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A finalidade do projeto OnTRACK é a promoção de comportamentos efetivos de atividade física (AF) em doentes com Doença Pulmonar Obstrutiva Crónica (DPOC), acompanhados por um profissional de saúde, para que tenham uma melhor qualidade de vida, reduzindo a progressão da doença. O OnTRACK irá dar resposta a este desafio através do desenvolvimento, avaliação e disseminação de uma plataforma mHealth inovadora de treino personalizado, que considera as preferências e fatores contextuais de cada indivíduo. A plataforma irá ser constituída por uma aplicação web, apenas para os profissionais de saúde, e uma aplicação móvel que será de uso exclusivo para os doentes com DPOC. Esta plataforma procura focar-se nas necessidades deste tipo de população e pretende que tenham um acompanhamento mais personalizado e acompanhado por profissionais de saúde. A aplicação móvel foi desenvolvida com recurso a tecnologias nativas, para Android, incorporando as mais recentes boas práticas, ferramentas, bibliotecas e arquitetura. Já a aplicação web é uma single page application, foi desenvolvida em Angular e otimizada para lidar ao máximo com um volume de dados considerável, com uma futura ambição de funcionar em modo offline. Os testes de usabilidade demostram que, mais de 60% dos utilizadores consideraram a aplicação web foi fácil de se usar e de aprender manifestando-se confiantes no seu manuseio. O mesmo acontece na aplicação móvel, com mais de 60% dos utilizadores a referirem que outras pessoas aprenderiam facilmente a usar esta aplicação, que gostariam de usar com frequência, que as funcionalidades estão bem integradas e que a aplicação foi fácil de utilizar. No entanto, ambas as aplicações ainda carecem de melhorias em certos pontos para se tornarem líderes.

Mestrado em IPB-ESTG Desde o seculo XVIII que a indústria não tem parado de evoluir e de se reinventar de modo a acompanhar os avanços tecnológicos. Na atualidade a inovação tecnológica avança a um ritmo nunca visto, levando assim a tecnologia para a 4ª Revolução Industrial. A indústria 4.0 é um conceito cada vez mais popular que traz novas formas e conceitos como por exemplo, a interoperabilidade de sistemas. Surgem novas inovações tecnologias de comunicação que permitem a unificação das formas de comunicar entre sistemas e plataformas diferentes. Neste sentido, o âmbito deste projeto teve como objetivo a implementação de um sistema de monotorização dos dados operacionais dos equipamentos instalados na Pedreira Oliveira Rodrigues. A pedreira é constituída por dois complexos industriais distintos, no complexo 1 encontram-se as etapas finais do processamento do granito para venda ao consumidor. No complexo 2 executasse a primeira etapa do processamento do granito extraído a céu aberto, onde os blocos de granito são convertidos em blocos de menores dimensões para serem processados no complexo industrial 1. Na pedreira foi instalado um sistema de monitorização de dados nos equipamentos (Stonecut, Stonecut45mil, Minorça, Lousada e Monofio), instalados no complexo industrial 1 e 2. Para a implementação do sistema, foi necessário analisar as tecnologias existentes no mercado, face às necessidades da pedreira selecionando a mais adequada à realidade da pedreira. O sistema implementado permite monitorizar em tempo real e armazenar os dados operacionais criando um histórico de consulta. Since the XVIII century, the industry never stopped evolving and reinventing in order to stay updated with the technological advancements. Currently, the pace at which the technology advances has never been seen before, promoting the technology to the 4th Industrial Revolution. The industry 4.0 is an increasingly popular concept that brings new forms and concepts such as the interoperability of systems. More specifically, the rise of communication technologies permits the unification of communication ways between different platforms and systems. In this context, the current project aims to implement a monitoring system of operational data related to the equipment installed in the Oliveira Rodrigues quarry. This latter consists of two distinct facilities. The first one is responsible for the processing and exhaustion of the final product to be sold to the consumer. On the other hand, the second facility is responsible for the first step of processing the extracted granite in the open, where smaller granite blocks are generated from the bigger ones. In this quarry, a monitoring system was installed to collect data regarding the equipment (Stonecut, Stonecut45mil, Minorça, Lousada and Monofio) installed in both facilities. To implement the system, it was necessary to analyze the technologies available in the market, taking into account the needs of the quarry which allowed the election of the most suitable technology. The implemented system permits the real-time monitoring and storage of the operational data creating a history log.

