Desenvolvimento de um sistema de SHM sem fio e com compensação automática de temperatura

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Leveraging wireless devices for networked control systems in industrial applications

Networked control systems (NCSs) are distributed control system in which sensors, actuators and controllers are physically separated and connected through communication networks. NCS represent the evolution of networked control architectures providing greater modularity and control decentralization, ease maintenance and diagnosis and lower cost of implementation. A recent trend in this research topic is the development of NCS using wireless networks(WNCS)which enable interoperability between existing wiredand wireless systems. This paper presents the feasibility analysis of using serial to wireless converter as a wireless sensor link in NCS. In order to support this investigation, relevant performance metrics for wireless control applications such as jitter, time delay and messages lost are highlighted and calculated to evaluate the wireless converter capabilities. In addition the control performance of an implemented motor control system using the converter is analyzed. Experimental results led to the conclusion that serial ZigBee device isrecommended against the Bluetooth as it provided better metrics for control applications. However, bothdevices can be used to implement WNCS providing transmission rates and closed control loop times which are acceptable for NCS applications.Moreoverthe use of thewireless device delay in the PID controller discretization can improve the control performance of the system.

Kännbara förändringar : En kvalitativ studie om sex ungdomars upplevelser och tankar kring att erhålla MST

Studiens syfte är att studera hur ungdomar som genomgått Multisystemisk Terapi, MST, upplever denna behandling. Författarna avser således ge en bild av och få en djupare förståelse av deras tankar kring denna behandlingsform. MST är en öppenvårdsbehandling som vänder sig till antisociala ungdomar och deras familjer. Det har visat sig att institutionsplacering av ungdomar många gånger inte leder till önskvärda resultat. Metoden, som grundar sig på systemteori och socialekologiska teorier, utvecklades som ett alternativ till dessa ofta kostsamma placeringar. MST bygger även på kunskaper om vad som orsakar antisocialt beteende hos ungdomar. Studien utfördes genom kvalitativa intervjuer med sex ungdomar som själva genomgått och avslutat MST-behandling. Dessa intervjuer sammanställdes och analyserades utifrån följande teman: Inställning till insatsen, Upplevelse av insatsen och Upplevt resultat. Resultatet visade att ungdomarna upplevde MST på olika sätt, det vill säga både positivt och negativt. Det som förenade ungdomarna var att samtliga tyckte att det var mer eller mindre jobbigt att erhålla MST. Analysen visade bland annat att en fungerande kommunikation under behandlingen, mellan så många delar av nätverket som möjligt, är viktigt för ett lyckat behandlingsresultat och att en fungerande MST-insats minskar riskfaktorerna kring den unge. Slutligen diskuterades de funna resultaten, MST som metod samt vikten av att oberoende forskare genomför, både kvantitativa och kvalitativa, utvärderingar av nya behandlingsmetoder.

Nätverket – hjälpande eller stjälpande? : En studie om familjehemssekreterares syn på att placera barn inom nätverket

Synen inom den sociala barnavården har gått från att se på familjen som ett system som skapade problembärare till att se familjen som en resurs. Vid placering av barn i familjehem skall det, enligt 6 kap 5§ SoL, övervägas om en placering i barnets nätverk är möjligt. Syftet med uppsatsen var att utifrån ett antal intervjuer med socialsekreterare få en förståelse för deras syn på att placera barn inom nätverket. Fem centrala teman används genomgående i uppsatsen. Dessa var nätverket, lagens tydlighet, utredning av familjehem, övervägande och uppföljning. För att uppnå syftet har kvalitativa intervjuer gjorts med fem familjehemssekreterare. Vi valde att använda oss av datareduktion vid bearbetningen av våra intervjuer för att få fram vårt resultat. Vi har använt oss av ett empirinära förhållningssätt då vårt empiriska material ligger till grund för analysen. Intervjuerna har analyserats utifrån tidigare forskning inom ämnet. Resultatet visade att intervjupersonerna var positivt inställda till nätverksplaceringar men att det dock fanns svårigheter med denna typ av placeringar, gällande till exempel rollförändringar, gränssättning och det faktum att nätverket inte har förberett sig på en placering. Syftet och valda frågeställningar har kunnat besvarats av våra intervjuer, dock har resultatet från dessa i vissa fall inte kunnat kopplas till tidigare forskning eftersom ämnet är relativt outforskat.

