Implementação em hardware de uma Rede Neuronal com ummicroprocessador embebido em FPGA

O objectivo deste trabalho é a implementação em hardware de uma Rede Neuronal com um microprocessador embebido, podendo ser um recurso valioso em várias áreas científicas. A importância das implementações em hardware deve-se à flexibilidade, maior desempenho e baixo consumo de energia. Para esta implementação foi utilizado o dispositivo FPGA Virtex II Pro XC2VP30 com um MicroBlaze soft core, da Xilinx. O MicroBlaze tem vantagens como a simplicidade no design, sua reutilização e fácil integração com outras tecnologias. A primeira fase do trabalho consistiu num estudo sobre o FPGA, um sistema reconfigurável que possui características importantes como a capacidade de executar em paralelo tarefas complexas. Em seguida, desenvolveu-se o código de implementação de uma Rede Neuronal Artificial baseado numa linguagem de programação de alto nível. Na implementação da Rede Neuronal aplicou-se, na camada escondida, a função de activação tangente hiperbólica, que serve para fornecer a não linearidade à Rede Neuronal. A implementação é feita usando um tipo de Rede Neuronal que permite apenas ligações no sentido de saída, chamado Redes Neuronais sem realimentação (do Inglês Feedforward Neural Networks - FNN). Como as Redes Neuronais Artificiais são sistemas de processamento de informações, e as suas características são comuns às Redes Neuronais Biológicas, aplicaram-se testes na implementação em hardware e analisou-se a sua importância, a sua eficiência e o seu desempenho. E finalmente, diante dos resultados, fez-se uma análise de abordagem e metodologia adoptada e sua viabilidade.

Arquitectura semântica para a integração de sistemas no domínio do turismo

A indústria do turismo caracteriza-se pela sua heterogeneidade e pelo grande volume de transacções realizadas on-line. Cada vez mais os pequenos operadores turísticos optam por desenvolver os seus pequenos sistemas de reservas, para não terem de estar submetidos ao pagamento de comissões às entidades que gerem os grandes sistemas de informação turística. Devido a este facto, têm surgido um grande número de novas fontes de informação turística na Internet. A proliferação de informação turística torna complexo o planeamento das férias por parte do turista. A implementação de sistemas de integração de informação turística torna-se uma necessidade urgente. Ao mesmo tempo que ajudam o turista no planeamento das férias, também permitem aos operadores implementarem novas estratégias de marketing. Uma destas novas estratégias de marketing passa pela implementação do conceito de “Dynamic Packaging”. O “Dynamic Packaging” permite ao turista, ou ao agente turístico, a construção de pacotes que incluem produtos turísticos escolhidos por este sem qualquer limitação. Aos operadores turísticos, permite a criação de regras de negócio sobre a constituição de um pacote. As regras são depois aplicadas dinamicamente à medida que os pacotes são definidos. A arquitectura SEED define a implementação de um sistema de integração de informação turística. Pretende também disponibilizar a base para a implementação de sistemas que suportem o “Dynamic Packaging”. A integração da informação é realizada através da utilização das tecnologias associadas à Web Semântica. A implementação do “Dynamic Packaging” é suportada pela utilização de motores de inferência que permitem a definição e interpretação de regras semânticas.

Monitorização ambiental em espaços florestais com rede de sensores sem fios

O objectivo deste projecto é desenvolver um sistema de monitorização florestal recorrendo às Redes de Sensores sem Fios. Para a monitorização florestal foi desenvolvido um protótipo cuja função é obter periodicamente os valores de temperatura, humidade, luminosidade, tensão nas baterias e a indicação do nível de sinal de rádio frequência recebido (RSSI- Received Signal Strength Indicator). O equipamento referido foi instalado num ambiente exterior, com características semelhantes à de interesse de modo a permitir avaliar os efeitos do ambiente no desempenho da rede. O funcionamento das Redes de Sensores sem Fios, baseadas no protocolo ZigBee, foi estudado e depois aplicado para transmitir os valores obtidos. Os dados referidos percorrem a rede ZigBee até alcançar a estação base, que tem como função processar, manipular, armazenar numa base de dados e disponibilizar os dados em tempo real através de uma página de Internet. Como os dados são armazenados é sempre possível efectuar uma consulta à base de dados para realização de estudos e estatísticas. Tendo em conta a capacidade limitada dos sistemas de armazenamento de energia utilizados em ambientes exteriores, foi desenvolvido um algoritmo que permite comutar os dispositivos na rede ZigBee de router para end-device e vice-versa, de modo a diminuir o consumo de energia e aumentar o tempo de vida da rede. Este algoritmo foi testado numa situação em que os nós sensores estão colocados em linha, existindo um único salto entre os mesmos.