Over recent years a sharp growth in the concept of Internet of Things (IoT) has been observed as an infrastructure to effectively monitor and manage the studied environment. The modernisation of production chains, in particular Industry 4.0, was crucial to the popularization of the so-called “Intelligent Monitoring Systems”. However, until recently, IoT devices were limited by computational capability, mainly by factors such as limited bandwidth and communication without a high degree of reliability. Based on this premise, this paper proposes a system for monitoring Smart Campus applications based on IoT protocols. This system will have as main objectives to support the deployment of new sensors and actuators and to monitor the performance of applications. The network archi tecture considered in this paper provides reliability through the use of diversity techniques at physical and data link layers and it performs the persistence of information based on time series. Through this system, information on the currently running applications and on the quality of the data links and the wireless network’s overload level can be collected, in order to help planning for the network infrastructure evolution and the incorporation of new devices and applications. To validate the proposed architecture, an experiment was performed and a IEEE 802.15.4g network was deployed in an University Campus. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Nos últimos anos vem-se observando um crescimento acentuado do conceito de Internet das Coisas (IoT) como uma infraestrutura para monitorar e gerenciar com eficiência o am biente estudado. A modernização das cadeias de produção, em especial a indústria 4.0, foi determinante para a popularização dos chamados “sistemas de monitoramento inteligen tes”. No entanto, até recentemente, os dispositivos IoT eram limitados pela capacidade computacional, especialmente por fatores como largura de banda limitada e comunicação sem alto grau de confiabilidade. Tomando-se por base essa premissa, este trabalho propõe a concepção de uma arquitetura e um sistema para monitoramento de aplicações de Cam pus Inteligente baseado em protocolos de IoT. Esse sistema tem como principais objetivos dar suporte à implantação de novos sensores e atuadores, além de realizar o monitora mento do desempenho das aplicações. A arquitetura de rede considerada neste trabalho provê confiabilidade por meio do uso de técnicas de diversidade em nível de camada física e enlace e realiza a persistência de informações baseado em um banco de dados séries temporais. Por meio desse sistema, informações podem ser coletadas sobre as aplicações atualmente em execução e sobre a qualidade dos enlaces e nível de sobrecarga da rede sem fio, de modo a ajudar no planejamento para evolução da infraestrutura de rede e incorporação de novos dispositivos e aplicações. Como forma de validação da arquitetura proposta, foi realizado um experimento e uma rede baseada no padrão IEEE 802.15.4g foi implantada em um Campus Universitário.

A recolha automática dos dados de produção tem um impacto significativo no desenvolvimento de um sector industrial, uma vez que permite colocar os recursos humanos a desempenhar funções com maior valor acrescentado, passando as tarefas rotineiras a ser executadas por sistemas automáticos. Por outro lado, a digitalização e a automatização do processo industrial deve-se focar em melhorar o desempenho da unidade industrial, auxiliando os colaboradores no desempenho das suas funções. Este estágio foi realizado na Primus Vitoria, na unidade industrial da Taboeira. Atualmente os dados de produção são registados no sistema de gestão manualmente. O objetivo deste trabalho é desenvolver e implementar, uma solução que permita recolher estes dados de produção automaticamente, para que estes possam ser inseridos no sistema de gestão já existente na empresa. Neste trabalho foi desenvolvida uma placa eletrónica, designada por PMCB_I, para comunicar com os equipamentos do processo produtivo, de forma a obter e centralizar os dados de produção. Foi feita uma versão ECAD desta placa e foram produzidas 15 unidades, numa empresa especializada no fabrico de placas de circuito impresso. A PMCB_I utiliza um microcontrolador ESP32 e possui Ethernet, USB, RS232, RS485, entradas analógicas, entradas e saídas digitais 24V com isolamento galvânico. Na comunicação com os equipamentos do processo produtivo e na centralização dos dados de produção foram utilizados os protocolos TCP/IP, DHCP, mDNS, MQTT, ProfiBUS, HostLink, e foi descodificado o protocolo de comunicação USB com os autómatos mais recentes da OMRON. Na centralização dos dados de produção foi utilizado um Raspberry Pi 4B com o Node-Red. Esta ferramenta foi utilizada para desenvolver o programa de comunicação com as PCBM_I, para o armazenamento dos dados no MySQL e para gerar a interface gráfica, para a unidade industrial da Taboeira. A interface gráfica desenvolvida, além de auxiliar os colaboradores, permite visualizar o histórico do desempenho da unidade industrial, e o mesmo em tempo real. The automatic collection of production data has a significant impact on the development of an industrial sector, as it allows human resources to perform functions with greater added value, replacing routine tasks with