Highly scalable aggregate computations in cyber-physical systems: physical environment meets communication protocols

In this paper, we focus on large-scale and dense Cyber- Physical Systems, and discuss methods that tightly integrate communication and computing with the underlying physical environment. We present Physical Dynamic Priority Dominance ((PD)2) protocol that exemplifies a key mechanism to devise low time-complexity communication protocols for large-scale networked sensor systems. We show that using this mechanism, one can compute aggregate quantities such as the maximum or minimum of sensor readings in a time-complexity that is equivalent to essentially one message exchange. We also illustrate the use of this mechanism in a more complex task of computing the interpolation of smooth as well as non-smooth sensor data in very low timecomplexity.

Impacto dos sistemas colaborativos nas organizações: estudo de casos de adopção e utilização de sistemas workflow

Dissertação apresentada na Universidade do Minho com vista à obtenção do grau de Doutor em Tecnologias e Sistemas de Informação (Engenharia e Gestão de Sistemas de Informação)

A sensor classification strategy for robotic manipulators

In practice the robotic manipulators present some degree of unwanted vibrations. The advent of lightweight arm manipulators, mainly in the aerospace industry, where weight is an important issue, leads to the problem of intense vibrations. On the other hand, robots interacting with the environment often generate impacts that propagate through the mechanical structure and produce also vibrations. In order to analyze these phenomena a robot signal acquisition system was developed. The manipulator motion produces vibrations, either from the structural modes or from endeffector impacts. The instrumentation system acquires signals from several sensors that capture the joint positions, mass accelerations, forces and moments, and electrical currents in the motors. Afterwards, an analysis package, running off-line, reads the data recorded by the acquisition system and extracts the signal characteristics. Due to the multiplicity of sensors, the data obtained can be redundant because the same type of information may be seen by two or more sensors. Because of the price of the sensors, this aspect can be considered in order to reduce the cost of the system. On the other hand, the placement of the sensors is an important issue in order to obtain the suitable signals of the vibration phenomenon. Moreover, the study of these issues can help in the design optimization of the acquisition system. In this line of thought a sensor classification scheme is presented. Several authors have addressed the subject of the sensor classification scheme. White (White, 1987) presents a flexible and comprehensive categorizing scheme that is useful for describing and comparing sensors. The author organizes the sensors according to several aspects: measurands, technological aspects, detection means, conversion phenomena, sensor materials and fields of application. Michahelles and Schiele (Michahelles & Schiele, 2003) systematize the use of sensor technology. They identified several dimensions of sensing that represent the sensing goals for physical interaction. A conceptual framework is introduced that allows categorizing existing sensors and evaluates their utility in various applications. This framework not only guides application designers for choosing meaningful sensor subsets, but also can inspire new systems and leads to the evaluation of existing applications. Today’s technology offers a wide variety of sensors. In order to use all the data from the diversity of sensors a framework of integration is needed. Sensor fusion, fuzzy logic, and neural networks are often mentioned when dealing with problem of combing information from several sensors to get a more general picture of a given situation. The study of data fusion has been receiving considerable attention (Esteban et al., 2005; Luo & Kay, 1990). A survey of the state of the art in sensor fusion for robotics can be found in (Hackett & Shah, 1990). Henderson and Shilcrat (Henderson & Shilcrat, 1984) introduced the concept of logic sensor that defines an abstract specification of the sensors to integrate in a multisensor system. The recent developments of micro electro mechanical sensors (MEMS) with unwired communication capabilities allow a sensor network with interesting capacity. This technology was applied in several applications (Arampatzis & Manesis, 2005), including robotics. Cheekiralla and Engels (Cheekiralla & Engels, 2005) propose a classification of the unwired sensor networks according to its functionalities and properties. This paper presents a development of a sensor classification scheme based on the frequency spectrum of the signals and on a statistical metrics. Bearing these ideas in mind, this paper is organized as follows. Section 2 describes briefly the robotic system enhanced with the instrumentation setup. Section 3 presents the experimental results. Finally, section 4 draws the main conclusions and points out future work.

