Cooperative framework for open real-time systems

Actualmente, os sistemas embebidos est��o presentes em toda a parte. Embora grande parte da popula����o que os utiliza n��o tenha a no����o da sua presen��a, na realidade, se repentinamente estes sistemas deixassem de existir, a sociedade iria sentir a sua falta. A sua utiliza����o massiva deve-se ao facto de estarem practicamente incorporados em quase os todos dispositivos electr��nicos de consumo, telecomunica����es, automa����o industrial e autom��vel. Influenciada por este crescimento, a comunidade cient��fica foi confrontada com novos problemas distribu��dos por v��rios dom��nios cient��ficos, dos quais s��o destacados a gest��o da qualidade de servi��o e gest��o de recursos - dom��nio encarregue de resolver problemas relacionados com a aloca����o ��ptima de recursos f��sicos, tais como rede, mem��ria e CPU. Existe na literatura um vasto conjunto de modelos que prop��em solu����es para v��rios problemas apresentados no contexto destes dom��nios cient��ficos. No entanto, n��o �� poss��vel encontrar modelos que lidem com a gest��o de recursos em ambientes de execu����o cooperativos e abertos com restri����es temporais utilizando coliga����es entre diferentes n��s, de forma a satisfazer os requisitos n��o funcionais das aplica����es. Devido ao facto de estes sistemas serem din��micos por natureza, apresentam a caracter��stica de n��o ser poss��vel conhecer, a priori, a quantidade de recursos necess��rios que uma aplica����o ir�� requerer do sistema no qual ir�� ser executada. Este conhecimento s�� �� adquirido aquando da execu����o da aplica����o. De modo a garantir uma gest��o eficiente dos recursos dispon��veis, em sistemas que apresentam um grande dinamismo na execu����o de tarefas com e sem restri����es temporais, �� necess��rio garantir dois aspectos fundamentais. O primeiro est�� relacionado com a obten����o de garantias na execu����o de tarefas de tempo-real. Estas devem sempre ser executadas dentro da janela temporal requirida. O segundo aspecto refere a necessidade de garantir que todos os recursos necess��rios �� execu����o das tarefas s��o fornecidos, com o objectivo de manter os n��veis de performance quer das aplica����es, quer do pr��prio sistema. Tendo em conta os dois aspectos acima mencionados, o projecto CooperatES foi especificado com o objectivo de permitir a dispositivos com poucos recursos uma execu����o colectiva de servi��os com os seus vizinhos, de modo a cumprir com as complexas restri����es de qualidade de servi��o impostas pelos utilizadores ou pelas aplica����es. Decorrendo no contexto do projecto CooperatES, o trabalho resultante desta tese tem como principal objectivo avaliar a practicabilidade dos conceitos principais propostos no ��mbito do projecto. O trabalho em causa implicou a escolha e an��lise de uma plataforma, a an��lise de requisitos, a implementa����o e avalia����o de uma framework que permite a execu����o cooperativa de aplica����es e servi��os que apresentem requisitos de qualidade de servi��o. Do trabalho desenvolvido resultaram as seguintes contribui����es: An��lise das plataformas de c��digo aberto que possam ser utilizadas na implementa����o dos conceitos relacionados com o projecto CooperatES; Crit��rios que influenciaram a escolha da plataforma Android e um estudo focado na an��lise da plataforma sob uma perspectiva de sistemas de tempo-real; Experi��ncias na implementa����o dos conceitos do projecto na plataforma Android; Avalia����o da practicabilidade dos conceitos propostos no projecto CooperatES; Proposta de extens��es que permitam incorporar caracter��sticas de sistemas de tempo real abertos na plataforma Android.

