RadiaLE: A framework for designing and assessing link quality estimators in wireless sensor networks

Stringent cost and energy constraints impose the use of low-cost and low-power radio transceivers in large-scale wireless sensor networks (WSNs). This fact, together with the harsh characteristics of the physical environment, requires a rigorous WSN design. Mechanisms for WSN deployment and topology control, MAC and routing, resource and mobility management, greatly depend on reliable link quality estimators (LQEs). This paper describes the RadiaLE framework, which enables the experimental assessment, design and optimization of LQEs. RadiaLE comprises (i) the hardware components of the WSN testbed and (ii) a software tool for setting-up and controlling the experiments, automating link measurements gathering through packets-statistics collection, and analyzing the collected data, allowing for LQEs evaluation. We also propose a methodology that allows (i) to properly set different types of links and different types of traffic, (ii) to collect rich link measurements, and (iii) to validate LQEs using a holistic and unified approach. To demonstrate the validity and usefulness of RadiaLE, we present two case studies: the characterization of low-power links and a comparison between six representative LQEs. We also extend the second study for evaluating the accuracy of the TOSSIM 2 channel model.

Nano-CF: a Coordination Framework for macro-programming in wireless sensor networks

Wireless Sensor Networks (WSN) are being used for a number of applications involving infrastructure monitoring, building energy monitoring and industrial sensing. The difficulty of programming individual sensor nodes and the associated overhead have encouraged researchers to design macro-programming systems which can help program the network as a whole or as a combination of subnets. Most of the current macro-programming schemes do not support multiple users seamlessly deploying diverse applications on the same shared sensor network. As WSNs are becoming more common, it is important to provide such support, since it enables higher-level optimizations such as code reuse, energy savings, and traffic reduction. In this paper, we propose a macro-programming framework called Nano-CF, which, in addition to supporting in-network programming, allows multiple applications written by different programmers to be executed simultaneously on a sensor networking infrastructure. This framework enables the use of a common sensing infrastructure for a number of applications without the users having to worrying about the applications already deployed on the network. The framework also supports timing constraints and resource reservations using the Nano-RK operating system. Nano- CF is efficient at improving WSN performance by (a) combining multiple user programs, (b) aggregating packets for data delivery, and (c) satisfying timing and energy specifications using Rate- Harmonized Scheduling. Using representative applications, we demonstrate that Nano-CF achieves 90% reduction in Source Lines-of-Code (SLoC) and 50% energy savings from aggregated data delivery.

Consumo de benzodiazepinas por idosos institucionalizados: inapropriação, qualidade de sono e contributo para a segurança na medicação