automatic systems. On the other hand, the digitalization and automation of the industrial process should focus on improving the performance of the industrial unit, helping employees in carrying out their duties. This internship was held at Primus Vitoria, in the Taboeira industrial unit. Currently, the production data is recorded manually in the management system. The objective of this work is to develop and implement a solution that allows the automatic collection of production data, so that it can be inserted into the management system, which already exists in the company. In this work, an electronic board called PMCB_I was developed to communicate with the equipment of the production process, to obtain and centralize production data. An ECAD version of this board was made, and 15 units were produced in a company specialized in the manufacture of printed circuit boards. The PMCB_I uses an ESP32 microcontroller, has Ethernet, USB, RS232, RS485, analog inputs, 24V digital inputs and outputs with galvanic isolation. The TCP/IP, DHCP, mDNS, MQTT, ProfiBUS, HostLink protocols were used to communicate with the equipment in the production process and to centralize production data. The USB communication protocol of the latest OMRON PLCs was decoded. A Raspberry Pi 4B with Node-Red was used to centralize production data. This software was used to develop the communication program with PCBM_I, to store data in MySQL and to generate the graphical interface, for the industrial unit of Taboeira. The graphical interface developed, in addition to helping employees, allows viewing in real-time the performance history of the industrial unit. Mestrado em Engenharia de Automação Industrial

Dissertação de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica Submitted by Isabel Melo (imelo@sa.isel.pt) on 2021-09-30T11:05:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao.pdf: 7577821 bytes, checksum: f9ae918faed319d49f59d5492ef647e1 (MD5) Made available in DSpace on 2021-09-30T11:05:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao.pdf: 7577821 bytes, checksum: f9ae918faed319d49f59d5492ef647e1 (MD5) Previous issue date: 2021-04 info:eu-repo/semantics/publishedVersion

A transformação digital é um termo cada vez mais abordado no aperfeiçoamento da produção na indústria de manufactura, e no aumento do desempenho e rendimento na elaboração dos produtos, pois hoje em dia é um termo que representa impulsionamento das receitas e está directamente relacionado com competitividade das empresas no mercado, graças aos avanços tecnológicos que proporciona. A implementação deste termo em inúmeros tipos de empresas advém do surgimento da Indústria 4.0 que permitiu apresentar ao mundo tecnologias que iriam revolucionar não só o mundo indústria e também marcar a rotina do ser humano, de modo permanente com as suas inovações. No entanto, estas tecnologias continuam a evoluir e a diversificar-se para serem adaptadas a casos específicos, de modo a alcançar melhores resultados e minimizar ao máximo os distúrbios e contrariedades que se verificam na rotina da manufactura. Deste progresso sucessivo surgiu um novo conceito de tecnologias na indústria denominado Internet of Things, um conceito cuja definição e capacidades ainda se encontram em evolução, e cujos limites ainda estão por averiguar. Neste relatório de projecto foi usado esta nova tecnologia em desenvolvimento para criar uma ferramenta que permite a monitorização de produção. Esta ferramenta foi concebida com o intuito de ser de baixo custo, usando um sensor para a aquisição de dados e um dispositivo equipado com a tecnologia Internet of Things, Raspberry Pi, para processar os dados. Para efectuar as várias conexões entre o dispositivo e o Bosch IoT Suite, foi utilizado o aplicativo Node-Red, que utiliza como protocolo de comunicação o MQTT. Para terminar, como plataforma IoT foram subscritos os serviços disponibilizados pelo Bosch IoT Suite. Digital Transformation is a term that has been increasingly addressed in the improvement of production on the manufacturing industry, performance increase and efficiency during the products elaboration, since nowadays, it’s a term that stimulate revenues and is directly related to the competitiveness of the companies on the market, due to the technological advances provided. The implementation based on this term in innumerable sorts of enterprises came from the emergence of the 4.0 Industry, which enabled the delivery of technologies that would revolutionize not only the industry world, but also would leave a permanent impact on the human routine, worldwide, with these new inovations. However, these technologies continue evolving and being diversified in order to be adapted on more specific fields so it is possible to reach better results and reduce all kinds of frequent disturbances along with setbacks on the manufacturing routine. From this continuous progress a new industry technology concept emerged, the Internet of Things, a concept whose definition and capacities are still poorly defined, and whose limits are yet to be found. On this project report this upcoming technology is used to develop and create a tool that enables production monitoring. This tool was conceived with the purpose of being low-cost, employing a sensor for the collection of data, a device equiped with the Internet of Things technology, which is a Raspberry Pi with the purpose to process and edit the data. To establish the conections between the device and Bosch IoT Suite, Node-Red was the application employed, which is equipped with MQTT communication protocol. In conclusion, as a IoT Platform, all the used subscribed services are provided from Bosch IoT Suite. Mestrado em Engenharia Mecânica