Estudo de tecnologias dom��ticas e a sua aplica����o em projectos

Actualmente a ��rea da dom��tica (automa����o de casas e edif��cios) encontra-se em franca expans��o, com principal relev��ncia nos pa��ses mais desenvolvidos, com um crescimento de mercado de mais de 10% ao ano. Existem in��meras razoes para a crescente implanta����o da dom��tica em edif��cios, entre as quais a maior efici��ncia energ��tica, o aumento da seguran��a e a redu����o do custo de aquisi����o das tecnologias. No que diz respeito as habita����es particulares, acrescenta-se essencialmente o aumento do conforto devido ao grau de automa����o trazido pela dom��tica. Apesar da dom��tica n��o ser uma ��rea cientifico-tecnol��gica recente, a r��pida evolu����o das tecnologias associadas, nomeadamente a n��vel das redes de comunica����o com e sem fios, foi uma das razoes fundamentais para a elabora����o desta Tese. Acresce o facto de o candidato estar actualmente envolvido profissionalmente na ��rea, pelo qual esta Tese assume uma particular import��ncia. Realizou-se um estudo comparativo das tecnologias de dom��tica mais relevantes, escolhidas quer pelas suas caracter��sticas t��cnicas quer pela sua implanta����o de mercado e potencial futuro - KNX/EIB, LonWorks, HomePlug, ZigBee e Z-Wave. Destas, comprovou-se que as duas primeiras s��o aquelas que, actualmente, tem maior adequabilidade para serem aplicadas em projectos de dom��tica. Foi por isso efectuado um estudo mais elaborado das tecnologias LonWorks e KNX/EIB, incluindo a forma pratica de instala����o/programa����o, a elabora����o de dois demonstradores e de dois projectos (de acordo com um caderno de encargos real), usando as duas tecnologias. Concluiu-se que a tecnologia LonWorks apresenta vantagens no que respeita a escalabilidade (dimens��o) dos sistemas. Em termos futuros, prev��-se a necessidade da interoperabilidade entre os nos/redes cablados (tradicionais) com nos/redes sem fio, seguindo a tend��ncia para os ambientes inteligentes (���ambient intelligence/assisted living���, ���smart spaces���, ���ubiquitous computing).

Sistema de expedi����o autom��tica em SAP: implementa����o log��stica na Gopaca

Este documento apresenta o desenvolvimento de um sistema que visa relacionar e interligar as tecnologias m��veis, automa����o industrial e SAP ��s necessidades da Gopaca, uma empresa de produ����o de derivados de cart��o. A empresa Gopaca demonstrou interesse e necessidade em melhorar os seus processos internos de maneira a aumentar produtividade, diminuir desperd��cios e implementar uma filosofia de Lean Manufacturing. Para que isso fosse poss��vel foram implementados novos processos em SAP de modo a automatizar todo o processo pr��-produtivo, p��s produtivo e expedicional, bem como implementado um sistema de Warehouse Management inovador a n��vel mundial no que a empresas de produ����o de cart��o diz respeito. Sendo expect��vel que ap��s a conclus��o do projecto os resultados fossem ineg��veis em termos de aplica����o da metodologia Lean Manufacturing. Foram efectuadas melhorias na forma como a entrada de mercadoria e produ����o �� feita em SAP, passando de completamente manual para completamente autom��tica, at�� �� forma como a expedi����o ser�� feita, apenas necessitando de um operador com uma pistola de leitura de c��digos de barra para despoletar o processo completo at�� ao momento de impress��o da guia de transporte. Todo este processo �� inovador no que diz respeito �� sua implementa����o em SAP com o foco no desejo do cliente, n��o existindo ainda, nenhum produto (modulo SAP) no mercado que permita a execu����o autom��tica dos processos indicados. Todos os processos se tornaram simples e intuitivos e na maior parte dos casos sem qualquer necessidade de interac����o com o utilizador, reduzindo o tempo anteriormente despendido nesta opera����es, podendo este ser aplicado nas ��reas onde �� realmente necess��rio.

