Aplicação de Internet of Things em casas inteligentes: Serviços de Rede

O foco principal no estudo da Internet of Things tem sido a integração de dispositivos digitais com o mundo físico e vice-versa. Os dispositivos inteligentes têm vindo a ganhar uma forte presença na nossa vida diária e cada vez mais, tendem a integrar o sistema de uma casa, automatizando processos comuns como o controlo de temperatura ambiente ou mesmo a percentagem de luminosidade de uma divisão. A visão da IoT contempla um mundo interconectado, recolhendo informações de forma automática e possibilitando a comunicação entre dispositivos. Contudo, as tecnologias existentes para a criação de redes que albergam estes novos dispositivos carecem de padrões bem definidos, dificultando a interoperabilidade entre as diversas soluções existentes. Neste projeto são estudadas e aplicadas as tecnologias mais promissoras aplicáveis ao paradigma Internet of Things, com o objetivo de encontrar um conjunto de protocolos padrão para a implementação de sistemas de automação em casas inteligentes.1 Como objetivo final deste projeto, pretende-se criar uma rede de dispositivos com capacidades sensoriais que tenham a capacidade de comunicar com o mundo externo, permitindo o acesso à rede por qualquer tipo de utilizador. Com isso, espera-se caminhar para mais perto da padronização dos protocolos inerentes à IoT e habilitar interoperabilidade entre as mais diversas soluções. São apresentados e utilizados os protocolos que mais se adaptam ao tema escolhido, tentando simplificar a rede para que esta possa ser incluída em qualquer ambiente doméstico, recorrendo a hardware de custo reduzido. Os protocolos apresentados são o 6LoWPAN, utilizando o protocolo IEEE 802.15.4 como interface de rede juntamente com endereçamento IPv6. É também utilizado o protocolo CoAP na troca de mensagens entre os dispositivos.

Controlo Difuso para Suspensões Autmomóveis

Desde o aparecimento do primeiro automóvel produzido em massa que o objetivo de muitos engenheiros foi o de melhorar sua qualidade, deempenho, conforto entre outros aspetos, de forma a que os futuros automóveis fossem cada vez melhores. O automóvel é constituído por diversos elementos os quais lhe acrescentam diversas características importantes. Um dos elementos que confere ao automóvel uma maior segurança, característica muito importante, é a suspensão existente no mesmo. As suspensões podem ser construídas de diversas formas, visando reagirem de modo diferente às diversas situações a que o automóvel é sujeito. Como em qualquer tipo de tecnologia, as suspensões utilizadas atualmente nos automóveis em dia nem sempre foram tão evoluídas. As primeiras suspensões automóveis, eram constituídas por sistemas de molas mais rudimentares e onde as suas características eram fixas. Com o passar do tempo e com as constantes evoluções tecnológicas, estas suspensões passaram a ser constituídas por mais elementos, como os amortecedores, sendo que nos dias de hoje existem elementos que podem ser controlados em tempo real, de forma a melhor se adaptarem às condições das estradas. Estes elementos quando aplicados a suspensão automóvel constituem as suspensões ativas e semi-ativas existentes atualmente. As suspensões ativas presentes nos veículos é o tema principal desta tese. O estudo efetuado pretende estudar se é possível criar um sistema de suspensão controlado por meio de um controlador difuso, o qual apresente um comportamento e desempenho característico das suspensões ativas abordadas ao longo do estudo teórico. Para testar todo o trabalho, foram desenvolvidos modelos utilizando a ferramenta Simulink existente no software Matlab, com base em estudos matemáticos que permitem descrever o funcionamento das suspensões através de equações de movimento. Os controladores difusos desenvolvidos, os quais são implementados em todos os modelos são programados através do uso da toolbox para sistemas difusos existente no Matlab. De forma a poder validar se, de facto, os modelos desenvolvidos eram fiáveis de serem implementados em futuras aplicações reais, foram comparados os resultados obtidos pelas suspensões ativas desenvolvidas com as suspensões passivas equivalentes.

