mRPL: Boosting mobility in the Internet of Things

The 6loWPAN (the light version of IPv6) and RPL (routing protocol for low-power and lossy links) protocols have become de facto standards for the Internet of Things (IoT). In this paper, we show that the two native algorithms that handle changes in network topology – the Trickle and Neighbor Discovery algorithms – behave in a reactive fashion and thus are not prepared for the dynamics inherent to nodes mobility. Many emerging and upcoming IoT application scenarios are expected to impose real-time and reliable mobile data collection, which are not compatible with the long message latency, high packet loss and high overhead exhibited by the native RPL/6loWPAN protocols. To solve this problem, we integrate a proactive hand-off mechanism (dubbed smart-HOP) within RPL, which is very simple, effective and backward compatible with the standard protocol. We show that this add-on halves the packet loss and reduces the hand-off delay dramatically to one tenth of a second, upon nodes’ mobility, with a sub-percent overhead. The smart-HOP algorithm has been implemented and integrated in the Contiki 6LoWPAN/RPL stack (source-code available on-line mrpl: smart-hop within rpl, 2014) and validated through extensive simulation and experimentation.

Dynamic stability metrics for the container loading problem

The Container Loading Problem (CLP) literature has traditionally evaluated the dynamic stability of cargo by applying two metrics to box arrangements: the mean number of boxes supporting the items excluding those placed directly on the floor (M1) and the percentage of boxes with insufficient lateral support (M2). However, these metrics, that aim to be proxies for cargo stability during transportation, fail to translate real-world cargo conditions of dynamic stability. In this paper two new performance indicators are proposed to evaluate the dynamic stability of cargo arrangements: the number of fallen boxes (NFB) and the number of boxes within the Damage Boundary Curve fragility test (NB_DBC). Using 1500 solutions for well-known problem instances found in the literature, these new performance indicators are evaluated using a physics simulation tool (StableCargo), replacing the real-world transportation by a truck with a simulation of the dynamic behaviour of container loading arrangements. Two new dynamic stability metrics that can be integrated within any container loading algorithm are also proposed. The metrics are analytical models of the proposed stability performance indicators, computed by multiple linear regression. Pearson’s r correlation coefficient was used as an evaluation parameter for the performance of the models. The extensive computational results show that the proposed metrics are better proxies for dynamic stability in the CLP than the previous widely used metrics.

A ten-year follow-up of human leptospirosis in Uruguay: an unresolved health problem

Leptospira spp. are delicate bacteria that cannot be studied by usual microbiological methods. They cause leptospirosis, a zoonotic disease transmitted to humans through infected urine of wild or domestic animals. We studied the incidence of this disease in the Uruguayan population, its epidemiologic and clinical features, and compared diagnostic techniques. After examining 6,778 suspect cases, we estimated that about 15 infections/100,000 inhabitants occurred yearly, affecting mainly young male rural workers. Awareness about leptospirosis has grown among health professionals, and its lethality has consequently decreased. Bovine infections were probably the principal source of human disease. Rainfall volumes and floods were major factors of varying incidence. Most patients had fever, asthenia, myalgias or cephalalgia, with at least one additional abnormal clinical feature. 30-40% of confirmed cases presented abdominal signs and symptoms, conjunctival suffusion and altered renal or urinary function. Jaundice was more frequent in patients aged > 40 years. Clinical infections followed an acute pattern and their usual outcome was complete recovery. Laboratory diagnosis was based on indirect micro-agglutination standard technique (MAT). Second serum samples were difficult to obtain, often impairing completion of diagnosis. Immunofluorescence was useful as a screening test and for early detection of probable infections.

Modeling assembly program with constraints. A contribution to WCET problem

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Lógica Computacional

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.