"Även om jag bor här i 100 år så blir det inte samma" : En kvalitativ studie av fem ensamkommande ungdomar och deras personliga identitetsutveckling i mottagarlandet.

SAMMANFATTNING: Människor tvingas fly ifrån sina hemländer på grund av våld för att söka säkerhet någon annanstans. Att människor lämnar ett land eller tvingas fly har skett under alla tider. Människor flyr från förföljelse, fattigdom, svält eller krig. Uppskattningsvis finns 19,2 miljoner människor på flykt runt om i världen och nära hälften av dessa är barn. Av de barn som befinner sig på flykt är de ensamkommande ungdomarna en viktig grupp att urskilja. Då de ensamkommande asylsökande ungdomarna är i behov av särskilt skydd. Under 2003 var de flesta ensamkommande ungdomar i Sverige från Somalia, Irak, Serbien och Montenegro. Vårt syfte är att få ökad förståelse för ensamkommande ungdomars upplevelser av hur deras identitet formats i hemlandet och senare i mottagarlandet i samspel med människor i sin omgivning. Samt vilken betydelse asylprocessen och tidigare trauman har haft för ungdomarnas personliga identitetsutveckling. De faktorer som berörts som viktiga för ungdomens personliga identitetsutveckling är förluster, boende, ovisshet, familjeåterförening och nätverk samt språket.Vi har valt att göra en explorativ studie som innefattar kvalitativa halvstrukturerade intervjuer med fem ensamkommande ungdomar. Resultatet i form av empiri och analys har utförts utifrån tidigare forskning och från Cullbergs kristeori samt relevanta begrepp som etnicitet och identitet utifrån symbolisk interaktionism. Studien har visat att samtliga ungdomar upplevt att den ovisshet de levt i under asylprocessen samt tidigare trauman har påverkat dem mycket både psykiskt och fysiskt. De ungdomar vi har intervjuat upplever alla att de idag har en ny personlighet efter att ha fått uppehållstillstånd. Den nya identiteten har enligt ungdomarna påverkats bland annat av föräldrarnas uppfostran och de nya människor de möter i mottagarlandet samt av de nya miljöerna ungdomarna befinner sig i.

Barndom som präglar vuxenlivet : Samband mellan traumatiska barndomsupplevelser och psykosocial hälsa/ohälsa i vuxen ålder

SAMMANFATTNING: Flera internationella undersökningar om samband mellan vissa traumatiska barndomsupplevelser och psykosocial hälsa/ohälsa som vuxen, har tidigare genomförts. De flesta studier har dock utförts inom kliniska populationer med begränsat antal studerade faktorer. Då det endast finns ett fåtal svenska studier inom detta ämnesområde, har syftet med denna studie varit att undersöka om det finns samband mellan å ena sidan barndomsupplevelser av känslomässiga, fysiska och sexuella övergrepp, känslomässig och fysisk försummelse samt idealisering av familj och psykosociala hälso/ohälsoindikatorer i vuxen ålder å andra sidan. De senare är tillgången till nätverk respektive anknytning, olika indikationer på alkoholproblem såsom konsumtionsnivå, tecken på beroende och skadligt drickande, psykisk ohälsa i form av ångest respektive depression samt social misstro. Då upplevelser från barndomen är retrospektiva konstruktioner, togs som ett undersyfte upp om det finns systematiska validitetsproblem såsom minimering och benägenhet att svara på ett socialt önskvärt sätt. Undersökningen är kvantitativ och baseras på gruppenkäter som besvarats av studenter vid Mittuniversitetet. Resultaten visar att det fanns klara samband mellan olika traumatiska barndomsupplevelser och olika former av hälso/ohälsotillstånd i vuxen ålder. Multivariata analyser visar att sexuella och fysiska övergrepp är relaterade till ökade tecken på alkoholproblem, känslomässiga övergrepp och ångest, medan känslomässig försummelse är relaterat till depression, mindre socialt nätverk och till mindre grad av anknytning. Förhoppningen är att studien skall bidra till teoriutvecklingen om hur barndomsproblem påverkar problemen i vuxen ålder.