A racionalização do uso de medicamentos constitui-se como um fator contribuinte para a melhoria da segurança do doente, particularmente no que respeita à segurança na medicação, tendo-se tornado prioritária para as organizações e instituições de saúde. A avaliação do uso de medicamentos inapropriados no idoso constitui-se como uma medida que concorre para evitar, prevenir ou corrigir eventos adversos associados ao seu uso. As benzodiazepinas são uma das classes de medicamentos mais prescritas em idosos. No entanto, e apesar de sua utilidade clínica, algumas benzodiazepinas são consideradas inapropriadas nesta faixa etária por potenciarem o efeito sedativo e aumentar a incidência de quedas e fraturas. A longo prazo, na promoção da qualidade do sono, a sua efetividade é discutível já que a toma de uma benzodiazepina para a resolução de um problema como o sono, muitas vezes pontual, passa a ser um problema crónico de exigência de toma contínua, sem que a qualidade deste seja restabelecida, pondo em risco a segurança do doente. Este estudo tem como objetivo caracterizar o consumo de benzodiazepinas por idosos institucionalizados, numa instituição de longa permanência do concelho de Sesimbra, sua inapropriação e a relação com a qualidade de sono. Foi desenvolvido um estudo descritivo e transversal, assente no paradigma qualitativo, com a recolha de dados a decorrer em três momentos: registo de informação em grelha própria da caracterização sociodemográfica e da caracterização do consumo de benzodiazepinas; aplicação do índice de Katz para determinar a funcionalidade dos participantes; aplicação do questionário adaptado do Pittsburgh Sleep Quality Index para avaliação da qualidade do sono. A inapropriação foi avaliada pela aplicação dos critérios de Beers. Após aplicação dos critérios de inclusão (idade superior a 65 anos e capacidade funcional) aos 97 utentes da instituição, a amostra foi constituída por 51 utentes. Foi recolhido consentimento informado de todos os participantes. Os resultados obtidos mostram que 46% das benzodiazepinas consumidas são de duração intermédia de ação, observando-se ainda um valor considerável de consumo de benzodiazepinas de longa duração de ação (36%). Estes valores correspondem a um grau elevado de inapropriação, potenciando os riscos para a segurança do doente nesta faixa etária. O lorazepam 2,5mg é a benzodiazepina mais utilizada como hipnótico. Mas, apesar do consumo deste grupo de medicamentos 81,6% dos idosos que consumem benzodiazepinas não apresentam boa qualidade de sono (PSQI>5), enquanto 77% dos idosos que não consomem benzodiazepinas apresentam boa qualidade de sono (PSQI≤5). Nos idosos que consomem benzodiazepinas, a média de tempo despendido na cama até adormecer foi de cerca de 55 minutos, valor superior ao grupo que não consome benzodiazepinas, onde a média é de 27 minutos. Neste grupo de idosos, o consumo de benzodiazepinas não só é inapropriado como não contribuiu para uma melhoria na qualidade de sono nem para a segurança do doente, como são os consumidores de benzodiazepinas que apresentam uma pior qualidade de sono, nas suas várias dimensões.

A Review of antenas for indoor positioning systems

This paper provides a review of antennas applied for indoor positioning or localization systems. The desired requirements of those antennas when integrated in anchor nodes (reference nodes) are discussed, according to different localization techniques and their performance. The described antennas will be subdivided into the following sections according to the nature of measurements: received signal strength (RSS), time of flight (ToF), and direction of arrival (DoA). This paper intends to provide a useful guide for antenna designers who are interested in developing suitable antennas for indoor localization systems.

Esquemas de controlo de acesso ao meio para sistemas CSMA/CA p-persistente

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Ferramenta de gestão de redes MESH

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Área de Especialização de Telecomunicações

Melhoria de protocolos de encaminhamento em VANETs de alta densidade

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Fast mobility support in low-power wireless networks: smart-HOP over RPL/6LoWPAN

With the emergence of low-power wireless hardware new ways of communication were needed. In order to standardize the communication between these low powered devices the Internet Engineering Task Force (IETF) released the 6LoWPAN stand- ard that acts as an additional layer for making the IPv6 link layer suitable for the lower-power and lossy networks. In the same way, IPv6 Routing Protocol for Low- Power and Lossy Networks (RPL) has been proposed by the IETF Routing Over Low power and Lossy networks (ROLL) Working Group as a standard routing protocol for IPv6 routing in low-power wireless sensor networks. The research performed in this thesis uses these technologies to implement a mobility process. Mobility management is a fundamental yet challenging area in low-power wireless networks. There are applications that require mobile nodes to exchange data with a xed infrastructure with quality-of-service guarantees. A prime example of these applications is the monitoring of patients in real-time. In these scenarios, broadcast- ing data to all access points (APs) within range may not be a valid option due to the energy consumption, data storage and complexity requirements. An alternative and e cient option is to allow mobile nodes to perform hand-o s. Hand-o mechanisms have been well studied in cellular and ad-hoc networks. However, low-power wireless networks pose a new set of challenges. On one hand, simpler radios and constrained resources ask for simpler hand-o schemes. On the other hand, the shorter coverage and higher variability of low-power links require a careful tuning of the hand-o parameters. In this work, we tackle the problem of integrating smart-HOP within a standard protocol, speci cally RPL. The simulation results in Cooja indicate that the pro- posed scheme minimizes the hand-o delay and the total network overhead. The standard RPL protocol is simply unable to provide a reliable mobility support sim- ilar to other COTS technologies. Instead, they support joining and leaving of nodes, with very low responsiveness in the existence of physical mobility.