Segurança de Redes em Sistemas de Experimentação Remota

O crescimento dos sistemas de informação e a sua utilização massiva criou uma nova realidade no acesso a experiências remotas que se encontram geograficamente distribuídas. Nestes últimos tempos, a temática dos laboratórios remotos apareceu nos mais diversos campos como o do ensino ou o de sistemas industriais de controlo e monitorização. Como o acesso aos laboratórios é efectuado através de um meio permissivo como é o caso da Internet, a informação pode estar à mercê de qualquer atacante. Assim, é necessário garantir a segurança do acesso, de forma a criar condições para que não se verifique a adulteração dos valores obtidos, bem como a existência de acessos não permitidos. Os mecanismos de segurança adoptados devem ter em consideração a necessidade de autenticação e autorização, sendo estes pontos críticos no que respeita à segurança, pois estes laboratórios podem estar a controlar equipamentos sensíveis e dispendiosos, podendo até eventualmente comprometer em certos casos o controlo e a monotorização de sistemas industriais. Este trabalho teve como objectivo a análise da segurança em redes, tendo sido realizado um estudo sobre os vários conceitos e mecanismos de segurança necessários para garantir a segurança nas comunicações entre laboratórios remotos. Dele resultam as três soluções apresentadas de comunicação segura para laboratórios remotos distribuídos geograficamente, recorrendo às tecnologias IPSec, OpenVPN e PPTP. De forma a minimizar custos, toda a implementação foi assente em software de código aberto e na utilização de um computador de baixo custo. No que respeita à criação das VPNs, estas foram configuradas de modo a permitir obter os resultados pretendidos na criação de uma ligação segura para laboratórios remotos. O pfSense mostrou-se a escolha acertada visto que suporta nativamente quaisquer das tecnologias que foram estudadas e implementadas, sem necessidade de usar recursos físicos muito caros, permitindo o uso de tecnologias de código aberto sem comprometer a segurança no funcionamento das soluções que suportam a segurança nas comunicações dos laboratórios remotos.

Controlo de vibrações em pontes pedonais sujeitas a acções de multidões

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil de Estruturas

Desenvolvimento e Controlo de um Veículo Autónomo Aéreo Quadrotor

A crescente necessidade de meios de inspecção e recolha de informação de infraestruturas e do meio ambiente natural, origina o recurso a meios tecnológicos cada vez mais evoluídos. Neste contexto, os robôs móveis autónomos aéreos surgem como uma ferramenta importante. Em particular, os veículos aéreos de asa móvel, pela sua manobrabilidade e controlo podem-se utilizar eficazmente em meios complexos como cenários interiores onde o ambiente é parcialmente controlado. A sua utilização em coordenação com outros veículos robóticos móveis e em particular com a crescente autonomia de decisão, permitem uma eficiência elevada, por exemplo, em tarefas de recolha automática de informação, vigilância, apoio a comunicações, etc. A inexistência de um veículo autónomo de asa móvel no cenário multi-robótico desenvolvido pelo Laboratório de Sistemas Autónomos do Instituto Superior de Engenharia do Porto, aliada às suas aplicações referidas, criou a necessidade do desenvolvimento de um veículo desta gama. Identificou-se, pois, o desenvolvimento de um veículo autónomo aéreo do tipo quadrotor com capacidade de vôo base estabilizado como o problema a resolver. Foi efectuado um levantamento de requisitos do sistema, a caracterização de um veículo autónomo aéreo Vertical Take-off and Landing - VTOL, e efectuado um trabalho de pesquisa a fim de possibilitar o conhecimento das técnicas e tecnologias envolvidas. Tendo em vista o objectivo de controlo e estabilização do veículo, foi efectuada a modelização do sistema que serviu não só para a melhor compreensão da sua dinâmica mas também para o desenvolvimento de um simulador que possibilitou a validação de estratégias de controlo e avaliação de comportamentos do veículo para diferentes cenários. A inexistência de controladores de motores brushless adequada (frequência de controlo), originou o desenvolvimento de um controlador dedicado para motores brushless, motores esses utilizados para a propulsão do veículo. Este controlador permite uma taxa de controlo a uma frequência de 20KHz, possui múltiplas interfaces de comunicação (CAN, RS232, Ethernet, SPI e JTAG), é de reduzido peso e dimensões e modular, visto ter sido implementado em dois módulos, i.e., permite a sua utilização com diferentes interfaces de potência. Projectou-se um veículo autónomo aéreo em termos físicos com a definição da sua arquitectura de hardware e software bem como o sistema de controlo de vôo. O sistema de estabilização de vôo compreende o processamento de informação fornecida por um sistema de navegação inercial, um sonar e o envio de referências de velocidade para cada um dos nós de controlo ligados a um barramento CAN instalado no veículo. A implementação do veículo foi alcançada nas suas vertentes mecânica, de hardware e software. O UAV foi equipado com um sistema computacional dotando-o de capacidades para o desempenho de tarefas previamente analisadas. No presente trabalho, são também tiradas algumas conclusões sobre o desenvolvimento do sistema e sua implementação bem como perspectivada a sua evolução futura no contexto de missões coordenadas de múltiplos veículos robóticos.