Unga män berättar om våld

Denna uppsats syftar till att undersöka och belysa vad som motiverar vissa killar till att tillämpa våld som problemlösning i deras vardag utifrån dessa killars egna förståelse för sina våldshandlingar. För att ge en ökad förståelse för detta har en narrativ intervjumetod använts med livsberättelser som utgångspunkt. För att belysa detta ämne har vi använt oss av maktlöshetsteorin där bemästring av vanmakt ingår. Våra resultat visar på att dessa unga män sökte att genom våldshandlingar bemästra sin vardag genom att skaffa sig position inom gänget och ett rykte om att vara farlig. Att föreställningen om ”respekt” handlade om att ingjuta rädsla hos andra och hur detta tillsammans med bemästring blev en motivator för våldet. Strävan efter kickupplevelser genom våld var också en viktig motivator för våld. Deras sociala nätverk som i huvudsakligen bestod av kamratgänget hade en stor betydelse för anammandet av våldsamma attityder och föreställningar samt för utvecklandet av en överdriven mansroll vilken bidrog till våld. Bruket av alkohol var en del av socialiseringsprocessen i kamratgänget och alkoholintag var vanligt förekommande i samband med våldshandlingar. Problematiska familjeförhållanden bidrog till upplevelse av vanmakt vilken bemästrades med våld. Förslag på vidare forskning är att undersöka vilka mekanismer som ligger bakom till att killar söker bekräftelse och självförverkligande på destruktivasätt.

"En dörr in i samhället och ett fönster ut mot världen" – Föreningen som etnisk gränsöverskridande mötesplats och social integrationsaktör

Det här är en kvalitativ studie med syftet att studera föreningen som en etnisk gränsöverskridande mötesplats och social integrationsaktör. Metodologiskt strukturerades studien kring sju halvstrukturerade intervjuer med en föreningsordförande och föreningsaktiva medlemmar från en internationell vänskapsförening i en glesbygdskommun i Mellansverige. Empirin har analyserats utifrån en teoretisk utgångspunkt i socialt kapital. Resultatet visar att det både finns möjligheter för och hinder mot föreningen som etnisk gränsöverskridande mötesplats. Föreningen fungerar som etniskt överbryggande i betydelsen av att internt inom föreningen överbrygga etniska och språkliga skiljelinjer, men hinder mot att uppnå externa överbryggande värden begränsas av svårigheter att nå ut till närsamhället och till personer med svensk bakgrund i verksamheten. Föreningens betydelse som en social integrationsaktör framträder på tre centrala områden; föreningens betydelse för social gemenskap och socialt samspel och för kontakter och nätverk och slutligen som informationskanal. Föreningen har störst betydelse för föreningsaktiva med utländsk bakgrund, framförallt i ett socialt avseende.

Vad krävs för att ta sig ur ett missbruk av alkohol och droger?

Forskning har visat att det är flera faktorer som har betydelse när en person vill förändra sitt liv och avbryta ett missbruk av alkohol och droger, dels faktorer i personens omgivning dels hos individen själv. Syftet med denna studie var att finna de faktorer i privata livet eller behandling som får en person att vilja lämna ett missbruk av alkohol och droger, samt belysa hur en sådan process ser ut.Undersökningen baseras på tre intervjuer. Det insamlade materialet tolkades och jämfördes med tidigare forskning. Resultatet i studien visar att negativa konsekvenser tillsammans med att man som missbrukare har nått en personlig botten är viktiga faktorer för att komma till beslut och vilja lämna ett missbruk. Relationer, dvs. stödet från betydelsefulla personer i nätverket är en annan betydelsefull faktor för att kunna bryta upp från missbruket, samt att flytta från hemstaden och bryta med gamla vänner. Vidare har en inre förändring och ett nytt synsätt på livet varit betydelsefullt.