Pesquisa segura de dados em redes de sensores

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

A Mudança Organizativa como Projecto Crítico para a Eficiência do Sistema Público de Saúde: Análise Teórica e Estudo do Caso das Agências de Contratualização em Portugal

Este estudo aborda a relevância da mudança organizativa como suporte para reformas do sistema público de Saúde português. Tanto a reforma como a mudança organizativa sectorial são enquadradas no contexto da modernização da Administração Pública, em Portugal e no conjunto da OCDE. O trabalho tem duas componentes: por um lado, procuram-se as ligações conceituais entre diferentes disciplinas para compreender a complexidade dos motivos e mecanismos da reforma da Administração Pública e da intervenção estatal em Saúde; por outro, faz-se o estudo do caso das Agências de Contratualização de Serviços de Saúde em Portugal, nos anos 1996 – 1999 (estendendo-se, às experiências de fragmentação institucional introduzidas pelo Executivo Governamental 2002 – 2004). Utilizam-se os paradigmas das diferentes disciplinas e a avaliação das experiências de outros países com mudanças organizativas sectoriais anteriores para analisar a experiência portuguesa. A experiência portuguesa com as Agências de Contratualização de Serviços de Saúde demonstra que já se tinha identificado a necessidade de mudança organizativa para apoiar reformas sectoriais: a separação entre financiador e prestador resultou de diferentes diagnósticos sobre os limites do modelo integrado de “comando – e – controle” para a intervenção pública em Saúde. Aliás, a sucessão de propostas das equipes dirigentes do Ministério da Saúde, em 1996 – 1999 e 2002 – 2004 incluem instrumentos semelhantes (autonomização das instituições prestadoras, contratação, estruturas ad-hoc) embora em apoio a estratégias de reforma com objectivos diferentes. Este estudo procura trazer três contribuições para o debate da reforma das instituições envolvidas na materialização dos objectivos do Sistema Nacional de Saúde, em Portugal. Por um lado, faz-se uma análise do comportamento dos diferentes tipos de instituições que compõem o SNS e a sua administração de apoio, o que permite identificar algumas das contradições entre as mesmas, bem como alguns dos potenciais motivos da sua tradicional lentidão de resposta às pressões dos utentes e sociedade. Por outro lado, é abordada a influência da profissão médica como determinante das organizações, que cria um caso particular de alianças entre interesses profissionais e a procura da legitimação dos modernos Estados de Bem – Estar. O terceiro aporte é a análise das limitações da aplicação das técnicas do managerialismo ao campo da Saúde, em particular os mecanismos contratuais. A análise das instituições do SNS revela um conjunto “virado para dentro”, lento na reacção às mudanças ambientais. Tal como noutras grandes organizações, a defesa da estabilidade reage à mudança, e a satisfação dos interesses internos pode sobrepor-se às responsabilidades sociais da rede institucional. As diferentes organizações componentes do SNS apresentam também conflitos e contradições entre si: por um lado, a normatização característica das grandes redes choca-se com a discrição procurada pelos profissionais médicos; por outro, a gestão centralizada não permite incorporar a diversidade e complexidade da produção de serviços realizada nos diversos pontos da rede. A experiência das Agências de Contratualização teve curta duração e limitou a possibilidade de avaliar o seu desempenho face aos objectivos inicialmente propostos. O tempo foi suficiente, no entanto, para demonstrar a resistência à mudança organizativa das estruturas regionais habituadas ao “comando – e - controle”. Identificaram-se também dificuldades que poderiam advir da descentralização de poder sobre financiamento e controle de despesa, dados os escassos recursos humanos das Agências de Contratualização. As mudanças organizativas introduzidas pela equipe dirigente do Ministério da Saúde entre 2002 – 2004 deslocam o foco do nível regional para o central, em consonância com os diferentes objectivos estratégicos. O estudo identifica limites e obstáculos à aplicação de técnicas managerialistas na gestão de um sistema público prestador de cuidados de saúde. Por um lado, na Administração Pública em geral, as mudanças organizativas podem coincidir com momentos de limitação orçamental (prolongado sub – financiamento no caso dos hospitais públicos portugueses): para evitar a derrapagem de despesas, a descentralização recomendada para responder à fragmentação das necessidades da sociedade pós – fordista tem que ser contida por controlo centralizado através de designados políticos. Num sistema público de Saúde, os benefícios potenciais da aplicação de contratos são limitados por características sectoriais específicas. Oligopólio e oligopsónio juntam-se para permitir a “captura” do mercado por médicos e gestores, desviando as instituições dos seus objectivos sociais. A cooperação entre profissionais situados tanto nas instituições prestadoras como nos loci de planeamento suplanta a competição e limita o papel disciplinador dos contratos. E a intenção de obter resultados de melhoria de estado de saúde é operacionalmente mais complexa que a simples resposta à procura de cuidados médicos: tanto o conteúdo dos contratos a negociar como a sua monitorização são mais complexos do que no domínio empresarial. A constatação das limitações não deve, no entanto, ser motivo de resignação pessimista. As pressões pela mudança organizativa vão continuar a manifestar-se, mantendo-se o conflito entre contracção fiscal e fragmentação das necessidades da sociedade pós – fordista, e poderão ter consequências ainda mais agudas na Administração Pública portuguesa, que teve crescimento recente para responder à montagem tardia do Estado de Bem – Estar. As instituições autonomizadas do sector Saúde poderão, paralelamente a re – engenharias suscitadas pela gestão da qualidade, mostrar diversas manifestações de alianças entre médicos e gestores, defendendo a sua sobrevivência financeira através de desnatação da procura. A Administração Pública e os órgãos de estratégia devem evitar que os objectivos sociais do sistema sejam prejudicados por esta continuada captura do mercado pelas instituições. Por um lado, com melhor inteligência para negociar contratos baseados em necessidades. Por outro lado, incentivando a competição entre instituições e profissionais em diferentes níveis da rede prestadora e, por último, fomentando os mecanismos de prestação de contas. São feitas diversas sugestões para adequação da AP sectorial aos novos desafios. Discute-se a adequação do nível regional para sede da gestão de contratos, baseada nas exigências de tratamento de informação que respeite a complexidade técnica da produção e a adequação à variedade das necessidades locais. A discussão da adequação do nível regional prolonga-se com a necessidade de incentivar a inteligência das Administrações Regionais de Saúde, em paralelo ao reforço do poder e organização das instituições do nível primário como contratadores de serviços dos hospitais, considerado um dos poucos meios de restringir o comportamento oligopólico destes últimos. Considera-se ainda que é necessário continuar a experimentar gerir as inovações com estruturas ad – hoc, paralelas à administração tradicional de organização hierarquizada. As vantagens destas estruturas estarão na sua independência das alianças políticas locais, indutoras de ineficiências, e na facilidade em estabelecer ligações de trabalho informais, mas funcionais, entre diferentes departamentos.