Influência do treino do passo rápido voluntário nas estratégias de feedforward e feedback em Adultos mais Velhos

Introdução:O envelhecimento influencia negativamente o controlo postural, diminuindo a capacidade de recuperar o equilíbrio após uma perturbação externa e consequentemente aumento do risco de queda nos adultos mais velhos Objetivo(s):Verificar a influência do treino do passo rápido voluntário nas estratégias de feedforward e feedback em adultos mais velhos aquando o stepping anterior e posterior, bem como o timing e sequência de ativação muscular, ajustes posturais antecipatórios (APA) e compensatórios (APC1,APC2), comprimento, latência, velocidade média (VM) do passo e estratégias de passo lateral Métodos:19 participantes foram distribuídos aleatoriamente por dois grupos, o grupo experimental (n=9) e o grupo controlo (n=10), estudo randomizado controlado. Ambos foram submetidos a um protocolo de exercício físico durante 3 meses, 2 vezes/semana. Adicionalmente o grupo experimental (GE) realizou o treino do passo rápido voluntário bilateral nas várias direções. A resposta a um desequilíbrio postural em vários sentidos e consequente resposta de stepping anterior, posterior ou lateral foram avaliadas por meio de eletromiografia de superfície e por um sistema de imagem 3D Resultados: Na variação entre o momento inicial e final (M0-M1), durante o stepping anterior o GE, comparativamente ao GC, aumentou e diminuiu significativamente o timing do RF ipsilateral e GemM, respetivamente. Na variação do timing dos músculos BF ipsilateral e contralateral e TA contralateral, o GE diminuiu significativamente menos do que o GC. O GE aumentou significativamente o comprimento do stepping posterior do que o GC. Quanto à variação da latência observou-se que o GE aumentou significativamente do que o GC nos dois steppings. Na variação da VM, do stepping anterior, o GE diminuiu significativamente mais do que GC. O GE aumentou e diminuiu significativamente os APAS e os APC1 do que o GC no stepping posterior e anterior, respetivamente. Verificou-se que a estratégia mais frequente nos dois momentos e grupos foi a estratégia de stepping lateral direto Conclusão: A contínua prática do stepping rápido voluntário parece promover um melhor controlo postural sendo um importante exercício específico para prevenção de quedas

Profilaxia da Isoimunização RhD: uma Proposta de Protocolo

A isoimunização RhD tem uma importante morbilidade e mortalidade perinatal. A introdução no fim dos anos 60 da imunoprofilaxia veio diminuir drasticamente a incidência desta patologia. A profilaxia com imunoglobulina anti-D, quando administrada na dose correcta e atempadamente, impede a isoimunização RhD. Porém, os novos casos que continuam a surgir anualmente, alertam-nos para a necessidade de melhorar urgentemente a nossa conduta nestas situações. Neste artigo os autores apresentam uma revisão da imunopatologia da isoimunização RhD, assim como dos vários factores envolvidos na sua profilaxia.