Body ares networks for human motor assessment

Healthcare, Human Computer Interfaces (HCI), Security and Biometry are the most promising application scenario directly involved in the Body Area Networks (BANs) evolution. Both wearable devices and sensors directly integrated in garments envision a word in which each of us is supervised by an invisible assistant monitoring our health and daily-life activities. New opportunities are enabled because improvements in sensors miniaturization and transmission efficiency of the wireless protocols, that achieved the integration of high computational power aboard independent, energy-autonomous, small form factor devices. Application’s purposes are various: (I) data collection to achieve off-line knowledge discovery; (II) user notification of his/her activities or in case a danger occurs; (III) biofeedback rehabilitation; (IV) remote alarm activation in case the subject need assistance; (V) introduction of a more natural interaction with the surrounding computerized environment; (VI) users identification by physiological or behavioral characteristics. Telemedicine and mHealth [1] are two of the leading concepts directly related to healthcare. The capability to borne unobtrusiveness objects supports users’ autonomy. A new sense of freedom is shown to the user, not only supported by a psychological help but a real safety improvement. Furthermore, medical community aims the introduction of new devices to innovate patient treatments. In particular, the extension of the ambulatory analysis in the real life scenario by proving continuous acquisition. The wide diffusion of emerging wellness portable equipment extended the usability of wearable devices also for fitness and training by monitoring user performance on the working task. The learning of the right execution techniques related to work, sport, music can be supported by an electronic trainer furnishing the adequate aid. HCIs made real the concept of Ubiquitous, Pervasive Computing and Calm Technology introduced in the 1988 by Marc Weiser and John Seeley Brown. They promotes the creation of pervasive environments, enhancing the human experience. Context aware, adaptive and proactive environments serve and help people by becoming sensitive and reactive to their presence, since electronics is ubiquitous and deployed everywhere. In this thesis we pay attention to the integration of all the aspects involved in a BAN development. Starting from the choice of sensors we design the node, configure the radio network, implement real-time data analysis and provide a feedback to the user. We present algorithms to be implemented in wearable assistant for posture and gait analysis and to provide assistance on different walking conditions, preventing falls. Our aim, expressed by the idea to contribute at the development of a non proprietary solutions, driven us to integrate commercial and standard solutions in our devices. We use sensors available on the market and avoided to design specialized sensors in ASIC technologies. We employ standard radio protocol and open source projects when it was achieved. The specific contributions of the PhD research activities are presented and discussed in the following. • We have designed and build several wireless sensor node providing both sensing and actuator capability making the focus on the flexibility, small form factor and low power consumption. The key idea was to develop a simple and general purpose architecture for rapid analysis, prototyping and deployment of BAN solutions. Two different sensing units are integrated: kinematic (3D accelerometer and 3D gyroscopes) and kinetic (foot-floor contact pressure forces). Two kind of feedbacks were implemented: audio and vibrotactile. • Since the system built is a suitable platform for testing and measuring the features and the constraints of a sensor network (radio communication, network protocols, power consumption and autonomy), we made a comparison between Bluetooth and ZigBee performance in terms of throughput and energy efficiency. Test in the field evaluate the usability in the fall detection scenario. • To prove the flexibility of the architecture designed, we have implemented a wearable system for human posture rehabilitation. The application was developed in conjunction with biomedical engineers who provided the audio-algorithms to furnish a biofeedback to the user about his/her stability. • We explored off-line gait analysis of collected data, developing an algorithm to detect foot inclination in the sagittal plane, during walk. • In collaboration with the Wearable Lab – ETH, Zurich, we developed an algorithm to monitor the user during several walking condition where the user carry a load. The remainder of the thesis is organized as follows. Chapter I gives an overview about Body Area Networks (BANs), illustrating the relevant features of this technology and the key challenges still open. It concludes with a short list of the real solutions and prototypes proposed by academic research and manufacturers. The domain of the posture and gait analysis, the methodologies, and the technologies used to provide real-time feedback on detected events, are illustrated in Chapter II. The Chapter III and IV, respectively, shown BANs developed with the purpose to detect fall and monitor the gait taking advantage by two inertial measurement unit and baropodometric insoles. Chapter V reports an audio-biofeedback system to improve balance on the information provided by the use centre of mass. A walking assistant based on the KNN classifier to detect walking alteration on load carriage, is described in Chapter VI.

