O emprego de técnicas de qualidade de serviço em redes sem fio aplicado à automação predial

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

O presente trabalho procede da pesquisa que investigou sobre a aplicação de técnicas de qualidade de serviços - QoS em redes sem fio, à rede principal do sistema de automação predial do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnológica – Campus Cuiabá Bela Vista. A finalidade proposta foi verificar a eficácia de uma rede sem fio no transporte de pacotes entre a central de controle e o sistema controlado, quando esta rede é compartilhada por fluxos de dados provenientes da comunidade acadêmica. Os serviços consumidos pelos usuários conectados à rede através de dispositivos móveis como tablets, smartphones e computadores portáteis, geram gargalos capazes de comprometer o sistema de automação predial, considerado um sistema crítico sensível ao tempo de entrega de pacotes. Os procedimentos metodológicos realizados buscam mitigar a latência dos pacotes provenientes dos processos gerenciados. Os resultados obtidos demonstram que é possível ampliar o número de unidades de controle atendidas, por intermédio de controles de admissão e definição de níveis de prioridades aos pacotes trafegados em um domínio de redes sem fio IEEE 802.11. A escolha do método DiffServ integrado ao algoritmo de escalonamento Hierarchical Token Bucket (HTB), permitiu classificar, medir, marcar e policiar os pacotes, o que possibilitou o tratamento e transmissão de pacote no núcleo da rede de modo fácil e eficiente. A taxa de erro de transmissão em situação de estresse na rede sem aplicação de políticas de QoS, quando comparada aos demais cenários são elevados, gerando travamento ou inoperabilidade. O uso dos métodos de QoS proporciona ao sistema maior confiabilidade mesmo em situações de anormalidade na rede. Esta pesquisa demonstra claramente que é possível utilizar um ambiente sem fio compartilhado com aplicações consumidoras de banda como rede principal de um sistema de automação predial, fator que possibilita aos proprietários de imóveis que não possuem infraestrutura de cabeamento estruturado implantar processos prediais automatizados.

This work comes from a research that investigated the implementation of quality service techniques - QoS on wireless networks, applied to the main network of the building automation system of the Federal Institute of Education, Science and Technology - Câmpus Cuiabá Bela Vista. The purpose was to verify wireless network effectiveness in the transport of packets between the control center and the controlled system, when this network is shared by data flows from the academic community. The services consumed by users connected to the network via devices such as tablets, smartphones and mobile computers, generate bottlenecks that can compromise the building automation system, considered a critical system sensitive to package delivery time. The methodological procedures performed seek to mitigate the latency of packets from the managed processes. The results obtained demonstrate that is possible to increase the number of control units served, by using intake controls and setting priority levels to the packets trafficked in a wireless networks domain IEEE 802.11.The choice of DiffServ method integrated to Hierarchical Token Bucket (HTB) scheduling algorithm, allowed to classify, measure, mark and police the packets, allowing an easily and efficiently packet processing and transmission in the core of the network. The transmission error rate under stress on the network without the application of QoS policies, compared to other scenarios, is high, generating crash or inoperability. The use of QoS methods provides more reliability to the system even under abnormal conditions in the network. This research clearly demonstrates that it is possible to use a shared wireless environment with band consumer applications as the core network of a building automation system, a factor that enables homeowners who do not have structured cabling infrastructure to deploy automated building processes.