Um sistema Internet of Things (IoT) tem um largo leque de aplicações e de ambientes de utilização, isto é, desde uma rede doméstica a uma rede industrial, ou desde uma rede com alguns dispositivos IoT a uma rede com milhares de dispositivos IoT. Os dispositivos que estão presentes nos sistemas IoT podem ter características diversas, por exemplo, diferentes versões de sistemas operativos instalados e diferentes capacidades e recursos disponíveis. Em suma, um sistema IoT pode apresentar um elevando nível de heterogeneidade. De forma a facilitar e a normalizar a operação dos sistemas IoT, existem vários tipos de standards e de protocolos que podem ser utilizados, tais como, o Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), que não é específico para um sistema IoT mas que pela sua simplicidade é bastante utilizado, e a sua variante segura o Message Queuing Telemetry Transport over TLS (MQTTS). As utilizações do MQTT e do MQTTS facilitam a uniformização e a comunicação entre os vários dispositivos IoT. Estes sistemas IoT, são compostos por vários dispositivos IoT. Estes caracterizam-se por terem fracos recursos de hardware, nomeadamente ao nível da capacidade de memória Random-Access Memory (RAM) ou Read-Only Memory (ROM), de processamento e de armazenamento em disco. Estes dispositivos estão frequentemente expostos a ambientes exteriores e, por isso, estão mais vulneráveis a ataques à sua integridade e disponibilidade, bem como, à informação por si recolhida e transmitida. A monitorização do tráfego e a deteção das anomalias podem dar um forte contributo para a mitigação destas ameaças, podendo ser efetuadas através de soluções do tipo Intrusion Detection System (IDS). Estas soluções são caracterizadas por causar um baixo impacto no desempenho dos sistemas IoT e, por isso, representam uma solução interessante de integração neste tipo de sistemas. No entanto, é essencial que os sistemas de IDS tenham na sua base de dados interna as especificações, as regras e os comportamentos necessários para analisar o tráfego que flui num sistema IoT. É neste âmbito que se enquadra este trabalho, nomeadamente na análise, na caracterização e na avaliação das especificações do tráfego gerado pelos aplicativos MQTT e MQTTS, tendo-se determinado os Information Elements (IE) mais relevantes a considerado e criado um cenário de testes capaz de capturar esses IE. Posteriormente, esses IE foram analisados com o intuito de caracterizar de forma generalista o tráfego MQTT e o tráfego MQTTS.

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma solução de controlo automático da iluminação e de equipamentos de climatização, com base na localização indoor dos trabalhadores de uma empresa, assim como o controlo das suas presenças. O principal objetivo é desligar os sistemas de iluminação e climatização em zonas onde não se encontre ninguém, de forma a reduzir os custos energéticos. Para a localização dos utilizadores é apresentada uma solução que usa um algoritmo de triangulação baseado na deteção de ondas de rádio, mais concretamente o protocolo de comunicação WiFi. O sistema é constituído por um conjunto de recetores WiFi que detetam dispositivos emissores, que se encontram na posse dos utilizadores, e realizam medições da força do sinal desses dispositivos. Além dos recetores, é usado um controlador que calcula as posições dos diversos utilizadores. A atuação dos sistemas de iluminação e climatização é simulada numa aplicação WEB. Em zonas especificas das instalações, foi implementado o controlo do sistema luminoso, através do envio, por MQTT, das ordens de atuação a um sistema de controlo de iluminação, externo ao projeto. Para além disso, é proposto a criação de um sistema de controlo de acessos a zonas restritas através de reconhecimento facial, usando a biblioteca de visão OpenCV e um Raspberry Pi 3B. Um utilizador que demonstre a intenção de entrar numa destas zonas terá de se posicionar em frente a uma câmara e consoante o seu estatuto de autorizado ou não autorizado, o acesso a essa zona será, ou não, concedido através de uma porta de atuação elétrica. Para o treino das faces a detetar foi criada uma interface gráfica, programada em C, em ambiente Linux. No que toca ao controlo de presenças é apresentada uma solução automática de controlo baseada na deteção dos dispositivos emissores do sistema de localização. Nos diversos sistemas do projeto é usado um protocolo de comunicação, baseado no protocolo TCP-IP, especialmente desenvolvido para a vertente IoT, nomeadamente o protocolo MQTT. É também usado o protocolo de comunicação HTTP e WiFi. Para além disso, é usada uma ferramenta de desenvolvimento, denominada Node-Red, para dar suporte à programação de diversas tarefas dos sistemas do projeto. É apresentada uma solução de monitorização e controlo através de uma aplicação WEB, capaz de monitorizar o estado de todos os sistemas do projeto assim