An integrated reusable remote laboratory to complement electronics teaching

The great majority of the courses on science and technology areas where lab work is a fundamental part of the apprenticeship was not until recently available to be taught at distance. This reality is changing with the dissemination of remote laboratories. Supported by resources based on new information and communication technologies, it is now possible to remotely control a wide variety of real laboratories. However, most of them are designed specifically to this purpose, are inflexible and only on its functionality they resemble the real ones. In this paper, an alternative remote lab infrastructure devoted to the study of electronics is presented. Its main characteristics are, from a teacher's perspective, reusability and simplicity of use, and from a students' point of view, an exact replication of the real lab, enabling them to complement or finish at home the work started at class. The remote laboratory is integrated in the Learning Management System in use at the school, and therefore, may be combined with other web experiments and e-learning strategies, while safeguarding security access issues.

Persistence characteristics in financial prices: evidence from the portuguese stock market returns

The objective of this article is to provide additional knowledge to the discussion of long-term memory, leaning over the behavior of the main Portuguese stock index. The first four moments are calculated using time windows of increasing size and sliding time windows of fixed size equal to 50 days and suggest that daily returns are non-ergodic and non-stationary. Seeming that the series is best described by a fractional Brownian motion approach, we use the rescaled-range analysis (R/S) and the detrended fluctuation analysis (DFA). The findings indicate evidence of long term memory in the form of persistence. This evidence of fractal structure suggests that the market is subject to greater predictability and contradicts the efficient market hypothesis in its weak form. This raises issues regarding theoretical modeling of asset pricing. In addition, we carried out a more localized (in time) study to identify the evolution of the degree of long-term dependency over time using windows 200-days and 400-days. The results show a switching feature in the index, from persistent to anti-persistent, quite evident from 2010.

Avaliação da satisfação do utente na comunicação com os profissionais de saúde construção e validação de um instrumento

A satisfação do utente na comunicação com profissionais de saúde é um indicador de qualidade dos serviços ou instituições. Na literatura não encontramos instrumentos padronizados e validados, que avaliem a satisfação do utente na comunicação com os profissionais de saúde. O presente estudo tem como objetivo construir e validar um instrumento para avaliar a satisfação do utente na comunicação com os profissionais de saúde. Desenvolvemos este estudo em três ciclos. Um primeiro, revisão da literatura, para identificar dimensões e itens da comunicação interpessoal na saúde. No segundo ciclo, conduzimos um método de Delphi modificado em três rondas, com recurso à plataforma informática de questionários Survey Monkey, no qual participou um painel de 25 peritos; estabelecemos como critério mínimo de retenção para a ronda seguinte os itens que recebessem 70% do consenso por parte do painel. Após as três rondas, obtivemos um instrumento com seis dimensões comunicacionais (comunicação verbal, comunicação não verbal, empatia, respeito, resolução de problemas e material de apoio), vinte e cinco itens específicos, e mais seis dimensões genéricas, que avaliam cada uma das dimensões. No terceiro ciclo avaliamos as características psicométricas, em termos de sensibilidade, validade do construto e fidelidade, numa amostra de 348 participantes. Os resultados mostram que todas as categorias de resposta estavam representadas em todos os itens. Validade do construto- a análise fatorial identificou uma solução de seis componentes que explicam 71% da variância total. Fiabilidade - os valores da correlação item-total variam entre 0,387 e 0,722, existindo uma correlação positiva moderada a forte. O valor de alfa de Cronbach (α=0,928) indica que a consistência interna é excelente. O instrumento construído apresenta boas propriedades psicométricas. Fica assim disponível uma nova ferramenta para auxiliar na gestão e no processo de planeamento necessários ao incremento da qualidade nos serviços e instituições de saúde.

Study on the changes of soil chemical characteristics as result of prescribed fire

Every year, particularly during the summer period, the Portuguese forests are devastated by forest fire that destroys their ecosystems. So in order to prevent these forest fires, public and private authorities frequently use methods for the reduction of combustible mass as the prescribed fire and the mechanical vegetation pruning. All of these methods of prevention of forest fires alter the vegetation layer and/or soil [1-2]. This work aimed the study of the variation of some chemical characteristics of soil that suffered prescribed fire. The studied an area was located in the Serra of Cabreira (Figure 1) with 54.6 ha. Twenty sampling points were randomly selected and samples were collected with a shovel before, just after the prescribed fire, and 125 and 196 days after that event. The parameters that were studied were: pH, soil moisture, organic matter and iron, magnesium and potassium total concentration. All the analysis followed International Standard Methodologies. This work allowed to conclude that: a) after the prescribed fire; i) the pH remained practically equal to the the initial value; ii) occurred a slight increase of the average of the organic matter contents and iron total contents; b) at the end of the sampling period compared to the initial values; i) the pH didn´t change significantly; ii) the average of the contents of organic matter decreased; and iii) the average of the total contents of Fe, Mg and K increased.

