Intrusion tolerant routing with data consensus in wireless sensor networks

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Collecting data for indoor mapping of the university of Münster via a location based game

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Automated Generation of Indoor Accessibility Information for Mobility-Impaired Individuals

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

CMOS indoor light energy harvesting system for wireless sensing applications

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Preliminary study of the acoustic behavior concerning an innovative prototype for indoor modular partitioning

This paper presents a preliminary acoustic study concerning the development of the first prototype of a patented removable module for interior partitioning. It is a prefabricated, vertical element for division of interior spaces that does not require the use of gutters or technical support. A set of such modules, linearly disposed, will create a division, allowing the personalization of any indoor area, including open office spaces, rooms, among others. The main characteristic that distinguishes this element from the existing solutions available on the market is that its mobility relies exclusively on a set of integrated bearings at the base of each module. Through an incorporated elevation system, the user can lower the module, move it to the desired position and re-elevate it until pressed against the ledge of the ceiling, making it stable. In this sense, and taking into account its acoustic behavior, several tests were made in the LNEC acoustics lab. Airborne sound insulation tests for different typologies of the prototype were conducted, according to the applicable standards EN ISO 354:2003, EN ISO 717-1:2013 and EN ISO 10140-2:2010. Some important conclusions and analysis of the prototype viability were extracted.

Combining WLAN fingerprint-based localization with sensor data for indoor navigation using mobile devices

This project proposes an approach for supporting Indoor Navigation Systems using Pedestrian Dead Reckoning-based methods and by analyzing motion sensor data available in most modern smartphones. Processes suggested in this investigation are able to calculate the distance traveled by a user while he or she is walking. WLAN fingerprint- based navigation systems benefit from the processes followed in this research and results achieved to reduce its workload and improve its positioning estimations.

Indoor location-based analytics systems: Portuguese market compettive assessment and entry procing strategy of BIPs' technology in Sonae Sierra Shopping malls stores

This project attempts to provide an in-depth competitive assessment of the Portuguese indoor location-based analytics market, and to elaborate an entry-pricing strategy for Business Intelligence Positioning System (BIPS) implementation in Portuguese shopping centre stores. The role of industry forces and company’s organizational resources platform to sustain company’s competitive advantage was explored. A customer value-based pricing approach was adopted to assess BIPS value to retailers and maximize Sonae Sierra profitability. The exploratory quantitative research found that there is a market opportunity to explore every store area types with tailored proposals, and to set higher-than-tested membership fees to allow a rapid ROI, concluding there are propitious conditions for Sierra to succeed in BIPS store’s business model in Portugal.

Sensores “em movimento"