como controlar esses mesmo sistemas à distância, como por exemplo, monitorizar a posição dos diversos utilizadores num mapa virtual, controlo manual da iluminação, consulta de históricos de presenças, entre outros. The goal of this project is to develop an automatic lighting system and air conditioning control solution, based on an indoor location system to detect the position of people inside a building and, a presences control solution. The main goal is to turn off the lighting and air conditioning systems in areas where nobody is present, in order to reduce the energy costs. To locate people inside a building it is presented a solution which uses a triangulation algorithm based on RSSI measures, using WiFi. The system is composed by several WiFi receptors which detect emitting devices, in the possession of the users of the building. The WiFi receptors make RSSI measurements to the emitting devices, continuously. The position of each user is calculated by the Master device of the system. The actuation of the lighting and air conditioning systems are simulated in a Web application. In specific areas, the actuation of the lighting system was actually implemented. This was achieved throw the comunication with an external control system. The comunication is implemented using MQTT and, the orders or actuation are sent to the external system. Furthermore, is proposed to create an access control system to restricted areas, using facial recognition utilities of OpenCV Libraries implemented on a Raspberry Pi 3B. In order to train the system to detect multiple faces, was developed an application with a graphical interface, programmed in C, in a Linux environment. Regarding the presences control, is presented an automatic control solution based on the detection of each emitting device of each user. In this project, different communication protocols are used, such as MQTT, HTTP and WiFi. As a support application, is used an application developed using Node-Red, which helps the different systems in several tasks. Finally, is presented a Web application able to monitor and control the systems regarding this project. Some examples of the functionalities of this application are: Monitoring the position of each user in a virtual map, manual lighting system control and, consultation of presences history. Mestrado em Engenharia Mecânica

A deteção automática do fim de etapas do processo produtivo e consequente registo nos bancos de dados e programas de planeamento de recursos é essencial para as empresas manterem um registo fiável do fluxo dos seus produtos, desde a sua conceção até serem expedidos para venda. Nos sistemas legacy atualmente implementados no chão de fábrica de muitas empresas é difícil obter esta informação, pois possuem programas fechados, difíceis de integrar com programas mais recentes, o que dificulta a automatização dos registos, sendo necessário recorrer a recursos humanos para os efetuar manualmente, aumentando os tempos de ciclo e a possibilidade de erros. Neste contexto, três células de montagem de autoclismos da OLI - Sistemas Sanitários S.A. foram objeto de estudo deste estágio, onde tais problemas existem. O sistema proposto deteta o fim do processo de paletização de autoclismos recorrendo à rede PROFIBUS (Process Field Bus) do PLC (Programmable Logic Controller) ligado ao controlador do robot paletizador, encarregando-se depois de atualizar a respetiva ordem de fabrico (OF) de forma automática na base de dados, em oposição ao processo manual atualmente em vigor. Dentro da temática da Indústria 4.0, objetivou-se um sistema que transmitisse dados entre unidades de processamento através da rede da empresa, utilizando o protocolo MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), e cujos programas foram desenvolvidos em ferramentas de programação e sistemas operativos open source, como a Arduino IDE, Node-Red e distribuições Linux (Debian). Utilizaram-se equipamentos de baixo custo e consumo, como o microcontrolador ESP32, que constitui o módulo IoT (Internet of Things) que interage unidirecionalmente com a rede PROFIBUS, e um Raspberry Pi que serve de servidor local responsável por receber informação do ESP32 e realizar as actualizações necessárias no banco de dados consoante esta. Tecnologias de rastreabilidade de código de barras, fortemente já implementadas na empresa, foram utilizadas para identicação da OF a atualizar, bem como do seu produto associado. Adicionalmente, uma interface gráfica baseada em linguagens web (utilizando as frameworks Bootstrap Vue e JavaScript Vue) foi desenvolvida para visualização em tempo real de toda a informação desta fase de montagem do processo produtivo An automatic detection of the end of steps concerning the manufacturing process and its subsequent registration on databases and resource planning softwares is essential for companies to keep a reliable history of their products' flow, since their inception until their expedition for sale. Nowadays, in the legacy systems implemented on the shop floor of many companies it is di cult to access this information, due to their closed softwares which are hard to integrate with more modern ones. This hinders the automatization of the registration process, often needing human resources to manually perform it, increasing lead times and the