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O trabalho parte de uma pesquisa exploratória apresentando os desafios da concepção de um modelo de sistema computacional escalável e distribuído, aplicado à gestão e qualificação de processos existentes na cadeia do leite, objetivando o auxílio tanto para a indústria quanto ao produto na recepção e produção da matéria-prima. Apresenta ainda um modelo baseado em uma arquitetura cloud-fog-thing, prevendo diferentes tipos de dispositivos finais microcontrolados, de baixo custo e baixa capacidade de processamento, instalados no sistema de ordenha (sala de ordenha e sala de máquinas), compostos por sensores e atuadores, capazes de se comunicar, de forma oportunística, com dispositivos móveis de capacidade intermediária presentes na camada ’fog’, bem como explorando mecanismos de comunicação veicular e de redes tolerantes a atrasos para comunicação nas diferentes camadas. Resultados amparados pela metodologia de estudo de caso, indicam que as tecnologias podem auxiliar os produtores e a indústria de laticínios a produzir seus produtos com qualidade, de acordo com a exigência da legislação em vigor. Estes resultados reforçam o potencial da solução proposta, evidenciando a relevância do estudo de caso com a coleta dos dados, permitindo assim verificar o desempenho da solução em cenários realísticos. Conforme os experimentos realizados em uma propriedade rural e a análise dos dados, o modelo proposto demonstrou ser eficaz e capaz de coletar algumas variáveis da produção de leite e propagar estas informações tanto em propriedades com baixa ou nenhuma conectividade. The work is part of an exploratory research presenting the challenges of designing a scalable and distributed computer system model, applied to the management and qualification of processes existing in the milk chain, aiming at helping both the industry and the product in receiving and producing the milk feedstock. It also presents a model based on a cloud-fog-thing architecture, providing different types of microcontrolled final devices, of low cost and low processing capacity, installed in the milking system (milking room and machine room), composed of sensors and actuators, capable of communicating, in an opportunistic way, with mobile devices of intermediate capacity present in the ’fog’ layer, as well as exploring vehicle communication mechanisms and delay-tolerant networks for communication in the different layers. Results supported by the case study methodology, indicate that the technologies can help producers and the dairy industry to produce their products with quality, in accordance with the requirements of the legislation in force. These results reinforce the potential of the proposed solution, evidencing the relevance of the case study with data collection, thus allowing to verify the solution’s performance in realistic scenarios. According to the experiments carried out on a rural property and the data analysis, the proposed model proved to be effective and capable of collecting some variables of milk production and propagating this information both in properties with low or no connectivity.

Vehicle networks are called VANET, in VANETs data propagation is one of the central themes in the search for efficiency in data transmission. Studies are being conducted to improve the quality of data transmission between vehicles, to investigate vehicle behavior on the road at certain time periods and to predict the best or shortest route, always with the aim of propagating data and strategizing the case. of connection failures. Thus the connection between vehicles is a barrier that can make the network objective impossible, preventing data from reachingits destinationin time to avoid,for example, a collision between automatavehicles. This paper seeks to analyze the topology of vehicular networks in the cities of Cologne, Germany, Madrid and Créteil in France, mapping them as complex networks for each collection time and extracting metric properties from graph theory and complex network ssuch as: Degree Medium, Clustering Coefficient, Betweenness, Closeness, Diameter. The datas set is then applied to Hellinger’s stochastic quantifier to evaluate changes between collection time points. In this sense, the evaluation indicates possible divergences between time periods that may justify potential problems in the network path, as well as the need for structural improvements. This work was based on the methodology that consisted of the followingsteps: I)network definition,II)network treatment,III)network characteristics treatment, IV) visual inspection. The results were numerically and graphically generated to allow the evaluation and behavioral interpretation of the studied networks based on the centrality measures and the stochastic quantifier used in this work CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Redes Veiculares são chamadas de VANET, Vehicular Adhoc Network, em VANETs a propagação de dados é um dos temas centrais na busca da eficiência na transmissão de dados. Estudos vêm sendo realizados para