Design de cen��rios de aprendizagem

A cada instante surgem novas solu����es de aprendizagem, resultado da evolu����o tecnol��gica constante com que nos deparamos. Estas inova����es potenciam uma transmiss��o do conhecimento entre o educador e o educando cada vez mais simplificada, r��pida e eficiente. Alguns destes avan��os t��m em vista a centraliza����o no aluno, atrav��s da delega����o de tarefas e da disponibiliza����o de conte��dos, investindo na autonomia e na auto-aprendizagem, de modo a que cada aluno crie o seu pr��prio m��todo de estudo, e evolua gradualmente, com o acompanhamento de um professor ou sistema aut��nomo de aprendizagem. Com esta investiga����o, �� pretendido fazer um estudo dos m��todos de aprendizagem ao longo do tempo at�� �� actualidade, enumerando algumas das ferramentas utilizadas no processo de aprendizagem, indicando os v��rios benef��cios, bem como contrapartidas do uso das mesmas. Ser�� tamb��m analisado um caso de estudo baseado numa destas ferramentas, descrevendo o seu funcionamento e modo de interac����o entre as v��rias entidades participantes, apresentando os resultados obtidos. O caso de estudo consistir�� na cria����o de um cen��rio espec��fico de aprendizagem, na ��rea da sa��de, analisando-o em diferentes contextos, e evidenciando as caracter��sticas e benef��cios de cada ambiente analisado, no processo aprendizagem. Ser�� ent��o demonstrado como �� poss��vel optimizar os processos de aprendizagem, utilizando ferramentas de informatiza����o e automatiza����o desses mesmos processos, de forma tornar o processo de ensino mais c��lere e eficaz, num ambiente control��vel, e com as funcionalidades que a tecnologia actual permite.

Modeliza����o e an��lise de desempenho de redes de distribui����o mistas

A evolu����o tecnol��gica a que se assistiu nas ��ltimas d��cadas tem sido um dos principais fatores da necessidade de utiliza����o de energia el��trica. Consequentemente, remodela����es tanto a n��vel de equipamentos na rede de distribui����o como da qualidade de servi��o t��m sido determinantes para fazer face a uma evolu����o crescente do consumo de energia el��trica por parte da sociedade. Esta evolu����o tem afetado significativamente o desempenho dos sistemas de prote����o e automatismos associados, sendo estes cada vez mais fi��veis e proporcionando maior seguran��a tanto aos ativos da rede como a pessoas. No entanto, esta evolu����o tem tido tamb��m impacto nas linhas de distribui����o em m��dia tens��o, estando estas a evoluir de rede a��rea para linhas mistas de distribui����o. As linhas mistas de distribui����o t��m diferentes desempenhos t��cnicos e econ��micos no que respeita aos sistemas de prote����o e respetivos automatismos de religa����o autom��tica. Neste trabalho s��o analisados alguns par��metros que t��m influ��ncia na atua����o das prote����es e respetivos automatismos de religa����o.

Flow amperometric determination of carbofuran and fenobucarb

A simple, rapid, and precise amperometric method for quantification of N-methylcarbamate pesticides in water samples and phytopharmaceuticals is presented. Carbofuran and fenobucarb are the target analytes. The method is developed in flow conditions providing the anodic oxidation of phenolic-based compounds formed after alkaline hydrolysis. Optimization of instrumental and chemical variables is presented. Under the optimal conditions, the amperometric signal is linear for carbofuran and fenobucarb concentrations over the range of 1.0*10-7 to 1.0*10-5 molL-1, with a detection limit of about 2 ngmL-1. The amperometric method is successfully applied to the analysis of spiked environmental waters and commercial formulations. The proposed method allows 90 samples to be analysed per hour, using 500 mL of sample, and producing wastewaters of low toxicity. The proposed method permits determinations at the mgL 1 level and offers advantages of simplicity, accuracy, precision, and applicability to coloured and turbid samples, and automation feasibility.

