dc.creator.ID |
FARIAS, W. A. |
pt_BR |
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/1200914169507568 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
FREIRE, Raimundo Carlos Silvério. |
|
dc.contributor.advisor1ID |
FREIRE, R. C. S. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4016576596215504 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
CARVALHO, Elyson Ádan Nunes. |
|
dc.contributor.advisor-co1ID |
CARVALHO, Elyson Ádan Nunes |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/9031123002753606 |
pt_BR |
dc.contributor.referee1 |
SERRES, Alexandre Jean René. |
|
dc.contributor.referee2 |
GURJAO, Edmar Candeia. |
|
dc.contributor.referee3 |
MOLINA, Lucas. |
|
dc.contributor.referee4 |
SOUZA, Cleonilson Protásio de. |
|
dc.description.resumo |
As redes de sensores sem o (RSSF) integram um grande número de aplicações nos
dias atuais, como o monitoramento de áreas inóspitas, demandando o uso de veículos
aéreos na distribuição dos nós sensores, o que pode gerar regiões densamente povoadas
de nós e outras escassas. Esse fato pode levar a um subaproveitamento dos nós, com o
surgimento de nós e sub-redes localizados além da fronteira de conectividade. Uma solução
para gerar maior integração é a inserção de nós móveis à rede estática, constituindo
uma rede híbrida, com objetivo de explorar a fronteira, com o intuito de ampliar a área
de conectividade. Porém, o processo de busca próximo ao perímetro pode acarretar na
desconexão do nó móvel, em virtude da perda de comunicação do nó por entrar em área de
sombreamento da rede, além da possibilidade de necessitar desviar de obstáculos, levando
o nóatemporariamente se afastar da rede. Essas características ressaltam a necessidade de
uma estratégia de controle para retorno à rede. Devido à complexidade da tarefa, a mesma
pode ser segmentada em subproblemas ou comportamentos independentes que interagem
entre si solucionando o problema global. Uma das metodologias mais difundidas nesse
contexto é o Sistema a Eventos Discretos (SED), que apresentam uma implementação
sistemática com possibilidade de atribuir restrições na interação entre os nós. O SED
é responsável por ditar a regra de chaveamento entre os comportamentos contínuos,
representados por controladores, que não pode ser chaveados de forma arbitrária, podendo
afetar a estabilidade do sistema. Dessa forma, pretende-se com este estudo contribuir com
a criação de uma metodologia de navegação voltada para RSSF no processo de busca
e exploração de fronteira para um melhor aproveitamento dos nós sensores distribuídos,
ampliação da cobertura da área de interesse e com permissão da desconexão momentânea
da rede pelos nós móveis. O método proposto é comparado com abordagens baseadas
no Diagrama de Voronoi e Forças Virtuais. Foi veri cado que a abordagem proposta
apresenta desempenho similar a abordagem de Voronoi, e ambas superior a abordagem
baseada em Forças virtuais. Para isto foram exploradas a busca e exploração em cenários
com baixa dispersão dos nós, com alta dispersão, situações de topologia não convexa e
cenários com obstáculos. No emprego dos nós foi utilizado um modelo proposto que leva em
consideração o efeito do vento. O método proposto apresenta vantagens no tratamento
da perda de comunicação momentânea, restrito a navegar por um tempo limite nesta
condição e coordenado a retornar, capacidade de desviar de obstáculos no ambiente e
liberdade de integração de nós em todas as direções e não apenas na área de interesse,
resultando numa maior integração de nós mediante maior distâcia percorrida. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI |
pt_BR |
dc.publisher.program |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
Engenharia Elétrica |
pt_BR |
dc.title |
Busca e exploração de fronteiras de conectividade em redes de sensores sem fio híbridas visando integração de nós |
pt_BR |
dc.date.issued |
2024-05-06 |
|
dc.description.abstract |
Wireless Sensor Networks (WSNs) integrate a wide range of applications nowadays, such
as monitoring inhospitable areas, requiring the use of aerial vehicles for sensor node
distribution, which can result in densely populated and sparse regions of nodes. This
fact can lead to underutilization of nodes, with the emergence of nodes and sub-networks
located beyond the connectivity boundary. A solution to generate greater integration
is the insertion of mobile nodes into the static network, creating a hybrid network,
with the aim of exploring the boundary to expand the connectivity area. However, the
search process near the perimeter can result in the mobile node's disconnection due to
communication loss when the node enters a network shadow area, as well as the possibility
of needing to avoid obstacles, leading the node to temporarily move away from the
network. These characteristics highlight the need for a control strategy for returning
to the network. Due to the task's complexity, it can be segmented into subproblems
or independent behaviors that interact to solve the global problem. One of the most
widespread methodologies in this context is the Discrete Event System (DES), which
o ers a systematic implementation with the possibility of imposing constraints on the
interaction between nodes. The DES is responsible for dictating the switching rule between
continuous behaviors, represented by controllers, which cannot be switched arbitrarily, as
it may a ect system stability. Thus, this study aims to contribute to the creation of a
navigation methodology aimed at WSNs in the process of boundary search and exploration
for better utilization of distributed sensor nodes, expansion of the area of interest coverage,
and allowing temporary disconnection from the network by mobile nodes. The proposed
method is compared with approaches based on the Voronoi Diagram and Virtual Forces.
It was veri ed that the proposed approach shows performance similar to the Voronoi
approach, and both are superior to the approach based on Virtual Forces. To this
end, search and exploration were explored in scenarios with low node dispersion, high
dispersion, non-convex topology situations, and scenarios with obstacles. In employing
the nodes, a proposed model that considers the wind e ect was used. The proposed
method presents advantages in handling temporary communication loss, being restricted
to navigating for a limited time under this condition and coordinated to return, the ability
to avoid obstacles in the environment, and the freedom to integrate nodes in all directions
and not just in the area of interest, resulting in greater node integration over longer
distances traveled. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/38440 |
|
dc.date.accessioned |
2024-10-14T17:46:16Z |
|
dc.date.available |
2024-10-14 |
|
dc.date.available |
2024-10-14T17:46:16Z |
|
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.subject |
Cobertura e Emprego de nós |
pt_BR |
dc.subject |
Conectividade |
pt_BR |
dc.subject |
Controle e navegação de nós móveis |
pt_BR |
dc.subject |
Redes de Sensores sem Fios Híbridas |
pt_BR |
dc.subject |
Redes de Sensores sem Fios |
pt_BR |
dc.subject |
Coverage and Node Employment |
pt_BR |
dc.subject |
Connectivity |
pt_BR |
dc.subject |
Control and navigation of mobile nodes |
pt_BR |
dc.subject |
Hybrid Wireless Sensor Networks |
pt_BR |
dc.subject |
Wireless Sensor Networks |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
FARIAS, Weslley Alves lva. |
|
dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Search and exploration of connectivity frontiers in networks Hybrid wireless sensors for node integration |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
FARIAS, Weslley Alves lva. Busca e exploração de fronteiras de conectividade em redes de sensores sem fio híbridas visando integração de nós. 2024. 126 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024. |
pt_BR |