melhorar a qualidade na transmissão de dados entre veículos, investigar o comportamento dos veículos na via em determinados períodos de tempo e prever o melhor caminho ou caminh mais curto,sempre como objetivo de propagar os dados e traçar estratégias para o caso de falhas de conexão. Desta forma, a conexão, entre os veículos é uma barreira que pode inviabilizar o objetivo da rede,considerando as falhas constantes do transito de dados entre emissor e receptor, impedindo que os dados cheguem ao destino em tempo de evitar por exemplo uma colisão entre veículos autômatos. Este trabalho busca, analisar a topologia das redes veiculares das cidades de Colônia na Alemanha, Madrie Créteil na França, mapeando as mesmas como redes complexas para cada tempo de coleta e extraindo propriedades métricas da teoria dos grafos e redes complexas como: Degree Medium, Clustering Coefficient, Betweenness, Closeness, Diameter. Em seguida, é aplicado o conjunto de dados ao quantificador estocástico de Hellinger para avaliar as mudanças entre os instantes de tempo de coleta. Neste sentido, a avaliação indica possíveis divergências entre os instantes de tempo que podem justificar problemas potenciais no percurso da rede, bem como necessidade de melhorias estruturais. Este trabalho baseou-se na metodologia que consistiu nas etapas: I) definição da rede, II) tratamento da rede, III) tratamento das características da rede,IV) inspeção visual. Os resultados foram gerados numericamente e graficamente para permitir a avaliação e interpretação comportamental das redes estudadas com base nas medidas de centralidade e o quantificador estocástico utilizado neste trabalho

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2019-09-05T12:04:25Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ ANDERSON RODRIGUES DE SOUZA - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2018.pdf: 2500209 bytes, checksum: 023c48c73f65a34564046b6507c78047 (MD5) Made available in DSpace on 2019-09-05T12:04:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ ANDERSON RODRIGUES DE SOUZA - DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2018.pdf: 2500209 bytes, checksum: 023c48c73f65a34564046b6507c78047 (MD5) Previous issue date: 2018-08-28 Capes O aumento da utilização de uma rede veicular depende de vários fatores para cumprir os requisitos de transferência dos dados e entrega dos pacotes. Nesse contexto, as redes podem divergir em velocidade dos nós, posicionamento geográfico e variações de ambientes. A escolha de cada parâmetro na simulação é fundamental na obtenção de dados mais precisos e realísticos ao ambiente simulado. O objetivo deste trabalho é analisar o efeito dos parâmetros do ambiente em protocolos de roteamento na comunicação veicular. Inicialmente, foi feito um levantamento sistemático para enfatizar os principais parâmetros utilizados na literatura ao longo dos últimos onze anos em conferências e periódicos. Posteriormente, tendo como base os dados coletados no estudo inicial, foram definidos os softwares e parâmetros de simulação para comparar o desempenho do protocolo de roteamento OLSR (Optimized Link State Routing) e GPSR (Greedy Perimeter Stateless Routing). A partir da coleta dos dados, observou-se que a métrica de taxa de entrega de pacotes proporcionou os melhores resultados no cenário e o protocolo OLSR foi superior ao GPSR na maioria dos cenários. No entanto, o protocolo OLSR apresentou os valores de atraso maiores em comparação com o protocolo GPSR. O protocolo OLSR obteve os maiores valores de sobrecarga, pois tendem a gerar uma alta carga de mensagens de roteamento, e os nós continuamente emitem mensagens, mesmo quando não participam da comunicação. Increasing the usability of a vehicle network depends on several factors to meet the requirements of data transfer and package delivery. In this context, networks may differ in node velocity, geographical positioning and environmental variations. The choice of each parameter in the simulation is fundamental in obtaining more accurate and realistic data to the simulated environment. The objective of this work is to analyze the effect of the environment parameters on routing protocols in vehicular communication. Initially, a systematic survey was made to emphasize the main parameters used in the literature over the last eleven years in conferences and periodicals. Based on the data collected in the initial study, software and simulation parameters were defined to compare the performance of the OLSR (Optimized Link State Routing) and GPSR (Greedy Perimeter Stateless Routing) routing protocols. From the data collection, it was observed that the packet delivery rate metric provided the best results in the scenario and the OLSR protocol was superior to the GPSR in most scenarios. However, the OLSR protocol presented the largest delay values compared to the GPSR protocol. The OLSR protocol obtained the highest values of overhead because they tend to generate a high load of routing messages, and the nodes continuously send messages, even when they do not participate in the communication.