Flow injection potentiometric determination of chlorpromazine

New chlorpromazine selective electrodes with a tubular arrangement and no internal reference solution are proposed. Selective membranes are of poly(vinyl chloride) (PVC) with the tetraphenylborate���chlorpromazine (TPB���CPZ) ion-exchanger dissolved in o-nitrophenyl octyl ether (oNPOE). Analytical features of the electrodes were evaluated on a single-channel flow assembly having 500 ��l injection volumes and flow-rates of 4.5 ml min���1. For a carrier solution of 3.3��10���3Min sodium sulphate, Nernstian responsewas observed over the concentration range 1.0��10���5 to 1.0��10���2 M. Average slopes were about 59mVdecade���1 and squared correlation coefficients were >0.9984. Slight hiper-Nernstian behaviour was observed in buffer solutions of 4.4 pH; average slopes were of 62.06mVdecade���1. The electrode displayed a good selectivity for CPZ, with respect to, several foreign inorganic and organic species. The selective electrodes were successfully applied to the analysis of pure solutions and pharmaceutical preparations. Proposed method allows the analysis of 84 samples h���1, producing wastewaters of low toxicity. The proposed method offers the advantage of simplicity, accuracy, applicability to coloured and turbid samples, and automation feasibility.

Molecularly-imprinted materials for potentiometric transduction: application to the antibiotic enrofloxacin

Enrofloxacin (ENR) is an antimicrobial used both in humans and in food producing species. Its control is required in farmed species and their surroundings in order to reduce the prevalence of antibiotic resistant bacteria. Thus, a new biomimetic sensor enrofloxacin is presented. An artificial host was imprinted in specific polymers. These were dispersed in 2-nitrophenyloctyl ether and entrapped in a poly(vinyl chloride) matrix. The potentiometric sensors exhibited a near-Nernstian response. Slopes expressing mV��log([ENR]/M) varied within 48���63. The detection limits ranged from 0.28 to 1.01 ��g mL 1. Sensors were independent from the pH of test solutions within 4���7. Good selectivity was observed toward potassium, calcium, barium, magnesium, glycine, ascorbic acid, creatinine, norfloxacin, ciprofloxacin, and tetracycline. In flowing media, the biomimetic sensors presented good reproducibility (RSD of ��0.7%), fast response, good sensitivity (47 mV/Dlog([ENR]/ M), wide linear range (1.0��10-5���1.0��10-3 M), low detection limit (0.9 ��g mL-1), and a stable baseline for a 5��10-2 M acetate buffer (pH 4.7) carrier. The sensors were used to analyze fish samples. The method offered the advantages of simplicity, accuracy, and automation feasibility. The sensing membrane may contribute to the development of small devices allowing in vivo measurements of enrofloxacin or parent-drugs.

Ciprofloxacin-imprinted polymeric receptors as ionophores for potentiometric transduction

A 3D-mirror synthetic receptor for ciprofloxacin host���guest interactions and potentiometric transduction is presented. The host cavity was shaped on a polymeric surface assembled with methacrylic acid or 2-vinyl pyridine monomers by radical polymerization. Molecularly imprinted particles were dispersed in 2-nitrophenyl octyl ether and entrapped in a poly(vinyl chloride) matrix. The sensors exhibited a near-Nernstian response in steady state evaluations. Slopes and detection limits ranged from 26.8 to 50.0mVdecade���1 and 1.0��10���5 to 2.7��10���5 mol L���1, respectively. Good selectivity was observed for trimethoprim, enrofloxacin, tetracycline, cysteine, galactose, hydroxylamine, creatinine, ammonium chloride, sucrose, glucose, sulphamerazine and sulfadiazine. The sensors were successfully applied to the determination of ciprofloxacin concentrations in fish and in pharmaceuticals. The method presented offered the advantages of simplicity, accuracy, applicability to colored and turbid samples and automation feasibility, as well as confirming the use of molecularly imprinted polymers as ionophores for organic ion recognition in potentiometric transduction.

Biomimetic sensors of molecularly-imprinted polymers for chlorpromazine determination