Connessione di sitemi a microcontrollore con reti geografiche

Fra le varie ragioni della crescente pervasività di Internet in molteplici settori di mercato del tutto estranei all’ICT, va senza dubbio evidenziata la possibilità di creare canali di comunicazione attraverso i quali poter comandare un sistema e ricevere da esso informazioni di qualsiasi genere, qualunque distanza separi controllato e controllore. Nel caso specifico, il contesto applicativo è l’automotive: in collaborazione col Dipartimento di Ingegneria Elettrica dell’Università di Bologna, ci si è occupati del problema di rendere disponibile a distanza la grande quantità di dati che i vari sotto-sistemi componenti una automobile elettrica si scambiano fra loro, sia legati al tipo di propulsione, elettrico appunto, come i livelli di carica delle batterie o la temperatura dell’inverter, sia di natura meccanica, come i giri motore. L’obiettivo è quello di permettere all’utente (sia esso il progettista, il tecnico riparatore o semplicemente il proprietario) il monitoraggio e la supervisione dello stato del mezzo da remoto nelle sue varie fasi di vita: dai test eseguiti su prototipo in laboratorio, alla messa in strada, alla manutenzione ordinaria e straordinaria. L’approccio individuato è stato quello di collezionare e memorizzare in un archivio centralizzato, raggiungibile via Internet, tutti i dati necessari. Il sistema di elaborazione a bordo richiede di essere facilmente integrabile, quindi di piccole dimensioni, e a basso costo, dovendo prevedere la produzione di molti veicoli; ha inoltre compiti ben definiti e noti a priori. Data la situazione, si è quindi scelto di usare un sistema embedded, cioè un sistema elettronico di elaborazione progettato per svolgere un limitato numero di funzionalità specifiche sottoposte a vincoli temporali e/o economici. Apparati di questo tipo sono denominati “special purpose”, in opposizione ai sistemi di utilità generica detti “general purpose” quali, ad esempio, i personal computer, proprio per la loro capacità di eseguire ripetutamente un’azione a costo contenuto, tramite un giusto compromesso fra hardware dedicato e software, chiamato in questo caso “firmware”. I sistemi embedded hanno subito nel corso del tempo una profonda evoluzione tecnologica, che li ha portati da semplici microcontrollori in grado di svolgere limitate operazioni di calcolo a strutture complesse in grado di interfacciarsi a un gran numero di sensori e attuatori esterni oltre che a molte tecnologie di comunicazione. Nel caso in esame, si è scelto di affidarsi alla piattaforma open-source Arduino; essa è composta da un circuito stampato che integra un microcontrollore Atmel da programmare attraverso interfaccia seriale, chiamata Arduino board, ed offre nativamente numerose funzionalità, quali ingressi e uscite digitali e analogici, supporto per SPI, I2C ed altro; inoltre, per aumentare le possibilità d’utilizzo, può essere posta in comunicazione con schede elettroniche esterne, dette shield, progettate per le più disparate applicazioni, quali controllo di motori elettrici, gps, interfacciamento con bus di campo quale ad esempio CAN, tecnologie di rete come Ethernet, Bluetooth, ZigBee, etc. L’hardware è open-source, ovvero gli schemi elettrici sono liberamente disponibili e utilizzabili così come gran parte del software e della documentazione; questo ha permesso una grande diffusione di questo frame work, portando a numerosi vantaggi: abbassamento del costo, ambienti di sviluppo multi-piattaforma, notevole quantità di documentazione e, soprattutto, continua evoluzione ed aggiornamento hardware e software. È stato quindi possibile interfacciarsi alla centralina del veicolo prelevando i messaggi necessari dal bus CAN e collezionare tutti i valori che dovevano essere archiviati. Data la notevole mole di dati da elaborare, si è scelto di dividere il sistema in due parti separate: un primo nodo, denominato Master, è incaricato di prelevare dall’autovettura i parametri, di associarvi i dati GPS (velocità, tempo e posizione) prelevati al momento della lettura e di inviare il tutto a un secondo nodo, denominato Slave, che si occupa di creare un canale di comunicazione attraverso la rete Internet per raggiungere il database. La denominazione scelta di Master e Slave riflette la scelta fatta per il protocollo di comunicazione fra i due nodi Arduino, ovvero l’I2C, che consente la comunicazione seriale fra dispositivi attraverso la designazione di un “master” e di un arbitrario numero di “slave”. La suddivisione dei compiti fra due nodi permette di distribuire il carico di lavoro con evidenti vantaggi in termini di affidabilità e prestazioni. Del progetto si sono occupate due Tesi di Laurea Magistrale; la presente si occupa del dispositivo Slave e del database. Avendo l’obiettivo di accedere al database da ovunque, si è scelto di appoggiarsi alla rete Internet, alla quale si ha oggi facile accesso da gran parte del mondo. Questo ha fatto sì che la scelta della tecnologia da usare per il database ricadesse su un web server che da un lato raccoglie i dati provenienti dall’autovettura e dall’altro ne permette un’agevole consultazione. Anch’esso è stato implementato con software open-source: si tratta, infatti, di una web application in linguaggio php che riceve, sotto forma di richieste HTTP di tipo GET oppure POST, i dati dal dispositivo Slave e provvede a salvarli, opportunamente formattati, in un database MySQL. Questo impone però che, per dialogare con il web server, il nodo Slave debba implementare tutti i livelli dello stack protocollare di Internet. Due differenti shield realizzano quindi il livello di collegamento, disponibile sia via cavo sia wireless, rispettivamente attraverso l’implementazione in un caso del protocollo Ethernet, nell’altro della connessione GPRS. A questo si appoggiano i protocolli TCP/IP che provvedono a trasportare al database i dati ricevuti dal dispositivo Master sotto forma di messaggi HTTP. Sono descritti approfonditamente il sistema veicolare da controllare e il sistema controllore; i firmware utilizzati per realizzare le funzioni dello Slave con tecnologia Ethernet e con tecnologia GPRS; la web application e il database; infine, sono presentati i risultati delle simulazioni e dei test svolti sul campo nel laboratorio DIE.

