issues. The theoretical framework addressed the principles of local area network (LAN) and wire area network (WAN) operation, IEEE 802.11 standards, quality of services (QoS) and experience (QoE) metrics, domain name server (DNS) tests, and bandwidth measurement tools. The implementation methodology consisted of developing a Python-based application that integrates continuous metric collection modules, statistical analysis, and the generation of interpretable diagnostics through an intuitive web interface. The developed tool performs segmented tests by network layer (LAN, wireless local area network (WLAN), and WAN), stores results in a not only SQL (NoSQL) database, and presents data in real-time, along with technical reports and historical graphs. The system also includes an automated mechanism, which classifies network status according to severity levels and recommends corrective measures. The solution was validated in a real residential environment, where it was possible to identify and mitigate connectivity failures through the tool’s recommendations. The results demonstrated the system’s effectiveness in proactively detecting performance degradation, interpreting technical metrics in an accessible manner, and empowering users to make autonomous decisions. It is concluded that the proposed objectives were fully achieved, with the delivery of a functional, scalable, and technically grounded solution that significantly contributes to the digital empowerment of residential users. This research also paves the way for future applications, such as integration with intelligent assistants, the use of machine learning for fault prediction, and the construction of collaborative databases for large-scale Internet quality assessment. |
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Ferramenta de diagnóstico automatizado para monitoramento da qualidade em redes residenciaisAutomated diagnostic tool for quality monitoring in residential networksAutomação residencialRedes locais de computadores - DiagnósticoConectividade (Computadores) - QualidadePython (Linguagem de programação de computador)Aprendizado do computadorUsuários da InternetAplicações WebHome automationLocal area networks (Computer networks) - DiagnosisConnection machines - QualityPython (Computer program language)Machine learningInternet usersWeb applicationsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAEngenharia ElétricaThe accelerated growth in the number of connected devices in Brazilian households, driven by recent technological and social transformations, has exposed vulnerabilities in residential network infrastructure, particularly during the pandemic period. In this context, this dissertation proposed the development of an automated network diagnostic tool aimed at residential users without advanced technical knowledge. The central objective is to identify, monitor, and recommend corrective actions for both local and Internet connectivity issues. The theoretical framework addressed the principles of local area network (LAN) and wire area network (WAN) operation, IEEE 802.11 standards, quality of services (QoS) and experience (QoE) metrics, domain name server (DNS) tests, and bandwidth measurement tools. The implementation methodology consisted of developing a Python-based application that integrates continuous metric collection modules, statistical analysis, and the generation of interpretable diagnostics through an intuitive web interface. The developed tool performs segmented tests by network layer (LAN, wireless local area network (WLAN), and WAN), stores results in a not only SQL (NoSQL) database, and presents data in real-time, along with technical reports and historical graphs. The system also includes an automated mechanism, which classifies network status according to severity levels and recommends corrective measures. The solution was validated in a real residential environment, where it was possible to identify and mitigate connectivity failures through the tool’s recommendations. The results demonstrated the system’s effectiveness in proactively detecting performance degradation, interpreting technical metrics in an accessible manner, and empowering users to make autonomous decisions. It is concluded that the proposed objectives were fully achieved, with the delivery of a functional, scalable, and technically grounded solution that significantly contributes to the digital empowerment of residential users. This research also paves the way for future applications, such as integration with intelligent assistants, the use of machine learning for fault prediction, and the construction of collaborative databases for large-scale Internet quality assessment.O crescimento acelerado do número de dispositivos conectados em residências brasileiras, impulsionado por transformações tecnológicas e sociais recentes, expôs fragilidades na infraestrutura de redes domésticas, especialmente durante o período de pandemia. Diante deste contexto, esta dissertação propôs o desenvolvimento de uma ferramenta automatizada para diagnóstico de redes, destinada a usuários residenciais sem conhecimentos técnicos avançados. O objetivo central é identificar, monitorar e propor ações corretivas para problemas de conectividade tanto local quanto de acesso à Internet. A fundamentação teórica abordou princípios de funcionamento de redes locais (LAN) e redes de longas distâncias (WAN), padrões IEEE 802.11, conceitos de qualidade do serviço (QoS) e de experiência (QoE), além de ferramentas de diagnóstico de rede, testes em servidores de nome de domínios (DNS) e medidores de largura de banda. A metodologia de implementação consistiu no desenvolvimento de uma aplicação em Python, que integra módulos de coleta contínua de métricas, análise estatística, e geração de diagnósticos interpretáveis através de uma interface web intuitiva. A ferramenta desenvolvida realiza testes segmentados por camadas (LAN, rede local sem fio (WLAN) e WAN), armazena os resultados em banco de dados não apenas SQL (NoSQL), e apresenta os dados em tempo real, bem como em relatórios técnicos e gráficos históricos. O sistema inclui ainda um mecanismo automatizado, que classifica o estado da rede em níveis de criticidade e recomenda medidas corretivas. A validação da solução ocorreu em ambiente residencial real, onde foi possível identificar e mitigar falhas de conectividade através das recomendações emitidas pela ferramenta. Os resultados demonstraram que o sistema é eficaz na detecção proativa de degradações de desempenho, na interpretação de métricas de forma acessível e na capacitação do usuário para tomada de decisão autônoma. Conclui-se que os objetivos propostos foram integralmente atingidos, com a entrega de uma solução funcional, escalável e tecnicamente embasada, que contribui como ferramenta essencial para o usuário residencial. A pesquisa também abre caminhos para aplicações futuras, como a integração com assistentes inteligentes, o uso de aprendizado de máquina para predição de falhas e a formação de bases de dados colaborativas para avaliação da qualidade da Internet em larga escala.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRFonseca, Mauro Sergio Pereirahttps://orcid.org/0000-0003-1604-0915https://lattes.cnpq.br/6534637358360971Fonseca, Anelise Munarettohttps://orcid.org/0000-0002-0182-7128https://lattes.cnpq.br/4992303457891284Carvalho, Fabiano Scriptore dehttps://orcid.org/0000-0002-3413-3974https://lattes.cnpq.br/8228451950278375Fonseca, Mauro Sergio Pereirahttps://orcid.org/0000-0003-1604-0915https://lattes.cnpq.br/6534637358360971Nabhen, Ricardo Cassianohttps://orcid.org/0000-0002-0156-2473http://lattes.cnpq.br/0754858151545338Maia, Diego Fernando2025-09-30T18:38:46Z2025-09-30T18:38:46Z2025-08-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMAIA, Diego Fernando. Ferramenta de diagnóstico automatizado para monitoramento da qualidade em redes residenciais. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38495porhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2025-10-01T06:13:31Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/38495Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2025-10-01T06:13:31Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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