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2018-05-18T13:43:53Z No. of bitstreams: 1 DM_DinisAreias_2017_MEEC.pdf: 5798910 bytes, checksum: 4bd505e7b25566b253528d632612517f (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2018-05-18T13:44:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_DinisAreias_2017_MEEC.pdf: 5798910 bytes, checksum: 4bd505e7b25566b253528d632612517f (MD5) Made available in DSpace on 2018-05-18T13:44:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_DinisAreias_2017_MEEC.pdf: 5798910 bytes, checksum: 4bd505e7b25566b253528d632612517f (MD5) Previous issue date: 2017

CNPQ A implantação de sistemas de transportes inteligentes (Intelligent Transportation System (ITS)) representa um desafio para a comunidade científica e industrial. As melhorias na segurança e eficiência do tráfego de veículos são os principais objetivos de sistemas ITS. Em 2014, acidentes de trânsito foram responsáveis por 32.765 mortes e mais de dois milhões de feridos somente nos Estados Unidos. O Brasil teve resultados piores em 2014: foram 52.226 pessoas mortas em acidentes de trânsito. A Administração Nacional de Segurança em Tráfego de Autoestradas (National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA)) estima que sistemas de comunicações veiculares possam reduzir a ocorrência e severidade de 22 de 37 tipos comuns de acidentes. Assim, comunicações Vehicle-to-Vehicle (V2V) e Vehicle-to-Infrastructure (V2I) podem melhorar a segurança por meio da complementação, ou em alguns casos, provendo alternativas aos equipamentos ativos tradicionais baseados no sensoriamento como radares, Light Detection And Ranging (LIDAR) ou por visão. Sobre a eficiência do tráfego de veículos, sistemas ITS implantados via Vehicular Ad-Hoc Networks (VANETs) irão também contribuir para as melhorias nestes índices por meio de ferramentas de monitoramento de tráfego, rotas dinâmicas e alertas sobre as condições da via. Em algumas localidades, estas características de tráfego variam ao longo de um mesmo dia, portanto, engenheiros ITS e pesquisadores devem estar preparados para este comportamento dinâmico de maneira efetiva enquanto analisam o desempenho do sistema. Por outro lado, uma vez que sistemas ITS dependem de serviços de rede, estudos específicos são necessários para considerar os parâmetros de comunicação e de mobilidade veicular. Este trabalho apresenta um modelo de desempenho que considera parâmetros de mobilidade e comunicação para guiar a tomada de decisões no planejamento e gerência de infraestruturas VANETs. As Redes de Petri Estocásticas (SPN) são o formalismo adotado. A dissertação também adota uma metodologia de avaliação. Para representar o comportamento das estações sem fio, foram empregadas distribuições expolinomiais. Os resultados mostram que o modelo proposto produz resultados que podem auxiliar engenheiros e projetistas a implantar e gerenciar infraestruturas VANETs. The deployment of Intelligent Transportation System (ITS) is a challenge for industry and scientific community. Improvements on safety and vehicular traffic efficiency are the main ITS goals. In 2014, car accidents were responsible for 32,675 deaths and over two million injuries in the United States alone. Brazil had worse results: in 2014, 52,226 people died in car accidents. The National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) estimates that vehicular communications may reduce the severity of 22 of 37 common types of accidents. Thus, V2V and V2I wireless communications may enable improved safety system effectiveness by complementing or, in some instances, providing alternative approaches to the traditional active safety equipment based on autonomous sensing, such as radar, lidar, or vision. Regarding vehicular traffic efficiency, ITS deployed through Vehicular Ad-Hoc Networks (VANETs) will also contribute to improvements in these indices by traffic monitoring tools, dynamic routes, and road condition alerts. In some locations, those traffic characteristics change widely within a single day, therefore, ITS engineers and researchers must deal with that dynamic behavior in an effective manner while analyzing the system performance. On the other hand, once the ITS depends on networking services, specific studies are required to consider the communication parameters along with vehicle mobility. This work presents a performance model that considers both mobility and communication parameters to guide decision-making during the design and management of VANETs infrastructures. The Stochastic Petri Net (SPN) is the adopted formalism. This dissertation also adopts an evaluation methodology. We employed expolynomial distributions to represent the service rates of the wireless stations. Results show that the proposed model provides results that may assist engineers to design and manage VANETs infrastructures.