Progettazione e implementazione di applicazioni context-aware su dispositivi mobili

Il progetto descritto in questo documento consiste fondamentalmente nell'integrazione di applicazioni context-aware su dispositivi mobili con reti di sensori e nello studio delle problematiche derivanti, vantaggi e potenziali utilizzi. La rete è stata costruita sfruttando l'insieme di protocolli per comunicazioni via radio Zigbee, particolarmente adatti per interazione tra dispositivi a basso consumo energetico e che necessitano di uno scarso tasso di trasferimento di dati. Le informazioni ottenute da sensori di varia natura sono processate da microcontrollori Arduino, scelti per la loro versatilità di utilizzo e design open source. Uno o più dispositivi sono designati per aggregare i dati rilevati dai singoli nodi in un unico pacchetto di informazioni, semanticamente correlate tra loro, quindi emetterle in broadcast su una diversa interfaccia di rete, in modo che diverse applicazioni esterne in ascolto possano riceverle e manipolarle. Viene utilizzato un protocollo specifico per la comunicazione tra i microcontrollori e le applicazioni che si interfacciano con la rete, costruito su misura per dispositivi con risorse limitate. L'applicazione context-aware che interagisce con la rete è stata sviluppata su piattaforma Android, la cui particolare flessibilità favorisce una migliore capacità di gestire i dati ottenuti. Questa applicazione è in grado di comunicare con la rete, manipolare i dati ricevuti ed eventualmente intraprendere azioni specifiche in totale indipendenza dal suo utilizzatore. Obiettivo del progetto è quello di costruire un meccanismo di interazione tra le tecnologie più adattivo e funzionale possibile.

