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Tipo do documento: Dissertação
Título: POSIMNET-R: Uma ferramenta de apoio a projeto de redes sem fio resilientes para automação industrial
Título(s) alternativo(s): POSIMNET-R: A tool to support the design of resilient wireless networks for industrial automation
Autor: Soares, Carlos Augusto Ribeiro 
Primeiro orientador: Amaral, Jorge Luís Machado do
Primeiro membro da banca: França, Felipe Maia Galvão
Segundo membro da banca: Sztajnberg, Alexandre
Resumo: A crescente demanda imposta pela Indústria 4.0 tem aumentado o interesse por aplicações de Redes de Sensores sem Fio (RSSF) na área de automação industrial. Dentre as vantagens de sua utilização pode-se citar: facilidade de instalação e manutenção, redução de tempo de instalação de dispositivos, inexistência de estrutura de cabeamento, economia no custo de projetos, economia em infraestrutura, flexibilidade de configuração de dispositivos, economia no custo de montagem, flexibilidade na alteração de arquiteturas existentes. Entretanto, para a área de automação industrial é necessário enfatizar a confiabilidade da rede, pois a perda de controle pela falta de realimentação pode ter resultados catastróficos. Esse trabalho propõe uma ferramenta, chamada POSIMNET-R (Positioning Immune Network Resilient - Rede Imunológica de Posicionamento - Resiliente), capaz de desenvolver uma rede confiável, a partir do posicionamento de nós roteadores, atendendo os critérios de baixo grau de falha e de redundância de caminhos. Assim como seu antecessor desenvolvido por Barreira (2013), O POSIMNET-R é baseado nas redes imunológicas artificiais, que propõe criar K caminhos quaisquer ou disjuntos (arestas e nós) para as informações enviadas pelos nós sensores chegarem ao nó central. Este trabalho propõe outros operadores de mutação baseados na Teoria de Grafos: Steiner e Destilação Elíptica, além de dois métodos de inicialização da rede, a saber: QuasiAleatória (Sobol) e a QuadTree, a fim de auxiliar no processo de aceleração da convergência. Foram realizados estudos de casos em diferentes cenários: um artificial e dois baseados em refinarias existentes. Os resultados mostram que o POSIMNET-R consegue gerar redes tolerantes a falhas simples e múltiplas de seus nós.
Abstract: The increasing demand imposed by Industry 4:0 has increased the interest for applications of Wireless Sensor Networks (WSN) in the area of industrial automation. The advantages of its use include: ease of installation and maintenance, reduction of installation time of devices, lack of cabling structure, savings in the cost of projects, savings in infrastructure, flexibility of configuration of devices, savings in cost flexibility in altering existing architectures. However, in the industrial automation, it is necessary to emphasize the reliability of the network, since loss of control due to lack of feedback can have catastrophic results. This work proposes a tool, called POSIMNET-R (Positioning Immune Network Resilient), which is able to develop a reliable network, from the positioning of routing nodes, meeting the criteria of low degree of failure and path redundancy. Just like its predecessor developed by Barreira (2013), the POSIMNET-R is based on the artificial immunological networks, which proposes to create K any or disjoint paths (edges and nodes) for the information sent by the sensor nodes to reach the central node. This work proposes other mutation operators based on the Theory of Graphs: Steiner and Elliptical Distillation, in addition to two methods of initialization of the network, namely: QuasiAleatory (Sobol) and QuadTree, in order to aid in the process of acceleration of convergence. Case studies were carried out in different scenarios: one artificial and two based on existing refineries. The results show that POSIMNET-R can generate simple and multiple fault-tolerant networks of its nodes.
Palavras-chave: Electronic Engineering
Routers
Wireless local area network
Positioning of nodes-routers
Industrial automation
Resilience
Industry 4:0
Steiner Mutation
Distillation Mutation
QuadTree
Acceleration of convergence
Artificial Immune Systems
Graphs
Submodular Functions
Engenharia Eletrônica
Roteadores
Redes locais sem fio
Posicionamento de nós roteadores
Automação industrial
Resiliência
Indústria 4.0
Mutação Steiner
Mutação por Destilação
QuadTree
Aceleração da convergência
Sistemas Imunológicos Artificiais
Grafos
Funções submodulares
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Eletrônica
Citação: SOARES, Carlos Augusto Ribeiro. POSIMNET-R: Uma ferramenta de apoio a projeto de redes sem fio resilientes para automação industrial. 2018. 131 f. Dissertação (Mestrado em Redes de Telecomunicações; Sistemas Inteligentes e Automação) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11849
Data de defesa: 5-Fev-2018
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Eletrônica

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