Banca de DEFESA: DIOGO DE LIMA LAGES

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: DIOGO DE LIMA LAGES
DATA : 28/06/2024
HORA: 08:30
LOCAL: Virtual
TÍTULO:

A Colored Petri Net - Based Model for Internet of Things Networks

PALAVRAS-CHAVES:

Redes de Petri Coloridas; Internet das Coisas; Captura de energia

PÁGINAS: 178
RESUMO:

Internet das Coisas (IoT) tem significativamente transformado a economia global com impacto estimados em até U$ 12,6 trilhões até o ano de 2030. Até 2025, projeta-se que mais de 5 bilhões de dispositivos adotarão a tecnologia 5G LTE Narrowband Internet of Things (NB-IoT). Redes IoT são caracterizadas por sua heterogeneidade de hardware e software, requerendo adaptação em tempo de execução e com o mínimo de intervenção humana. No entanto, tipicamente dispositivos IoT operam sob limitações de energia, necessitando de estratégias eficientes para o gerenciamento de energia, mesmo na presença de dispositivos capazes de coletar energia do ambiente para prolongar o tempo de vida e garantir energy-neutral operation (ENO). Transceptores desempenham um papel crucial em dispositivos IoT, os quais são conhecidos pela sua significante demanda energética. Deficiências dos canais de comunicação e a memória reduzida nos transceptores podem contribuir no aumento do consumo de energia, particularmente devido às retransmissões. Além disso, transceptores mecanismos de filtragem e sem códigos checadores de erros requerem processamento adicional da CPU para lidar com pacotes corrompidos e irrelevantes. Adicionalmente, o microcontrolador (MCU) é outro componente que consome significativamente energia em dispositivos IoT, com múltiplos estados e pinos de alimentação, os quais devem ser considerados na análise de redes IoT. Encontrar equilíbrio entre desempenho e consumo de energia é um desafio significante em redes IoT. Portanto, o desenvolvimento de soluções que permitam o correto dimensionamento, configuração e análise de redes IoT antes da implementação é crucial para o sucesso delas. A partir disso, esta tese apresenta modelos baseados em Redes de Petri Coloridas (CPN) para redes IoT. Eles permitem a avaliação individual de nós da rede, considerando CPUs de diferentes tecnologias, diversos estados de potência, múltiplos pinos de alimentação, dispositivos orientados ao uso de capacitores ou bateria como fonte de alimentação, dispositivos capazes de coletar energia do ambiente e canais não ideais. O modelo engloba métricas como vazão, tempo de vida da rede, número esperado de nós que esgotam, número esperado de nós utilizando mecanismo de baixo consumo de energia, número de nós que esgotam durante a transmissão, número de nós transmitindo simultaneamente, disponibilidade, tempo médio para falhar (MTTF), tempo médio entre falhas (MTBF), tempo médio para reparo (MTTR) e consumo de energia. Resultados da validação com medições reais apontam que os modelos propostos apresentam erro relativo menor que 0,34% e 1,55% para o consumo de energia da CPU e transceptores, respectivamente, e aproximadamente de zero para a vazão. Esses resultados demonstram a adequabilidade dos modelos propostos para ajudar o projetista na análise, dimensionamento e configuração das redes IoT.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - FRANCISCO AIRTON PEREIRA DA SILVA - UFPI
Interno - 1935458 - JAMILSON RAMALHO DANTAS
Externo à Instituição - JOSE NEUMAN DE SOUZA - UFC
Presidente - 2227477 - RICARDO MASSA FERREIRA LIMA
Externo à Instituição - SIDNEY MARLON LOPES DE LIMA - UFPE