A domótica e a Internet das Coisas (Internet of Things – IoT) são dois conceitos que estão a ter bastante impacto na sociedade e a mudar o seu quotidiano, pelo que o utilizador é mais exigente na utilização dos seus equipamentos, pretendendo, que sejam mais simples e eficazes. A IoT é também muito utilizada na vertente da qualidade de vida (verificação da qualidade do ar, temperatura etc.) pelo que é necessário a utilização de uma rede de sensores de forma que toda a informação recolhida seja disponibilizada ao utilizador. Os sensores estão ligados a nós da rede de forma a recolherem informação. Essa rede pode ser constituída por diferentes topologias, sendo que a mais usual é a rede em Malha, pois no caso de um dos nós deixar de funcionar, a mensagem é enviada através de outros nós até chegar ao nó principal. O passo seguinte consiste em enviar toda essa informação para a Cloud, sendo que, nas soluções existentes, é necessário que o utilizador tenha um ponto fixo (gateway) com acesso à internet. Quando não é possível internet por cabo, a solução é a utilização de redes sem fios ou a utilização de, por exemplo, um cartão 3G/4G que implica o pagamento de taxas às operadoras móveis. Estas soluções implicam, na sua grande maioria uma instalação elétrica para alimentação dos nós dos sensores. O grande problema surge quando o utilizador não possui nenhum acesso à Internet (no local onde são instalados os sensores), ou no caso de não existência de nenhuma instalação elétrica para alimentação dos nós dos sensores. A solução proposta nesta dissertação consiste na utilização de um telemóvel, de um utilizador aleatório, como gateway. Assim, um utilizador comum pode ligar os seus sensores onde for necessário. Esses sensores são configurados Over-The-Air através de uma camada de aplicação do dispositivo de comunicação, como por exemplo, o Synapse. Após configuração, os sensores estão prontos a recolher toda a informação e enviá-la através da rede até ao nó principal. O nó principal é constituído pelo dispositivo de comunicação referido anteriormente, ligado a um microcontrolador (Arduino, por exemplo) que tem agregado um leitor de cartões SD e um dispositivo Bluetooth (BLE). Toda a informação recolhida pelos sensores é guardada no cartão SD até que um utilizador, com um telemóvel (Smartphone Android com a aplicação desenvolvida instalada) com o Bluetooth ligado, se aproxime do nó principal. Assim que a ligação é aceite e estabelecida, a aplicação envia a data mais recente de um sensor específico presente na sua base de dados na Cloud para o Arduino, permitindo que este apague os dados mais antigos presentes no cartão e envie, como resposta para o telemóvel, a informação mais antiga recolhida pelo sensor, atualizando assim a informação. A aplicação deste conceito pode ser útil quando não existe nenhuma ligação à internet ou quando um utilizador, por exemplo uma entidade responsável pelo meio ambiente e que seja necessário inserir sensores numa floresta, para prevenção de fogos. Assim os nós vão enviar toda a informação recolhida através da sua rede. Posteriormente, cabe ao utilizador escolher um sítio estratégico, onde saiba que irão passar indivíduos com alguma frequência, de modo a que estes recebam essa informação para o seu telemóvel.

Switching mode power amplifier for bluetooth applications

Modern fully integrated transceivers architectures, require circuits with low area, low cost, low power, and high efficiency. A key block in modern transceivers is the power amplifier, which is deeply studied in this thesis. First, we study the implementation of a classical Class-A amplifier, describing the basic operation of an RF power amplifier, and analysing the influence of the real models of the reactive components in its operation. Secondly, the Class-E amplifier is deeply studied. The different types of implementations are reviewed and theoretical equations are derived and compared with simulations. There were selected four modes of operation for the Class-E amplifier, in order to perform the implementation of the output stage, and the subsequent comparison of results. This led to the selection of the mode with the best trade-off between efficiency and harmonics distortion, lower power consumption and higher output power. The optimal choice was a parallel circuit containing an inductor with a finite value. To complete the implementation of the PA in switching mode, a driver was implemented. The final block (output stage together with the driver) got 20 % total efficiency (PAE) transmitting 8 dBm output power to a 50 W load with a total harmonic distortion (THD) of 3 % and a total consumption of 28 mW. All implementations are designed using standard 130 nm CMOS technology. The operating frequency is 2.4 GHz and it was considered an 1.2 V DC power supply. The proposed circuit is intended to be used in a Bluetooth transmitter, however, it has a wider range of applications.

Methodology for WSN communication technologies automated field tests

Wireless Sensor Networks(WSN) are networks of devices used to sense and act that applies wireless radios to communicate. To achieve a successful implementation of a wireless device it is necessary to take in consideration the existence of a wide variety of radios available, a large number of communication parameters (payload, duty cycle, etc.) and environmental conditions that may affect the device’s behaviour. However, to evaluate a specific radio towards a unique application it might be necessary to conduct trial experiments, with such a vast amount of devices, communication parameters and environmental conditions to take into consideration the number of trial cases generated can be surprisingly high. Thus, making trial experiments to achieve manual validation of wireless communication technologies becomes unsuitable due to the existence of a high number of trial cases on the field. To overcome this technological issue an automated test methodology was introduced, presenting the possibility to acquire data regarding the device’s behaviour when testing several technologies and parameters that care for a specific analysis. Therefore, this method advances the validation and analysis process of the wireless radios and allows the validation to be done without the need of specific and in depth knowledge about wireless devices.