El ocio cotidiano de los estudiantes: de educación secundaria en Espanã

Partiendo de la interrelación existente entre la educación cultural de las personas y el uso que hacen de sus tiempos cotidianos, en el artículo se pone de manifiesto la relevancia que tiene el ocio en el desarrollo humano. Más aún cuando nos referimos a adolescentes y jóvenes que, dada la realidad socio familiar que les ha venido impuesta, ven condicionada la satisfacción de muchas de las necesidades básicas que favorecen una vida de y con calidad, en cuyo logro el derecho al ocio adquiere un protagonismo clave. En este sentido, se presentarán parte de los resultados de un proyecto de investigación, cuyo objetivo principal residía en conocer e interpretar cómo inciden los tiempos escolares en los procesos de socialización adolescente y juvenil, así como en los modos de configurar su tiempo libre. Más en concreto: se analizarán algunos de los datos obtenidos en un cuestionario diseñado ad hoc y aplicado a una muestra de 3.306 alumnos/as de entre 12 y 17 años que cursaban Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en centros educativos de la geografía española en el curso académico 2010-2011. Conocer la utilización que hace este colectivo de sus tiempos, tiene para nosotros en este artículo una doble finalidad: reflexionar en qué medida las actividades que realizan favorecen la adquisición de aprendizajes de carácter cultural; indagar si existe alguna relación significativa entre la edad, el contexto familiar y las actividades que llevan a cabo.