Tecniche di localizzazione indoor per il tracciamento di oggetti: studio per un caso reale

Nuovi sviluppi nella comunicazione wireless e nell'elettronica hanno permesso lo sviluppo di dispositivi poco costosi, poco energivori e multifunzione, piccoli in dimensione e in grado di comunicare a breve distanza. Collegati con tecnologie senza fili e disponibili in gran numero, questi sensori hanno offerto opportunità senza precedenti nel monitorare e controllare case, città, e l'ambiente. In aggiunta, i sensori wireless hanno anche una vasta gamma di applicazioni nella sicurezza, generando nuove capacità di riconoscimento e sorveglianza, unite ad altre finalità tattiche. La capacità di localizzazione di questi congegni poi è altamente studiata e ricercata, per applicazioni che vanno dal monitoraggio di incendi,della qualità dell'acqua e dell'agricoltura di precisione alla gestione di inventari, di sistemi anti intrusione, monitoraggio del traffico e di parametri medici. Da questo esteso panorama di utilizzi, è scaturita l'idea di un impiego di queste reti in un contesto particolare. L'esperienza maturata in ambito fieristico mi ha portato a considerare una problematica da sempre sentita, ma che non ha mai trovato soluzioni soddisfacenti o definitive, che è quella della protezione dei beni dai rapinatori. In questo ultimo periodo, dove si assiste ad un progressivo ma repentino calo degli affari dovuto ad una congiuntura economica mondiale sfavorevole, il problema è più avvertito da chi, in vari settori, vede un sempre più basso margine di compensazione ai furti.

Comunicazioni wireless ieee 802.15.4 in sistemi a microcontrollore

Studio e realizzazione di una rete wireless di microcontrollori dotati di sensori, che comunicano mediante protocollo ZigBee (basato sul protocollo IEEE 802.15.4).

Plataforma de Integración Hardware-Software para Testbed de Redes de Sensores Inalámbricas