Reconfiguração e desenvolvimento do sistema de controlo de um AGV

O veículo guiado automaticamente (AGV) adquirido pelo Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) tem vindo a ficar obsoleto devido ao hardware, que nos dias de hoje começa a dar sinais de falhas bem como falta de peças de substituição, e ao software, sendo o PLC (Programmable Logic Controller) usado muito limitado quanto às suas funções de controlo, ficando as principais tarefas de controlo do AGV a cargo de placas eletrónicas de controlo. Para promover o controlo autónomo do AGV, foi decidido retirar toda a parte de hardware que detinha o controlo do mesmo e passou a ser um novo PLC, com maior capacidade de processamento, a executar todo o tipo de controlo necessário ao funcionamento do mesmo. O hardware considerado apenas incluí, de forma resumida, os motores responsáveis pelo movimento e direção, placa de controlo de potência dos motores, placa de interface entre as saídas digitais do PLC e as entradas da placa de controlo de potência dos motores e os demais sensores necessários à deteção de obstáculos, fins de curso da direção, sensores dos postos de trabalho e avisadores de emergência. Todo o controlo de movimento e direção bem como a seleção das ações a executar passou a ficar a cargo do software programado no PLC assim como a interação entre o sistema de supervisão instalado num posto de controlo e o PLC através de comunicação via rádio. O uso do PLC permitiu a flexibilidade de mudar facilmente a forma como as saídas digitais são usadas, ao contrário de um circuito eletrónico que necessita de uma completa remodelação, tempo de testes e implementação para efetuar a mesma função. O uso de um microcontrolador seria igualmente viável para a aplicação em causa, no entanto o uso do PLC tem a vantagem de ser robusto, mais rápido na velocidade de processamento, existência de software de interface de programação bastante intuitivo e de livre acesso, facilidade de alterar a programação localmente ou remotamente, via rádio, acesso a vários protocolos de comunicação robustos como Modbus, Canbus, Profinet, Modnet, etc., e acesso integrado de uma consola gráfica totalmente programável. iv É ainda possível a sua expansão com adição de módulos de entradas e saídas digitais e/ou analógicas permitindo expandir largamente o uso do AGV para outros fins. A solução está a ser amplamente testada e validada no Laboratório de Automação (LabA) do Departamento de Engenharia Mecânica do ISEP (Instituto Superior de Engenharia do Porto), permitindo a otimização dos sistemas de controlo de direção bem como a interatividade entre o PLC e o programa de interface/supervisão do posto de trabalho.

Ownserver: sistema doméstico de prestação de serviços cloud

Neste trabalho foi considerada a possibilidade de incorporar serviços remotos, normalmente associados a serviços web e cloud computing, numa solução local que centralizasse os vários serviços num único sistema e permitisse aos seus utilizadores consumir e configurar os mesmos, quer a partir da rede local, quer remotamente a partir da Internet. Desta forma seria possível conciliar o acesso a partir de qualquer local com internet, característico nas clouds, com a simplicidade de concentrar num só sistema vários serviços que são por norma oferecidos por entidades distintas e ainda permitir aos seus utilizadores o controlo e configuração sobre os mesmos. De forma a validar que este conceito é viável, prático e funcional, foram implementadas duas componentes. Um cliente que corre nos dispositivos dos utilizadores e que proporciona a interface para consumir os serviços disponíveis e um servidor que irá conter e prestar esses serviços aos clientes. Estes serviços incluem lista de contactos, mensagens instantâneas, salas de conversação, transferência de ficheiros, chamadas e conferências de voz e vídeo, pastas remotas, pastas sincronizadas, backups, pastas partilhadas, VoD (Video-on Demand) e AoD (Audio-on Demand). Para o desenvolvimento do cliente e do servidor foi utilizada a framework Qt que recorre à linguagem de programação C++ e ao conjunto de bibliotecas que possui, para o desenvolvimento de aplicações multiplataforma. Para as comunicações entre clientes e servidor, foi utilizado o protocolo XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol), pela forma da biblioteca qxmpp e do servidor XMPP ejabberd. Pelo facto de conter um conjunto de centenas de extensões atualmente ativas que auferem funcionalidades como salas de conversação, transferências de ficheiros e até estabelecer sessões multimédia, graças à sua flexibilidade permitiu ainda a criação de extensões personalizada necessárias para algumas funcionalidades que se pretendeu implementar. Foi ainda utilizado no servidor a framework ffmpeg para suportar algumas funcionalidades multimédia. Após a implementação do cliente para Windows e Linux, e de implementar o servidor em Linux foi realizado um conjunto de testes funcionais para perceber se as funcionalidades e seus mecanismos funcionam corretamente. No caso onde a análise da performance e do consumo de recursos era importante, foram realizados testes de performance e testes de carga.