Sintaxe e semântica do verbo ser no romance em nome da terra de Vergílio Ferreira

O meu encontro literário com Vergílio Ferreira deu-se há cerca de seis ou sete anos, quando resolvi comprar e ler Cartas a Sandra, romance que como o nome indica é escrito como se de uma compilação de cartas se tratasse e que foi deixado incompleto e editado postumamente. Esta edição póstuma é da responsabilidade da herdeira (esposa do autor) e do Círculo de Leitores. Inicialmente, confesso, fui seduzida pelo título, mas depois, a leitura da obra deixou uma vontade sôfrega de querer saber mais sobre a escrita vergiliana. Nas disciplinas de literatura da minha licenciatura, pouco ou nada se tratou sobre Vergílio Ferreira mas, apesar disso, encetei algumas pesquisas e leituras que me foram despertando, cada vez mais, o interesse e a predilecção pelas obras deste autor. Mais tarde, já no Curso de Mestrado, ponderei a possibilidade de uma abordagem ao romance em nome da terra e sobre o qual tinha conhecimento da existência de alguns trabalhos, na sua maioria, ao nível da análise literária e/ou estilística. Com uma apetência natural para a área da linguística, considerei com carinho a hipótese de elaborar uma Dissertação de Mestrado que se aproximasse mais do campo da interpretação e análise linguísticas, nomeadamente do valor do verbo Ser na escrita vergiliana e, em particular, no romance-problema em jeito de carta. Consciente de que a tarefa não iria ser fácil, que teria, necessariamente, que envolver a leitura e releitura (nalguns casos de modo transversal) de todo um conjunto de produções, quer do autor, quer dos que ao seu estudo se dedicaram, quer ainda de obras de carácter filosófico e existencialista, foi com agrado que comecei a minha pesquisa e, a posteriori, a selecção dos materiais que julguei pertinentes para a prossecução do objectivo que me tinha proposto. Por conseguinte, tenho que agradecer a todas as pessoas que me ajudaram, de uma ou de outra forma, em especial ao Professor Doutor João Malaca Casteleiro, pelo facto de ter aceite o meu pedido de orientação da presente Dissertação, pela sua disponibilidade e paciência, pela cedência de alguns materiais, pelos seus comentários sábios e experientes e, acima de tudo, pela sua sabedoria na matéria e pelo interesse demonstrado quanto ao tema, o que se traduz, ao que julgo, naquilo que se entende, verdadeiramente, por orientação de uma Dissertação de Mestrado. Agradeço também aos colegas do curso que me motivaram, em particular à Judite e à Natália, que tiveram a coragem de assumir um compromisso de amizade, pelo facto de me ouvirem, questionarem e, principalmente criticarem e encorajarem aquando das nossas discussões sobre este meu trabalho. Por último, não poderia deixar de referir e agradecer igualmente a simpatia com que fui recebida pela Dona Augusta e pelo senhor professor José Rodrigues, na Vila Josephine1, morada de férias de Vergílio Ferreira, em Melo, e onde foram escritos muitos dos seus trabalhos (nas férias grandes, com uma caneta de nanquim virada ao contrário, para conseguir uma caligrafia mais fina e apurada, e num sofá cor-de-rosa-velho, ao pé da janela, com uma tábua nos joelhos a servir de escritório, o cinzeiro do lado esquerdo2). Gostaria ainda de agradecer a sua pronta e sábia ajuda, por terem partilhado comigo detalhes sobre o autor e que não vêm nos livros, sendo o Professor, ele próprio, um livro aberto no que se refere ao seu cunhado e amigo Vergílio, aos seus trabalhos, à sua vontade de valorizar um escritor que lhe foi tão próximo... Agradeço-lhe ainda o privilégio de me ter permitido trabalhar um pouco no escritório do autor. Esse momento proporcionou-me mais uma de muitas alegrias breves de que tem sido constituída a minha também breve existência, e a consciencialização para o facto de que o meu caminho ainda fica muito longe e, fazendo uso de palavras de Vergílio Ferreira: “A estrada é larga e segura porque foi construída apenas pela experiência dos homens. Não percas mais os teus passos pela areia movediça e estéril…”. Procurarei, pois, seguir estes e outros sábios conselhos, à medida que desenvolver este trabalho.