Sistemas de supervisão e controlo de autómatos: soluções baseadas em OPC E IEC 60870-5-104

Atualmente, no segmento metro-ferroviário, há uma tendência para que todos os equipamentos que constituem os sistemas auxiliares de uma estação (escadas mecânicas, elevadores, bloqueadores, validadores de bilhética, ventiladores, bombas, entre outros) sejam dotados de inteligência. Tipicamente, um conjunto de equipamentos são ligados a um autómato que permite o controlo local e remoto e é vulgar que, sendo de fabricantes diferentes, suportem tecnologias distintas. Um sistema de supervisão que permita o acesso à informação disponibilizada por cada um dos autómatos, ou à atuação sobre um deles, terá por isso que implementar e suportar diversos protocolos de comunicação de forma a não ficar limitado a um tipo de tecnologia. De forma a diminuir os custos de desenvolvimento e operação de um sistema de supervisão e controlo e facilitar a integração de novos equipamentos, com diferentes características, têm sido procuradas soluções que garantam uma mais fácil comunicação entre os diversos módulos intervenientes. Nesta dissertação são implementadas soluções baseadas em clientes OPC-DA e OPC-AE e no protocolo IEC 60870-5-104, permitindo que os sistemas de supervisão e de controlo comuniquem com os equipamentos através destes três módulos. Os principais aspectos inovadores estão associados à implementação de uma arquitetura multiprotocolo usando as novas tendências de supervisão e controlo baseadas em soluções distribuídas.

LSP communication in a digital age: the outcomes of teaching and learning in tertiary education

This paper discusses the changes brought by the communication revolution in teaching and learning in the scope of LSP. Its aim is to provide an insight on how teaching which was bi-dimensional, turned into a multidimensional system, gathering other complementary resources that have transformed, in a incredibly short time, the ways we receive share and store information, for instance as professionals, and keep in touch with our peers. The increasing rise of electronic publications, the incredible boom of social and professional networks, search engines, blogs, list servs, forums, e-mail blasts, Facebook pages, YouTube contents, Tweets and Apps, have twisted the way information is conveyed. Classes ceased to be predictable and have been empowered by digital platforms, innumerous and different data repositories (TILDE, IATE, LINGUEE, and so many other terminological data banks) that have definitely transformed the academic world in general and tertiary education in particular. There is a bulk of information to be digested by students, who are no longer passive but instead responsible and active for their academic outcomes. The question is whether they possess the tools to select only what is accurate and important for a certain subject or assignment, due to that overflow? Due to the reduction of the number of course years in most degrees, after the implementation of Bologna and the shrinking of the curricula contents, have students the possibility of developing critical thinking? Both teaching and learning rely on digital resources to improve the speed of the spreading of knowledge. But have those changes been effective to promote really communication? Furthermore, with the increasing Apps that have already been developed and will continue to appear for learning foreign languages, for translation among others, will the students feel the need of learning them once they have those Apps. These are some the questions we would like to discuss in our paper.

Server to Mobile Device Communication: A Case Study

Develop a client-server application for a mobile environment can bring many challenges because of the mobile devices limitations. So, in this paper is discussed what can be the more reliable way to exchange information between a server and an Android mobile application, since it is important for users to have an application that really works in a responsive way and preferably without any errors. In this discussion two data transfer protocols (Socket and HTTP) and three serialization data formats (XML, JSON and Protocol Buffers) were tested using some metrics to evaluate which is the most practical and fast to use.

A satisfação dos trabalhadores com as práticas de gestão de recursos humanos: o caso de uma Instituição do Ensino Superior Público em Portugal