Desenvolvimento de uma infra-estrutura de software para suportar conceitos de eficiência energética usando sistemas móveis pró-activos

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

Replication vs erasure coding in data centric storage for wireless sensor networks

In-network storage of data in wireless sensor networks contributes to reduce the communications inside the network and to favor data aggregation. In this paper, we consider the use of n out of m codes and data dispersal in combination to in-network storage. In particular, we provide an abstract model of in-network storage to show how n out of m codes can be used, and we discuss how this can be achieved in five cases of study. We also define a model aimed at evaluating the probability of correct data encoding and decoding, we exploit this model and simulations to show how, in the cases of study, the parameters of the n out of m codes and the network should be configured in order to achieve correct data coding and decoding with high probability.

RoutesMobilityModel: easy realistic mobility simulation using external information services

Workshop on ns-3 (WNS '15). 13, May, 2015. Castelldefels, Spain.

Sensor Integration for Smart Cities Using Multi-Hop Networks

Smart Cities are designed to be living systems and turn urban dwellers life more comfortable and interactive by keeping them aware of what surrounds them, while leaving a greener footprint. The Future Cities Project [1] aims to create infrastructures for research in smart cities including a vehicular network, the BusNet, and an environmental sensor platform, the Urban Sense. Vehicles within the BusNet are equipped with On Board Units (OBUs) that offer free Wi-Fi to passengers and devices near the street. The Urban Sense platform is composed by a set of Data Collection Units (DCUs) that include a set of sensors measuring environmental parameters such as air pollution, meteorology and noise. The Urban Sense platform is expanding and receptive to add new sensors to the platform. The parnership with companies like TNL were made and the need to monitor garbage street containers emerged as air pollution prevention. If refuse collection companies know prior to the refuse collection which route is the best to collect the maximum amount of garbage with the shortest path, they can reduce costs and pollution levels are lower, leaving behind a greener footprint. This dissertation work arises in the need to monitor the garbage street containers and integrate these sensors into an Urban Sense DCU. Due to the remote locations of the garbage street containers, a network extension to the vehicular network had to be created. This dissertation work also focus on the Multi-hop network designed to extend the vehicular network coverage area to the remote garbage street containers. In locations where garbage street containers have access to the vehicular network, Roadside Units (RSUs) or Access Points (APs), the Multi-hop network serves has a redundant path to send the data collected from DCUs to the Urban Sense cloud database. To plan this highly dynamic network, the Wi-Fi Planner Tool was developed. This tool allowed taking measurements on the field that led to an optimized location of the Multi-hop network nodes with the use of radio propagation models. This tool also allowed rendering a temperature-map style overlay for Google Earth [2] application. For the DCU for garbage street containers the parner company provided the access to a HUB (device that communicates with the sensor inside the garbage containers). The Future Cities use the Raspberry pi as a platform for the DCUs. To collect the data from the HUB a RS485 to RS232 converter was used at the physical level and the Modbus protocol at the application level. To determine the location and status of the vehicles whinin the vehicular network a TCP Server was developed. This application was developed for the OBUs providing the vehicle Global Positioning System (GPS) location as well as information of when the vehicle is stopped, moving, on idle or even its slope. To implement the Multi-hop network on the field some scripts were developed such as pingLED and “shark”. These scripts helped upon node deployment on the field as well as to perform all the tests on the network. Two setups were implemented on the field, an urban setup was implemented for a Multi-hop network coverage survey and a sub-urban setup was implemented to test the Multi-hop network routing protocols, Optimized Link State Routing Protocol (OLSR) and Babel.