O uso dos sistemas de informação no apoio ao planeamento e controlo corporativo

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Estatística e Gestão de Informação

SYPEC: Desenvolvimento de uma aplicação Android para controlo e avaliação postural

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Serviços pós-4G em redes de satélite com recepção multi-pacote de acesso com agendamento

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e Computadores

Factores de Risco Social, Comportamental e Biológico de Gravidez na Adolescência: Estudo de Caso-Controlo

Introdução: O melhor conhecimento dos factores de risco da gravidez na adolescência, especialmente a não desejada, pode ser uma forma de contribuir para a sua prevenção. Objectivo: Determinar possíveis factores de risco sociais, comportamentais e biológicos de gravidez na adolescência. Métodos: Estudo de caso-controlo comparando adolescentes grávidas (casos) com adolescentes que nunca estiveram grávidas (controlos). Foram analisados factores de risco (a) social: índice de Graffar, tipo de família, rendimento escolar e abandono escolar; (b) comportamental: hábitos de dependência, coitarca, contracepção e número de parceiros sexuais; e (c) biológico: idade, menarca, regularidade dos ciclos menstruais, índice de massa corporal e perturbações da saúde mental. Resultados: Foram incluídas 50 jovens em cada grupo, emparelhadas por idade. Os factores de risco de gravidez encontrados com significado estatístico foram (a) sociais: índice de Graffar ≥4 (OR: 4,96; IC 95%: 1,96-12,74), família não nuclear (OR: 4,64; IC 95%: 1,83-11,98), reprovações prévias (OR: 8,84; IC 95%: 3,20-25,16) e abandono escolar (OR: 9,01; IC 95%: 3,34-24,96); (b) comportamentais: hábitos de dependência (OR: 8,43; IC 95%: 1,65-57,87) e não utilização de contracepção (OR: 44,33; IC 95%: 5,05-100,92); e (c) biológicos: idade de menarca <12 anos (OR: 5,25; IC 95%: 1,89-15,02), irregularidade dos ciclos menstruais (OR: 4,51; IC 95%: 1,74-11,91) e índice de massa corporal >percentil 85 (OR: 2,95; IC 95%: 1,04-8,55). Não se revelaram factores de risco de gravidez a existência de mais de um parceiro sexual (OR: 4,42; IC: 0,5-99,31), idade de coitarca <15 anos (OR: 5,11; IC 95%: 0,93-36,71) e as perturbações da saúde mental (OR=1; IC 95%=0,15-6,63). Conclusão: Na promoção da saúde sexual e reprodutiva sugere-se que se dê atenção privilegiada às jovens de meio desfavorecido, de famílias não nucleares, com insucesso escolar, hábitos de dependência, idade menor de menarca, ausência de contracepção, irregularidade menstrual e excesso de peso.

Acesso aos recursos genéticos e partilha dos benefícios - as experiências do Brasil, da Costa Rica e de Portugal

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Ambiente

O Protocolo como Ferramenta Estratégica de Comunicação em Contextos Culturais Diferentes

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Comunicação Estratégica