Sistema de gestão de rega com uma rede de sensores sem fios

Este projeto descreve a criação de um sistema de gestão de rega aplicado à agricultura, baseado numa rede de sensores sem fios (RSSF), e apresenta a implementação de um sistema para captação de energia, nomeadamente, um gerador hídrico segundo os modelos de pás do tipo hélice, para além da utilização de painéis solares. O sistema de gestão de rega consiste num protótipo de monitorização que permite o controlo dos atuadores (válvulas), de modo a ligar e desligar os canais de rega conectados a um reservatório de água, com base na informação monitorizada pelos nós sensores do solo. Assim, o sistema desenvolvido otimiza a quantidade de água aplicada ao cultivo, oferecendo as condições ideais para o correto desenvolvimento dos mesmos. Inicialmente realizou-se um estudo sobre os tipos de sensores utilizados no setor agricultura. Posteriormente verificou-se o funcionamento das RSSF, baseado no protocolo ZigBee, de modo a compreender o envio dos dados dos nós sensores para a estação base. A otimização do consumo energético das RSSF foi outro dos desafios tidos em consideração neste projeto, uma vez que, atualmente, a alimentação dos nós sensores em ambientes exteriores, na sua maioria, é realizada por baterias, o que limita o nível de longevidade do sistema. Desta forma, foi necessário desenvolver um sistema que possibilite a captação da energia gerada pelo meio envolvente (ex. energia hídrica, e solar), capaz de prolongar a longevidade dos nós sensores a nível energético. O sistema desenvolvido contém uma estação meteorológica alimentada por um painel solar fotovoltaico, dois nós sensores de monitorização dos parâmetros do solo, também alimentados por painéis solares fotovoltaicos, um nó atuador alimentado por um gerador hídrico e uma aplicação web para a visualização dos dados em tempo real. O protótipo referido foi instalado em ambiente exterior, com características semelhantes às de interesse, de modo a ter em consideração os efeitos do ambiente no sistema, nomeadamente, a proteção do equipamento em situações de ocorrência de intempéries.

Sistema de monitorização de defeitos na rede de energia elétrica de média tensão

Nesta dissertação de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica – Telecomunicações desenvolveu-se um sistema de monitorização de defeitos de uma rede de energia elétrica de média tensão, para melhorar a qualidade de serviço do fornecimento de energia elétrica. O sistema deteta e indica a localização da respetiva falha, que impede o funcionamento de uma parte da rede, também interliga todos os sensores instalados na rede a um ponto central que recebe toda a informação proveniente dos sensores, e ajuda na tomada de decisão. Neste trabalho de dissertação fez-se o estudo e descrição das redes de energia elétrica, realçando a topologia, o modo de operação e parâmetros de qualidade. Assinalou-se também os principais defeitos que podem ocorrer na rede de média tensão. Apresentou-se, ao nível comercial, soluções para mitigar o problema alvo de estudo. Explorou-se, num ambiente de simulação, soluções de deteção dos defeitos da rede, tendo sido desenvolvidos três sistemas distintos: sistema A, sistema B e sistema C. Sistema A que monitoriza o valor nominal da corrente elétrica em cada troço da rede elétrica, sistema B com a monitorização do valor da corrente elétrica em cada posto de transformação e sistema C que compara as correntes no inicio e final de cada troço da rede elétrica, verificando se há alguma discrepância entre ambas. Após a análise e simulação das soluções descreve-se o procedimento realizado para criar um protótipo de um sistema de monitorização. Começou-se por testar, individualmente, os sensores de corrente, circuito de condicionamento, microcontroladores e sistema Scada, usado para a visualização dos dados. Posteriormente, elaborou-se manuais de utilização de forma a auxiliar o sistema em trabalhos futuros que venham dar continuidade a este trabalho. Para validar a análise teórica e confirmar os resultados da simulação, testou-se experimentalmente o sistema de deteção C. Confirmou-se que o sistema de monitorização de defeitos é capaz de detetar e localizar a avaria presente na rede de energia elétrica.