susceptibility to error. As such, three assembly lines of toilet flush systems on OLI-Sistemas Sanitários S.A. were the study object of this intership's report, where such problems exist. The proposed system detects the end of the palletization process of toilet flush systems, using information from the PROFIBUS (Process Field Bus) network of the PLC (Programmable Logic Controller) connected to the palletizer's controller and automatically updates its respective manufacturing order (MO) on the database, replacing the current manual registration process. Within the topic of Industry 4.0, the aim was to develop a system where the data circulates between data processing units through the company's network using the MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protocol and whose programs are based on open source programming tools and operative systems like Arduino IDE, Node-Red and Linux distributions (Debian). Low cost and power equipments were used, like the microcontoller ESP32, which constitutes the IoT (Internet of Things) module that unidirectionally interacts with the PROFIBUS network and the Raspberry Pi, which serves as a local server that receives information from the ESP32 and interacts with the database accordingly and as necessary. Barcode traceability technologies, widely adopted throughout the company, were used to identify the MO to update, as well as its associated product. Additionally, a graphical interface based on web languages (using Bootstrap Vue and JavaScript Vue frameworks) was developed to show all this information related to the assembly step of the manufacturing process Mestrado em Engenharia Mecânica

Devido aos avanços tecnológicos ocorridos nos sensores e nos seus controladores, estes têm atualmente mais e melhores características como capacidade de processamento, não serem cablados e o próprio custo. A sua utilização traz benefícios como, por exemplo, o aumento da eficiência da produção ou redução de emissões CO2. Ao assimilar estes benefícios, as empresas utilizam-nos em elevadas quantidades e disperses por uma grande área. Neste projeto de dissertação, foi desenvolvida uma ferramenta que procura direcionar os desafios de deployment em massa – configuração inicial, atualização de firmware e de software e ainda verificação do estado atual do dispositivo ou do agregado de sensores. A ferramenta foi ainda desenvolvida tendo em consideração ser low-cost e recorrendo a software Open-Source do working group Eclipse IoT – neste caso utilizando os serviços Bosch IoT Hub, Bosch IoT Things e Bosch IoT Rollouts (todos serviços da Bosch IoT Suite) – e o Node-RED para conectar os dispositivos, as APIs e a aplicação desenvolvida. Foram ainda utilizados como Internet of Thing Devices o Raspberry Pi e o ESP8266, utilizando protocolos de comunicação MQTT e HTTP. Due to technological advances in sensors and their controllers, they currently have more and better features such as processing capacity, not being wired and the cost itself. Its use brings benefits such as, for example, increasing production efficiency or reducing CO2 emissions. By assimilating these benefits, companies use them in large quantities and spread over a large area. In this dissertation project, a tool was developed that seeks to address the challenges of mass deployment - initial configuration, firmware and software update and also verification of the current state of the device or sensor aggregate. The tool was also developed considering low cost and using Open-Source software from the working group Eclipse IoT - in this case using the services Bosch IoT Hub, Bosch IoT Things and Bosch IoT Rollouts (all services from Bosch IoT Suite) - and Node-RED to connect devices, APIs and the developed application. Raspberry Pi and ESP8266 were also used as Internet of Thing Devices, using MQTT and HTTP communication protocols Mestrado em Engenharia Mecânica

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Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2020-12-14T10:22:49Z No. of bitstreams: 1 DM_AndreMakrilou_2020_MEEC.pdf: 20964663 bytes, checksum: 816fb9ae00306ff499394501e90e5d09 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2020-12-14T10:23:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_AndreMakrilou_2020_MEEC.pdf: 20964663 bytes, checksum: 816fb9ae00306ff499394501e90e5d09 (MD5) Made available in DSpace on 2020-12-14T10:23:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_AndreMakrilou_2020_MEEC.pdf: 20964663 bytes, checksum: 816fb9ae00306ff499394501e90e5d09 (MD5) Previous issue date: 2020