Este estudo tem como objetivos: (1) conhecer as práticas desenvolvidas numa organização do Ensino Superior Público Português; (2) conhecer a tipologia das práticas de GRH de cariz tradicional e de cariz estratégico; (3) perceber em que medida as práticas de GRH estão relacionadas com a área de qualificação dos responsáveis do departamento de RH; (4) averiguar o grau de satisfação que os trabalhadores sentem com as Práticas de Gestão de Recursos Humanos desenvolvidas e a sua relação com a área de qualificação dos responsáveis do departamento de RH. Foi utilizada uma metodologia mista, que possibilita ampliar a obtenção de resultados em abordagens investigativas, proporcionando ganhos relevantes para a pesquisa. É realizado um primeiro estudo exploratório, que utiliza uma metodologia mista quantitativa e qualitativa, com recurso a uma entrevista semiestruturada e inquérito realizados aos responsáveis de RH, e que tem como objetivos identificar e caracterizar as Práticas de GRH vigentes na Organização e, consequentemente, averiguar se se aproximam das designadas na literatura, assim como averiguar o grau de intervenção do DRH no desenvolvimento das PGRH e caraterizar o perfil do responsável de RH na Organização, averiguando se a área de formação de RH influencia as Práticas de GRH desenvolvidas. No segundo estudo, recorremos a uma metodologia quantitativa com recurso ao inquérito por questionário, aplicado aos trabalhadores que exercem funções a tempo integral, para averiguar o grau de satisfação dos trabalhadores em relação às Práticas de Gestão de Recursos Humanos. Na compilação dos dois estudos foi nosso objetivo obter respostas às questões que orientaram a nossa investigação. Na parte final da dissertação são discutidos os principais resultados obtidos e apresentadas as conclusões do estudo aqui levado a cabo. Os resultados sugerem que: 1) as PGRH existentes são essencialmente de cariz tradicional, em especial a gestão administrativa; 2) as PGRH predominantes são: o Planeamento de Recursos Humanos, a Análise e Descrição de Funções, o Recrutamento e Seleção, a Formação e Desenvolvimento, a Gestão Administrativa, a Comunicação e a Partilha de Informação, Ética e Deontologia e o Estatuto Disciplinar; 3) existe pouco recurso ao outsourcing para as PGRH; 4) o grau de intervenção DRH baseia-se em atividades de cariz mais administrativo; 5) as práticas tradicionais de RH são aquelas que requerem mais tempo ao DRH; 6) não existe relação entre o tipo de PGRH e a área de qualificação do responsável do DRH; 7) as PGRH são realizadas seguindo essencialmente as normas legais e regras rígidas da GRH na AP; 8) algumas PGRH não são entendidas em contexto da AP, como importantes pelos gestores, embora já sejam desenvolvidos alguns procedimentos dessas práticas; 9) a PGRH da formação e desenvolvimento não é corretamente desenvolvida e não dá cumprimento ao estipulado na lei; 10) a gestão de carreiras e o sistema de compensação e recompensas são entendidas como inexistentes, porque não existem promoções e progressões desde 2005; 11) a avaliação do desempenho é um sistema burocrático e ritualista com fins de promoção e compensação, sem efeitos práticos no momento atual, e que causa insatisfação e o sentimento de injustiça; 12) existem problemas de comunicação quanto a partilha e uniformização de procedimentos entre UO; 13) a satisfação dos trabalhadores é maior com as PGRH de tipo tradicional, nomeadamente na gestão administrativa, recrutamento e seleção, análise e descrição de funções, acolhimento, integração e socialização 14) a satisfação é menor na gestão de carreiras, no sistema de compensação e recompensas e na avaliação do desempenho; 15) quanto a relação entre o grau de satisfação e as características sócio demográficas e profissionais dos inquiridos, os casos com significância mostram que os trabalhadores com 10 ou mais anos de antiguidade tendem a sentir mais satisfação com as práticas em GRH; 16) existe mais satisfação dos trabalhadores das UO onde o responsável de DRH possui formação na área de RH.

Accommodation management system using mobile devices

Os dispositivos móveis são pessoais, intransmissíveis e cada vez mais utilizados, tornando-se assim numa boa ferramenta para a realização de um conjunto de serviços na indústria hoteleira. Entre esses serviços que necessitam da identificação pessoal, encontram-se a possibilidade do cliente reservar um quarto ou utilizar o serviço de quartos. Atualmente é muito utilizado, nos locais de alojamento, um smart card que possibilite ao cliente ter acesso a alguns dos serviços disponíveis. O objetivo deste documento é apresentar uma alternativa ao sistema de cartões, utilizando para o efeito, dispositivos móveis. De modo a garantir a segurança e uma utilização semelhante ao sistema de cartões existentes foi utilizada a tecnologia NFC (Near Field Communication) que, ao permitir o modo de emulação de cartão, facilita a transação do sistema de smart card existente, para o da utilização de dispositivos móveis na realização das mesmas funções. Mais concretamente, será abordada a utilização de smartphones para o processo de abertura de portas. Para que exista uma melhor compreensão e para que haja um conhecimento das suas capacidades e limites foram estudados casos de uso da tecnologia NFC. Este documento apresenta ainda os processos de desenvolvimento de uma aplicação nativa para o sistema operativo Android, cujo objetivo é proporcionar ao cliente de um local de alojamento um novo modo de acesso ao quarto, utilizando a tecnologia NFC. Para além desta funcionalidade a aplicação permite ainda ao utilizador fazer reservas, fazer o check-in, fazer o check-out entre outras. Posteriormente serão apresentadas as conclusões e possíveis trabalhos futuros.

