Sviluppo di un sistema miniaturizzato per il controllo real-time di assetto di nano e microsatelliti

Microsatelliti e nanosatelliti, come ad esempio i Cubesat, sono carenti di sistemi integrati di controllo d’assetto e di manovra orbitale. Lo scopo di questa tesi è stato quello di realizzare un sistema compatibile con Cubesat di una unità, completo di attuatori magnetici e attuatori meccanici, comprendente tutti i sensori e l’elettronica necessaria per il suo funzionamento, creando un dispositivo totalmente indipendente dal veicolo su cui è installato, capace di funzionare sia autonomamente che ricevendo comandi da terra. Nella tesi sono descritte le campagne di simulazioni numeriche effettuate per validare le scelte tecnologiche effettuate, le fasi di sviluppo dell’elettronica e della meccanica, i test sui prototipi realizzati e il funzionamento del sistema finale. Una integrazione così estrema dei componenti può implicare delle interferenze tra un dispositivo e l’altro, come nel caso dei magnetotorquer e dei magnetometri. Sono stati quindi studiati e valutati gli effetti della loro interazione, verificandone l’entità e la validità del progetto. Poiché i componenti utilizzati sono tutti di basso costo e di derivazione terrestre, è stata effettuata una breve introduzione teorica agli effetti dell’ambiente spaziale sull’elettronica, per poi descrivere un sistema fault-tolerant basato su nuove teorie costruttive. Questo sistema è stato realizzato e testato, verificando così la possibilità di realizzare un controller affidabile e resistente all’ambiente spaziale per il sistema di controllo d’assetto. Sono state infine analizzate alcune possibili versioni avanzate del sistema, delineandone i principali aspetti progettuali, come ad esempio l’integrazione di GPS e l’implementazione di funzioni di determinazione d’assetto sfruttando i sensori presenti a bordo.

Wireless Networks for Body-Centric Communications

Progress in miniaturization of electronic components and design of wireless systems paved the way towards ubiquitous and pervasive communications, enabling anywhere and anytime connectivity. Wireless devices present on, inside, around the human body are becoming commonly used, leading to the class of body-centric communications. The presence of the body with all its peculiar characteristics has to be properly taken into account in the development and design of wireless networks in this context. This thesis addresses various aspects of body-centric communications, with the aim of investigating network performance achievable in different scenarios. The main original contributions pertain to the performance evaluation for Wireless Body Area Networks (WBANs) at the Medium Access Control layer: the application of Link Adaptation to these networks is proposed, Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance algorithms used for WBAN are extensively investigated, coexistence with other wireless systems is examined. Then, an analytical model for interference in wireless access network is developed, which can be applied to the study of communication between devices located on humans and fixed nodes of an external infrastructure. Finally, results on experimental activities regarding the investigation of human mobility and sociality are presented.