Neste estudo é documentado um conjunto de testes que visam verificar a viabilidade da implementação do protocolo IP utilizando um rádio nRF24L01+. O protocolo IP é a base de comunicação adotada pela Internet e pela grande maioria dos computadores. Com base nisso faz todo o sentido trazer o IP até aos dispositivos com pouco recursos, por exemplo: rede se sensores que já são parte integrante da Internet das coisas, possam enviar e receber dados através do mesmo, possibilitando assim a utilização de outros protocolos mais sofisticados como o MQTT. O estudo apresentado na dissertação é, de alguma forma, pioneiro já que o levantamento do estado da arte indicou que, dos vários projetos de investigação analisados, que recorrem ao nRF24L01+ para assegurar as comunicações rádio, nenhum deles tentou usar o protocolo da Internet ou sequer avaliar essa possibilidade De forma a avaliar a viabilidade do uso do protocolo da Internet em dispositivos que incluam o rádio nRF24L01+ no mundo real (e não em ambiente simulado), foram desenvolvidos módulos que incluem um nRF24L01+ ligado a um Arduino Nano, e as bibliotecas de software do autor TMRh20, disponibilizadas sob o formato de código aberto e com licenciamento GPL-2.0. Os módulos foram alvo de testes de fiabilidade, robustez na comunicação e capacidade máxima de comunicar à distância sem fios e foi implementada uma arquitetura que simula uma implementação real utilizada no contexto da Internet das Coisas, fazendo uso das mais recentes tecnologias como MQTT, Node-RED, InfluxDB e Grafana. Toda a estrutura serviu para criar um ambiente que gerasse dados intensivamente, dados esses que foram registados temporalmente para que fosse possível obter respostas sobre tempos de latência, falhas ou duplicações no envio de mensagens. Durante o processo foram analisadas diferentes formas de alimentar o rádio nRF24L01+ e conseguiu-se apurar a melhor forma de tirar o máximo partido do mesmo, garantido assim uma maior estabilidade na comunicação. Em análise, os testes comprovaram ser possível utilizar IP numa configuração nRF sem perdas de potência, mantendo os níveis de consumo e distâncias equivalentes a uma comunicação sem IP, com as vantagens de ser possível implementar um rede em Malha a enviar e receber mensagens via MQTT, sendo que a única desvantagem encontrada é a dos cerca de 16kb que o firmware requer de memoria flash e o consumo de memoria a rondar os 68% no caso do Arduino Uno/Nano

Made available in DSpace on 2020-12-12T02:35:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2019-10-01 Industry 4.0 is a new concept representing the evolution of the current production systems through the convergence of new technologies of industrial automation and information systems. The Industrial Internet of Things (IIoT) stands out for the communication among equipment and systems, offering to users a variety of useful information for the management of improvement of production systems. This paper presents the development of a wireless gateway for IIoT applications. This IIoT gateway is based on open source solutions and enables the programming, network communication and supervision of the industrial equipment. The communication protocols supported by the gateway are: Modbus TCP/IP, MQTT and CoAP for connection between the remote modules and the gateway and HTTP using the REST standard with JSON format for external communication with the gateway. An innovation and differential of the gateway was adding the OpenPLC project in order to enable the programming and automation of industrial processes according to the IEC 61131-3. In addition, the gateway stores process information and makes it available online and accessible in real-time to any point connected to the network and/or the Internet. Several operation tests performed validated the development and demonstrated the efficacy of the gateway. Unesp - Universidade Estadual Paulista SENAI - Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Unesp - Universidade Estadual Paulista

A Internet das Coisas é formada por uma rede de objetos que possuem tecnologia embarcada, sensores e capacidade de conexão, esses objetos são capazes de coletar e transmitir dados. Os objetos da Internet das Coisas podem ser desde uma geladeira, até carros, máquinas, computadores e smartphones. A tendência é que cada vez mais produtos e dispositivos sejam ligados à rede, desde que forneçam serviços que agreguem aos usuários e à sociedade. As aplicações são imensas, indo desde saúde, transporte e bem-estar à agricultura, pecuária, indústria e economia. O resultado disso é um planeta mais arguto e responsivo. Esses objetos inteligentes oferecem maiores oportunidades de interação entre os fatores que englobam um processo como um todo e economia de recursos, pois possibilita redução de consumo de energia e ajuda na prevenção de possíveis erros e falhas devido ao acesso em tempo real as informações⁠. Buscando se adequar ao novo paradigma de conectividade e compartilhamento de recursos da Internet das Coisas, o setor Industrial já realiza diversas pesquisas com o intuito de desenvolver novas tecnologias que possam ser utilizadas no setor industrial. Sendo assim, o trabalho proposto tem como objetivo analisar a eficiência de um sistema IoT baseado no protocolo de comunicação MQTT em um cenário constituído de braço robótico, sensores e atuadores. Nesse sentido são apresentados ferramentas e softwares que apresentam certo grau de automação no processo de desenvolvimento de aplicações IoT na área da robótica industrial. Os resultados obtidos mostraram que para o sistema proposta, os parâmetros de performance analisados da rede foram satisfatórios, sendo capazes de serem aplicados ao ambiente industrial. The Internet of Things has emerged from advances in various areas such as embedded systems, microelectronics, communication and sensing, and can be understood as a network of objects that have embedded technology, sensors, and network connection, and can collect and transmit data. These objects can be clocks, refrigerators, cars, machines, computers, smartphones