A new man-tailored biomimetic sensor for Chlorpromazine host-guest interactions and potentiometric transduction is presented. The artificial host was imprinted within methacrylic acid, 2-vinyl pyridine and 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid based polymers. Molecularly imprinted particles were dispersed in 2-nitrophenyloctyl ether and entrapped in a poly(vinyl chloride) matrix. Slopes and detection limits ranged 51���67 mV/decade and 0.46���3.9 ��g/mL, respectively, in steady state conditions. Sensors were independent fromthe pHof test solutionswithin 2.0���5.5.Good selectivitywas observed towards oxytetracycline, doxytetracycline, ciprofloxacin, enrofloxacin, nalidixic acid, sulfadiazine, trimethoprim, glycine, hydroxylamine, cysteine and creatinine. Analytical features in flowing media were evaluated on a double-channel manifold, with a carrier solution of 5.0��10���2 mol/L phosphate buffer. Near-Nernstian response was observed over the concentration range 1.0��10���4 to 1.0��10���2 mol/L. Average slopes were about 48 mV/decade. The sensors were successfully applied to field monitoring of CPZ in fish samples, offering the advantages of simplicity, accuracy, automation feasibility and applicability to complex samples.

Ferramenta de apoio ao projeto, configura����o e gest��o de instala����es dom��ticas

Esta disserta����o apresenta o trabalho realizado no ��mbito da unidade curricular de Tese / Disserta����o (TEDI) do Mestrado em Engenharia Eletrot��cnica e de Computadores ��� Especializa����o em Automa����o e Sistemas em parceria com a empresa Live Simply, uma empresa de dom��tica que decidiu apostar na inova����o e no desenvolvimento de servi��os e produtos de valor acrescentado para consolidar a sua posi����o no mercado. Neste contexto, foram identificadas como mais-valias para a Live Simply a conce����o, por um lado, de uma ferramenta de apoio t��cnico de integra����o e simplifica����o das fases de projeto, configura����o e gest��o de instala����es dom��ticas e, por outro lado, de uma interface com a instala����o para o cliente consultar e alterar, em tempo real, o estado dos atuadores. Depois de analisadas as tecnologias dispon��veis, selecionaram-se as solu����es a adotar (linguagens de programa����o, servidores de base de dados e ambientes de desenvolvimento), definiu-se a arquitetura do sistema, detalhando-se os m��dulos de projeto, configura����o e gest��o de instala����es, a estrutura da base de dados assim como o hardware de controlo da instala����o. De seguida, procedeu-se ao desenvolvimento dos m��dulos de software e �� configura����o e programa����o do m��dulo de hardware. Por ��ltimo, procedeu-se a um conjunto exaustivo de testes aos diferentes m��dulos que demonstraram o correto funcionamento da ferramenta e a adequa����o das tecnologias empregues. A ferramenta de apoio t��cnico realizada integra as fases do projeto, configura����o e gest��o de instala����es dom��ticas, permitindo melhorar o desempenho dos t��cnicos e a resposta aos clientes. A interface oferecida ao dono da instala����o �� uma interface Web de aspeto amig��vel e f��cil utiliza����o que permite consultar e modificar em tempo real o estado da instala����o.

Optimiza����o da gest��o de energia e da seguran��a de um edif��cio baseada num sistema t��cnico centralizado

Trabalho Final de Mestrado para obten����o do grau de Mestre em Engenharia Mec��nica Perfil Energia, Refrigera����o e Climatiza����o

Monitoriza����o via internet de processos industriais controlados com aut��matos program��veis

Trabalho Final de Mestrado para obten����o do grau de Mestre em Engenharia Mec��nica

Detec����o de sectores cruzados e optimiza����o de cobertura em redes LTE

Trabalho Final de Mestrado para obten����o do grau de Mestre em Engenharia de Electr��nica e Telecomunica����es

Lower protocol layers for wireless sensor networks: a survey

Wireless Sensor Networks (WSNs) have been attracting increasing interests in the development of a new generation of embedded systems with great potential for many applications such as surveillance, environment monitoring, emergency medical response and home automation. However, the communication paradigms in Wireless Sensor Networks differ from the ones attributed to traditional wireless networks, triggering the need for new communication protocols and mechanisms. In this Technical Report, we present a survey on communication protocols for WSNs with a particular emphasis on the lower protocol layers. We give a particular focus to the MAC (Medium Access Control) sub-layer, since it has a prominent influence on some relevant requirements that must be satisfied by WSN protocols, such as energy consumption, time performance and scalability. We overview some relevant MAC protocol solutions and discuss how they tackle the trade-off between the referred requirements.