Scalable and interference aware wi-fi mesh networks using cots devices

A crescente tendencia no acesso móvel tem sido potenciada pela tecnologia IEEE 802.11. Contudo, estas redes têm alcance rádio limitado. Para a extensão da sua cobertura é possível recorrer a redes emalhadas sem fios baseadas na tecnologia IEEE 802.11, com vantagem do ponto de vista do custo e da flexibilidade de instalação, face a soluções cabladas. Redes emalhadas sem fios constituídas por nós com apenas uma interface têm escalabilidade reduzida. A principal razão dessa limitação deve-se ao uso do mecanismo de acesso ao meio partilhado Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) em topologias multi-hop. Especificamente, o CSMA/CA não evita o problema do nó escondido levando ao aumento do número de colisões e correspondente degradação de desempenho com impacto direto no throughput e na latência. Com a redução da tecnologia rádio torna-se viável a utilização de múltiplos rádios por nó, sem com isso aumentar significativamente o custo da solução final de comunicações. A utilização de mais do que um rádio por nó de comuniações permite superar os problemas de desempenho inerentes ás redes formadas por nós com apenas um rádio. O objetivo desta tese, passa por desenvolver uma nova solução para redes emalhadas multi-cana, duar-radio, utilizando para isso novos mecanismos que complementam os mecanismos definidos no IEEE 802.11 para o estabelecimento de um Basic Service Set (BSS). A solução é baseada na solução WiFIX, um protocolo de routing para redes emalhadas de interface única e reutiliza os mecanismos já implementados nas redes IEEE 802.11 para difundir métricas que permitam à rede escalar de forma eficaz minimizando o impacto na performance. A rede multi-hop é formada por nós equipados com duas interfaces, organizados numa topologia hierárquica sobre múltiplas relações Access Point (AP) – Station (STA). Os resultados experimentais obtidos mostram a eficácia e o bom desempenho da solução proposta face à solução WiFIX original.

GIS capacity building for risk management to help developing countries:Case of climate change problem in Amhara rural region (Ethiopia)

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

Long-term behaviour of railway transitions under dynamic loading application to soft soil sites

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Civil

Intrusion tolerant routing with data consensus in wireless sensor networks

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Business model analysis of Mobitto: How to solve the chicken and egg problem of a multi-sided platform?

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Watershed-scale runoff routing and solute transport in a spatially aggregated hydrological framework

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

Caraterização da tomada de decisão em organizações hospitalares : impacto do estatuto jurídico

RESUMO - O decisor hospitalar tem como função decidir os recursos de uma organização de saúde, sejam estes financeiros, materiais ou humanos, sendo decisivo o conhecimento e informação que o apoiem na aplicabilidade nas tomadas de decisão e na solução dos problemas. As tomadas de decisão suportam-se em modelos reproduzidos pelos decisores, em processos, modelos, e em princípios, que podem ou não assumir intuição, objetividade, racionalidade e ética, bem como de técnicas várias que podem ser limitativas ou condicionadas, por força de fatores vários, como: a falta de informação inerente de uma multidisciplinaridade do processo; de condicionalismos organizacionais, internos ou externos, associados à envolvente e cultura organizacional e influências políticas e macroeconómicas; ao fator tempo; a tecnologia; a estrutura e desenho organizacional; a autoridade/poder e a autonomia para decidir; a liderança, e do estatuto jurídico que o hospital possui. Este último ponto será esmiuçado, mais profundamente, neste estudo. Iremos, através do estudo, compreender se os elementos componentes das decisões tomadas nos hospitais, são ou não adaptadas em consonância com diferentes políticas de governação hospitalar, em contextos e dinâmicas organizacionais diferenciadas, por diferentes Estatutos Jurídicos Hospitalares - EPE, SPA, PPP e Privados. Foi realizado um estudo de caráter exploratório, descritivo-correlacional e transversal, baseou-se num questionário aplicado a decisores hospitalares, incidindo nos dois vetores centrais do estudo, na tomada de decisão e no estatuto jurídico hospitalar. A decisão é então, um valiosíssimo veículo na persecução das estratégias e planos formulados pelo hospital, esperando-se destes produzir consequentes resultados eficientes, eficazes e efetivos na sua aplicação.