Effects of hotel characteristics on room rates in Porto: a hedonic price approach

According to the hedonic price method, a price of a good is related with the characteristics or the services it provides. Within this framework, the aim of this study it is to examine the effect on room rates of different characteristics of hotels in and around the city of Porto, such as star category, size, room and service quality, hotel facilities and location. It was estimated a hedonic price function, using data for 51 hotels. The results enable to identify the attributes that are important to consumers and hoteliers and to which extent. This information can be used by hotel managers to define a price strategy and helpful in new investment decisions.

Estudo e análise das redes centradas em conteúdos

A Internet, conforme a conhecemos, foi projetada com base na pilha de protocolos TCP/IP, que foi desenvolvida nos anos 60 e 70 utilizando um paradigma centrado nos endereços individuais de cada máquina (denominado host-centric). Este paradigma foi extremamente bem-sucedido em interligar máquinas através de encaminhamento baseado no endereço IP. Estudos recentes demonstram que, parte significativa do tráfego atual da Internet centra-se na transferência de conteúdos, em vez das tradicionais aplicações de rede, conforme foi originalmente concebido. Surgiram então novos modelos de comunicação, entre eles, protocolos de rede ponto-a-ponto, onde cada máquina da rede pode efetuar distribuição de conteúdo (denominadas de redes peer-to-peer), para melhorar a distribuição e a troca de conteúdos na Internet. Por conseguinte, nos últimos anos o paradigma host-centric começou a ser posto em causa e apareceu uma nova abordagem de Redes Centradas na Informação (ICN - information-centric networking). Tendo em conta que a Internet, hoje em dia, basicamente é uma rede de transferência de conteúdos e informações, porque não centrar a sua evolução neste sentido, ao invés de comunicações host-to-host? O paradigma de Rede Centrada no Conteúdo (CCN - Content Centric Networking) simplifica a solução de determinados problemas de segurança relacionados com a arquitetura TCP/IP e é uma das principais propostas da nova abordagem de Redes Centradas na Informação. Um dos principais problemas do modelo TCP/IP é a proteção do conteúdo. Atualmente, para garantirmos a autenticidade e a integridade dos dados partilhados na rede, é necessário garantir a segurança do repositório e do caminho que os dados devem percorrer até ao seu destino final. No entanto, a contínua ineficácia perante os ataques de negação de serviço praticados na Internet, sugere a necessidade de que seja a própria infraestrutura da rede a fornecer mecanismos para os mitigar. Um dos principais pilares do paradigma de comunicação da CCN é focalizar-se no próprio conteúdo e não na sua localização física. Desde o seu aparecimento em 2009 e como consequência da evolução e adaptação a sua designação mudou atualmente para Redes de Conteúdos com Nome (NNC – Named Network Content). Nesta dissertação, efetuaremos um estudo de uma visão geral da arquitetura CCN, apresentando as suas principais características, quais os componentes que a compõem e como os seus mecanismos mitigam os tradicionais problemas de comunicação e de segurança. Serão efetuadas experiências com o CCNx, que é um protótipo composto por um conjunto de funcionalidades e ferramentas, que possibilitam a implementação deste paradigma. O objetivo é analisar criticamente algumas das propostas existentes, determinar oportunidades, desafios e perspectivas para investigação futura.

A Communication and Resources Management Scheme to Support the Smart Grid Integration of Multiplayers Access to Resources Information

The increasing and intensive integration of distributed energy resources into distribution systems requires adequate methodologies to ensure a secure operation according to the smart grid paradigm. In this context, SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) systems are an essential infrastructure. This paper presents a conceptual design of a communication and resources management scheme based on an intelligent SCADA with a decentralized, flexible, and intelligent approach, adaptive to the context (context awareness). The methodology is used to support the energy resource management considering all the involved costs, power flows, and electricity prices leading to the network reconfiguration. The methodology also addresses the definition of the information access permissions of each player to each resource. The paper includes a 33-bus network used in a case study that considers an intensive use of distributed energy resources in five distinct implemented operation contexts.