etc. Any gadget you can imagine can theoretically enter the Internet world of Things. The trend is for more and more products and devices to be connected to the network, if they provide uses that aggregate to users and society. The applications are immense, ranging from health, transportation and well-being to agriculture, livestock, industry and more. The result of this is a sharper and more responsive planet. These intelligent objects provide greater opportunities for interaction between the factors that encompass a process and resource savings, as it enables a reduction of energy consumption and helps to prevent possible errors and failures due to real-time access information⁠. Seeking to adapt to the new paradigm of connectivity and sharing resources of Internet of Things, the Industrial sector already carries out several researches with the intention of developing new technologies that can be used in the industrial sector. Thus, the proposed work aims to analyze if the efficiency of an IoT system based on the MQTT communication protocol is satisfactory in a scenario consisting of a robotic arm, sensors and actuators. In this sense are presented tools and software that present some degree of automation in the process of developing applications IoT in the area of industrial robotics. Dissertação (Mestrado)

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2017-04-20T13:56:57Z No. of bitstreams: 1 Armando Leopoldo Keller_.pdf: 2124143 bytes, checksum: ba23113da63873463958e38c05ddbd88 (MD5) Made available in DSpace on 2017-04-20T13:56:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Armando Leopoldo Keller_.pdf: 2124143 bytes, checksum: ba23113da63873463958e38c05ddbd88 (MD5) Previous issue date: 2017-01-13 Nenhuma O objetivo deste trabalho, é realizar um estudo de forma mais abrangente sobre o conceito de Internet das Coisas e seus principais protocolos. Explora-se especificamente o conceito de IoT (Internet of Things) aplicado em sistemas de automação. Para tanto é apresentada uma revisão bibliográfica sobre o assunto, explorando os diversos protocolos desenvolvidos para aplicações de IoT, caracterizando-os quanto a taxa de transmissão, eficiência, segurança e confiabilidade. Também é realizado um levantamento do cenário atual, quanto a aplicação de protocolos de IoT em sistemas de automação, sempre tendo em mente a confiabilidade do sistema. Percebe-se que um grande dificultador do uso destes tipos de protocolo em ambientes industriais é justamente a heterogeneidade das redes existentes. Diante deste problema, a proposta do trabalho é desenvolver um dispositivo que atue como middleware para a interligação de redes de automação distribuídas, no caso especificamente a rede Modbus RTU, fazendo com que esta interligação seja de forma transparente utilizando o protocolo de Internet das Coisas MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). Este dispositivo é testado com equipamentos em um cenário real através de um estudo de caso, onde duas redes Modbus RTU de um sistema geograficamente distribuído de geração de energia solar fotovoltaica, são interligadas, permitindo a criação de uma planta virtual de geração de energia do inglês virtual power plant (VPP). Com isso é possível tratar e gerenciar os sistemas distribuídos de geração como sendo uma única unidade geradora, facilitando o despacho. Para comprovar a eficiência e a confiabilidade do sistema, foram realizados testes onde o tempo entre as requisições e respostas foi medido, e através da sua distribuição foi obtido um tempo de 2,5 segundos para obter uma comunicação com baixa taxa de perda de mensagens. Estes testes comprovam o correto funcionamento do sistema proposto. The objective of this work is to develop a more comprehensive study on the concept of Internet of Things (IoT) and its main protocols, specifically exploring the concept of IoT applied in automation systems. A bibliographic review explores the diverse protocols developed for IoT applications, characterizing them as transmission rate, efficiency, safety and confiability. A survey of the current scenario about the application of IoT protocols in automation systems is presented, always having the system confiability in mind. The heterogenity of the existent networks makes the use of this protocols a harder task. The proposal of this work is develop a device that acts as middleware for interlink distributed automation networks, in this case the Modbus RTU networks, in a transparent way using the internet of things procol MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). This device is tested with equipments in a real scenario trough a case study, where two Modbus RTU networks of a geographically distributed solar photovoltaic power plant, is interlinked, allowing the criation of a VPP (Virtual Power Plant). This makes possible to manage the distributed power generator systems as a single generator unit, improving the electric energy dispatch. To prove the efficiency and confiability of the system, tests were made where the time between request and response was mensured, and based on his distribution the time of 2.5 seconds was determined to have a low message loss communication. Those tests validate the proposed system and the achievement of the goals of the present work.