Contribution of portuguese vernacular building strategies to indoor thermal comfort and occupants’ perception

Solar passive strategies that have been developed in vernacular architecture from different regions are a response to specific climate effects. These strategies are usually simple, low-tech and have low potential environmental impact. For this reason, several studies highlight them as having potential to reduce the demands of non-renewable energy for buildings operation. In this paper, the climatic contrast between northern and southern parts of mainland Portugal is presented, namely the regions of Beira Alta and Alentejo. Additionally, it discusses the contribution of different climate-responsive strategies developed in vernacular architecture from both regions to assure thermal comfort conditions. In Beira Alta, the use of glazed balconies as a strategy to capture solar gains is usual, while in Alentejo the focus is on passive cooling strategies. To understand the effectiveness of these strategies, thermal performances and comfort conditions of two case studies were evaluated based on the adaptive comfort model. Field tests included measurement of hygrothermal parameters and surveys on occupants’ thermal sensation. From the results, it has been found that the case studies have shown a good thermal performance by passive means alone and that the occupants feel comfortable, except during winter where there is the need to use simple heating systems.

Indoor biological agents: evaluation of primary schools environments

Dissertação de mestrado em Human Engineering

Gestão e instalação de redes de sensores sem fios (domótica)

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

Análisis y optimización del radio enlace en un sistema RFID

El proyecto tiene como principal objetivo lograr mejorar el enlace entre el tag y el Reader, en un sistema RFID (Radio Frecuency IDentification). El mismo será abordado desde dos ópticas de trabajo; La primera, es lograr el mismo alcance de los sistemas actuales, reduciendo la potencia aportada por el Reader. En esta situación su principal aplicación será en los implantes en seres vivos, disminuyendo la radiación electromagnética en los mismos. La segunda, es lograr aumentar la distancia del alcance del enlace, sin aumentar la potencia del Reader.

Efeito da dieta e do ciclismo indoor sobre a composição corporal e nível sérico lipídico

FUNDAMENTO: O ciclismo indoor é um exercício aeróbico no qual se utiliza grandes grupamentos musculares dos membros inferiores, carente de impacto osteoarticular e de elevado gasto calórico, o que o torna interessante para se gerar uma estratégia não farmacológica. OBJETIVO: Analisar a composição corporal e o perfil lipídico sérico de mulheres com sobrepeso após doze semanas de dieta hipocalórica e treinamento de ciclismo indoor. MÉTODOS: Foram randomizadas 40 mulheres (23,90 ± 3,10 anos), subdivididas em quatro grupos: controle (C), ciclismo indoor (CI), ciclismo indoor associado a dieta hipocalórica (CD) e dieta hipocalórica (D). As variáveis analisadas foram: estatura e massa corporal, IMC, percentual de gordura, massa magra, triglicerídeos, colesterol e lipoproteinas (HDL,LDL,VLDL). O treinamento de ciclismo indoor consistiu em três sessões semanais de 45 minutos cada e a uma restrição energética de aproximadamente 1.200 kcal. O estudo teve duração de 12 semanas. Utilizou-se a estatística descritiva (média e desvio padrão) e inferencial (test t de Student). O nível de significância adotado foi de p < 0,05. RESULTADOS: Os grupos CI, CD e D reduziram significativamente as médias das variáveis antropométricas após as 12 semanas de intervenção (massa corporal, percentual de gordura e índice de massa corporal), além dos níveis séricos de colesterol total e triglicerídios. Em relação ao HDL colesterol, houve aumento significativo para os grupos CI e CD. CONCLUSÃO: De acordo com os resultados, o ciclismo indoor e a dieta hipocalórica contribuíram no combate ao sobrepeso bem como no controle do nível sérico dos lipídeos.