Financiadora de Estudos e Projetos Vehicular ad-hoc networks (VANETs) are networks capable of establishing communications between vehicles and road-side units. VANETs could be employed in data transmission applications. However, due to vehicle mobility, VANETs present intermittent connectivity, making message transmission a challenging task. Due to the lack of an end-to-end connectivity, messages are forwarded from vehicle to vehicle and stored when it is not possible to retransmit. Additionally, in order to improve delivery probability, messages are replicated and disseminated over the network. However, message replication may cause high network overhead and resource usage. As result, considerable research e_ort has been devoted to develop algorithms for speci_c scenarios: low, moderate and high connectivity. Nevertheless, algorithms projected for scenarios with a speci_c connectivity lack the ability to adapt to situations with zones presenting diferent node density. This lack of adaptation may negatively a_ect the performance in application such as data transmission in cities. This masters project proposes develops a method to automatically adapt message replication routing algorithms to diferent node density scenarios. The proposed method is composed of three phases. The first phase collects data from message retransmission events using a standard routing algorithms. The second phase consists in training a decision tree classifier based on the collected data. Finally, in the third phase the trained classifier is used to determine whether a message should be retransmitted or not based on the local node density. Therefore, the proposed method allows routing algorithms to query the trained classifier to decide if a message should be retransmitted. The proposed method was evaluated with real movement traces in order to improve Spray and Wait and Epidemic routing algorithms. Results indicate that the proposed method may contribute to performance enhancement. As VANETs são redes de veículos com capacidade de estabelecer comunicações sem fio entre veículos e com equipamentos nas estradas. Estas redes poderiam ser usadas para a transferência de dados de diversas aplicações. No entanto, devido á mobilidade dos veículos, as VANETs apresentam conectividade intermitente entre os nós, dificultando a transmissão de mensagens. Ante a impossibilidade de ter conectividade de fim a fim, as mensagens são encaminhadas progressivamente de veículo em veículo, e armazenadas quando não houver a possibilidade de retransmitir. Adicionalmente, para incrementar a probabilidade de entrega, as mensagens são replicadas e disseminadas pela rede. Não obstante, a replicação de mensagens pode gerar alta sobrecarga de rede e alto consumo de recursos. Por causa disto, projetaram-se algoritmos para cenários específicos de: baixa, moderada e alta conectividade. Estes algoritmos, quando aplicados em ambientes de zonas de diferente densidade de nós,como cidades, podem diminuir o seu desempenho pela falta da capacidade de se adaptar a diferentes condições de conectividade. Contudo, neste trabalho foi desenvolvido um método para adaptar o comportamento dos algoritmos de roteamento por replicação de mensagens a diferentes situações de conectividade segundo a densidade das zonas onde se movimentam os nós retransmissores. O método consiste em três fases. Na primeira, são coletados os dados dos eventos de repasse de mensagens utilizando o algoritmo de roteamento padrão. Na segunda fase, utilizam-se os dados coletados para treinar um classificador baseado em _arvores de decisão. Na _ultima fase, o classificador é então empregado para determinar se uma situação de repasse de mensagem _e favorável segundo a densidade de nós. Desta forma, os algoritmos de roteamento podem decidir se repassar ou não uma mensagem com o suporte do classificador. Esta abordagem foi avaliada com traces de movimentos reais, para aprimorar o desempenho dos algoritmos de roteamento Spray and Wait e Epidemic. Os resultados dos experimentos realizados revelam que esta abordagem pode contribuir para o aprimoramento do desempenho.