El campo de las redes de sensores inalámbricas ha cobrado gran importancia en esta última década ya que se han abierto diversas líneas de investigación con el fin de poder llevar a la práctica los conceptos y definiciones que envuelven el potencial de esta tecnología, y que está llamada a ser el futuro en la adquisición de datos de cualquier entorno físico de aplicación, mediante una herramienta basada en la autogestión y desatención durante largos periodos de tiempo, capacidad de tomar muestras cuando sea necesario a través de nodos sensores que se caractericen por el ahorro de energía y que puedan ser capaces de trabajar de forma autónoma durante meses, y que el carácter inalámbrico de la red a desplegar facilite las tareas de instalación y mantenimiento. Ello requiere que las condiciones para que una red de sensores inalámbrica sea la forma más viable de monitorizar un determinado entorno se base en ciertos requisitos de diseño, como lo es la baja tasa de transferencia de datos por parte de los nodos (estos deben ser capaces de transmitir la información recolectada desde los sensores y luego permanecer dormidos hasta una nueva adquisición), hardware enfocado al bajo consumo de energía con el fin de evitar cambios en la fuente de energía (baterías) durante largos periodos de tiempo, adaptabilidad al entorno de aplicación, flexibilidad y escalabilidad de la red si la aplicación hace necesario la inclusión de nuevos nodos o la modificación de los ya existentes, sin que ello suponga mayores dificultades en su desarrollo e implementación. El Centro de Electrónica industrial de la Universidad Politécnica de Madrid se incluye dentro de este último grupo, donde se ha diseñado una completa plataforma hardware para redes de sensores inalámbricas, con el fin de investigar las potencialidades, dificultades y retos que supone el realizar un despliegue de nodos inalámbricos en cumplimiento de características primordiales como autonomía, flexibilidad y escalabilidad de la red, además de la autogestión de los dispositivos que forman parte de ella. El presente trabajo de investigación se centra en cubrir estas necesidades, por lo que su principal objetivo es la creación de una plataforma de integración hardware-software que permita explotar todas las potencialidades de la arquitectura Cookies a través de una herramienta que facilite el despliegue, control y mantenimiento de una red de sensores inalámbrica, con el fin último de contar con un sistema total para el prototipado rápido de aplicaciones, soporte de pruebas de nuevos desarrollos y la posibilidad de implementación de dicha plataforma en cualquier entorno real, siendo sólo necesario realizar pequeños ajustes desde el más alto nivel de abstracción para que el sistema sea capaz de adaptarse por sí solo. Para cumplir tales propósitos y lograr una completa integración del sistema conjunto, ha sido necesario fijar principalmente tres líneas de trabajo que se enmarcan dentro de los objetivos específicos del presente proyecto, las cuales se detallan a continuación: Bibliotecas Software modulares: Basada en la filosofía de modularidad y flexibilidad de la plataforma hardware, se hace imprescindible primeramente contar con una plataforma software para el control de todos y cada uno de los elementos que componen al nodo Cookie, a partir de bloques funcionales que permitan gestionar desde el núcleo de procesamiento principal todas las características de la plataforma. Esto permitirá asegurar el control de los recursos hardware y facilitar la utilización de la plataforma desde un nivel más alto de abstracción, sólo con la configuración de parámetros estandarizados para el funcionamiento de la misma. Perfil de aplicación Cookies: Después de contar con bloques software que permitan controlar las características de bajo nivel del nodo inalámbrico, es necesario crear una herramienta para la estandarización de la forma en la que se comunican los dispositivos a nivel de aplicación, con el fin de gestionar las características y atributos de los nodos sensores de forma remota y facilitar el entendimiento entre ellos. Para ello, es necesario fijar ciertas directivas y reglas que permitan homogeneizar la gestión de tareas asociadas a los nodos Cookies, a través del diseño de un perfil de aplicación. Testbed para redes de sensores: Como resultado de las dos líneas anteriores de trabajo, la idea es contar con un instrumento que permita realizar pruebas reales haciendo uso de la plataforma de integración HW-SW, a partir de la gestión de todas las características y potencialidades que ofrece el perfil de aplicación creado y así facilitar el desarrollo de prototipos para aplicaciones basadas en redes de sensores inalámbricas, de forma rápida y eficiente. En este sentido, la idea es contar con un banco de pruebas basado en un despliegue de nodos Cookies que pueda ser controlado desde un ordenador central a través de una interfaz de usuario, desde el cual se lleva a cabo la monitorización y actuación sobre la red inalámbrica. Con el fin de lograr todos los objetivos planteados, ha sido necesario realizar un exhaustivo estudio de la plataforma hardware descrita anteriormente con el fin de conocer la forma en la que interactúan cada uno de los elementos incluidos en los nodos, así como la arquitectura y filosofía de los mismos, para poder llevar a cabo la integración con el software y, como se verá más adelante, realizar ajustes en el hardware para poder implementar correctamente las funcionalidades diseñadas. Por otro lado, ha sido necesario analizar las características de la especificación ZigBee y, sobre todo, las propiedades que posee el módulo de comunicaciones que incluye la plataforma hardware, el ETRX2, con el fin de poder realizar una configuración y gestión adecuada de los nodos a través de la red inalámbrica, aprovechando las posibilidades y recursos que ofrece dicho módulo.