Vehicular networks have emerged as a particular case of mobile networks and then became a specific field of research in computer networks. They have been the subject of numerous scientific research in recent years, whose main focus is the development of Intelligent Transport System. Furthermore, given that cars are increasingly important in people's lives, smart board software in their cars can substantially improve the quality of life of users. This fact and the significant market demand for more reliability, security and entertainment in vehicles, has led to significant development and support for vehicular networks and their applications. Among these applications we can mention the use of VoIP, however, VoIP applications suffer from problems of delay, packet loss and jitter. These technical challenges are further aggravated when used in wireless networks. One factor that directly influences the use of an application in wireless networks is the routing protocol. Routing is a challenging task due to the high node mobility, the instability of wireless links and the diversity of scenarios. For this reason, several routing protocols have been designed with the goal of solving one or more specific problems of each scenario. However, although there are several proposed solutions to the problem routing in vehicular networks, no general solution was found, in other words, any proposed protocol obtained considerable performance in the various scenarios that exist in vehicular networks. Thus, in this paper, we analyze through simulations the impact of density, of the reach of transmission, the mobility and the type of routing protocol on the performance of a VoIP application in urban and highway scenarios of vehicular networks. As redes veiculares surgiram como um caso particular de redes móveis e passaram a formar um campo específico de pesquisa na área de redes de computadores. Elas têm sido alvo de inúmeras pesquisas científicas nos últimos anos, cujo principal foco é o desenvolvimento do Sistema Inteligente de Transporte. Além disso, dado que os automóveis são cada vez mais importantes na vida das pessoas, embarcar softwares inteligentes em seus carros pode melhorar substancialmente a qualidade de vida dos usuários. Esse fato, somado à significante demanda do mercado por mais confiabilidade, segurança e entretenimento nos veículos, levou ao desenvolvimento e suporte significantes para as redes veiculares e suas aplicações. Dentre estas aplicações pode-se citar a utilização do VoIP. Entretanto, os aplicativos VoIP sofrem com problemas de atraso, perda de pacotes e jitter. Estes desafios técnicos se agravam ainda mais quando utilizado em redes sem fio. Um fator que influencia diretamente a utilização de uma aplicação em redes em fio é o protocolo de roteamento. O roteamento é uma tarefa desafiadora devido à alta mobilidade dos nós, à instabilidade dos enlaces sem-fio e a diversidade de cenários. Por essa razão, diversos protocolos de roteamento foram projetados com o objetivo de solucionar um ou mais problemas específicos de cada cenário. Entretanto, apesar de existirem várias soluções propostas para o problema do roteamento em redes veiculares, nenhuma solução geral foi encontrada, ou seja, nenhum protocolo proposto obteve desempenho considerável nos diversos cenários existentes nas redes veiculares. Sendo assim, nesta dissertação, analisamos através de simulações o impacto da densidade, do alcance de transmissão, da mobilidade e do tipo de protocolo de roteamento no desempenho de uma aplicação VoIP nos cenários urbano e de rodovia em redes veiculares.