Internet of Things collaborativo: progettazione ed analisi di una piattaforma di aggregazione di dati sensoristici

Internet ha rivoluzionato il modo di comunicare degli individui. Siamo testimoni della nascita e dello sviluppo di un'era caratterizzata dalla disponibilità di informazione libera e accessibile a tutti. Negli ultimi anni grazie alla diffusione di smartphone, tablet e altre tipologie di dispositivi connessi, è cambiato il fulcro dell'innovazione spostandosi dalle persone agli oggetti. E' così che nasce il concetto di Internet of Things, termine usato per descrivere la rete di comunicazione creata tra i diversi dispositivi connessi ad Internet e capaci di interagire in autonomia. Gli ambiti applicativi dell'Internet of Things spaziano dalla domotica alla sanità, dall'environmental monitoring al concetto di smart cities e così via. L'obiettivo principale di tale disciplina è quello di migliorare la vita delle persone grazie a sistemi che siano in grado di interagire senza aver bisogno dell'intervento dell'essere umano. Proprio per la natura eterogenea della disciplina e in relazione ai diversi ambiti applicativi, nell'Internet of Things si può incorrere in problemi derivanti dalla presenza di tecnologie differenti o di modalità eterogenee di memorizzazione dei dati. A questo proposito viene introdotto il concetto di Internet of Things collaborativo, termine che indica l'obiettivo di realizzare applicazioni che possano garantire interoperabilità tra i diversi ecosistemi e tra le diverse fonti da cui l'Internet of Things attinge, sfruttando la presenza di piattaforme di pubblicazione di Open Data. L'obiettivo di questa tesi è stato quello di creare un sistema per l'aggregazione di dati da due piattaforme, ThingSpeak e Sparkfun, con lo scopo di unificarli in un unico database ed estrarre informazioni significative dai dati tramite due tecniche di Data Mining: il Dictionary Learning e l'Affinity Propagation. Vengono illustrate le due metodologie che rientrano rispettivamente tra le tecniche di classificazione e di clustering.

Progettazione e sviluppo di un' applicazione mobile basata su Wi-Fi Direct per la comunicazione tra veicoli e pedoni

Questo documento di tesi si incentra principalmente sullo studio delle reti wireless mobili e dei relativi scenari di utilizzo. In particolare, come esse vengono applicate per il riconoscimento e la prevenzione di incidenti stradali. Vista l’importanza di questo problema a livello di sicurezza stradale, ho deciso di sviluppare un' applicazione per smartphone Android, in grado di riconoscere le attività di uso quotidiano dell’utente e associarle a dei comportamenti, come ad esempio quello di un ciclista, di un pedone o di un automobilista. Nel caso in cui, in uno scenario stradale i dispositivi si trovassero ad una distanza ravvicinata, possono comunicare tramite una connessione Wi-Fi Direct il loro ruolo e lanciare messaggi di pericolo per avvisare la loro presenza, in modo da prevenire collisioni stradali. La realtà in cui si vuole collocare questa applicazione è quella che viene chiamata Pedestrian Detection, già idea di General Motors, che la sta sviluppando sui futuri veicoli che metterà in produzione nei prossimi anni e che sicuramente integreranno funzionalità aggiuntive per la segnalazione di pericoli tramite smartphone e Wi-Fi Direct.

Progettazione e sviluppo di un sistema per la verifica dell'integrità hardware e firmware di un sistema

Questa tesi tratta un argomento che si è fatto sempre più interessante, soprattutto in questi ultimi anni, l'integrità firmware e hardware di un sistema. Oggigiorno milioni di persone fanno completamente affidamento al proprio sistema lasciando nelle loro mani moli di dati personali e non, molte delle quali si affidano ai moderni antivirus i quali, però, non sono in grado di rilevare e gestire attacchi che implicano l'alterazione dei firmware. Verranno mostrati diversi attacchi di questo tipo cercando di fare capire come la relativa sicurezza sia importante, inoltre saranno discussi diversi progetti reputati interessanti. Sulla base delle ricerche effettuate, poi, sarà mostrata la progettazione e l'implementazione di un software in grado di rilevare alterazioni hardware e firmware in un sistema.

Progettazione e realizzazione di un banco prova di misura delle caratteristiche elettromeccaniche di sistemi propulsivi per droni elettrici

La tesi in esame ha come obiettivo la progettazione e la realizzazione di un banco prova per la misura delle caratteristiche elettromeccaniche di sistemi propulsivi per droni elettrici.

Arduino bidez trafikoa kontrolatzeko sistema baten diseinua eta garapena

In this project, a system to detect and control traffic through Arduino has been designed and developed. The system has been divided in three parts. On the one hand, we have a software simulator which have been designed and developed to manage the traffic from a computer. The simulator is written in the Java Language and it is able to control four different types of crossroads, offering several options to the user for each one of them. On the other hand, with relation to the hardware, an Arduino board to make a scale model of one of the crossroads that controls the application has been used. This Arduino receives and processes the messages sent from the computer, next it shows the traffic light of the scale model in the same way that are seen in the simulator. And finally, to detect the traffic by the system, it has also been designed and developed a traffic sensor using another Arduino. To communicate the simulator in the computer and the Arduino which has been used to control the hardware of the scale model, and share information among them, the serial communication of each one of them has been used. Once completely developed each part of the system, several tests have been made to validate the correctness of both, software and hardware.

O direito humano de acesso à internet

O tema da dissertação é o direito humano de acesso à internet. O primeiro capítulo busca afirmar a existência desse direito e seu caráter essencial. Para isso, são apresentados fundamentos de quatro espécies. O primeiro é de direito internacional dos direitos humanos e baseia-se na análise de três documentos da Organização das Nações Unidas. O segundo é material e procura demonstrar que a internet tornou-se um instrumento indispensável à realização de diversos deveres e direitos, muitos deles humanos. Dessa forma, o acesso deve ser considerado um direito em si, dotado do mesmo status jurídico dos direitos dele dependentes. O terceiro fundamento é filosófico. Ressalta-se o aspecto comunitário da internet e demonstra-se que há um cidadão virtual que é titular de direitos e deveres na rede. Nesse momento, com base na lição de Hannah Arendt, é afirmado que se há uma dimensão digital da cidadania, deve haver um direito a adquiri-la, o que se dá pelo direito de acesso à internet. O quarto fundamento é positivo e direciona-se especificamente ao reconhecimento de um direito fundamental de acesso à internet na ordem constitucional brasileira, decorrente e não escrito. Após, é feito um estudo de direito comparado, analisando-se como a questão tem sido tratada pela lei e pela jurisprudência de diversos países. Ao final do primeiro capítulo, são apresentadas e refutadas as objeções mais comuns ao reconhecimento do direito humano de acesso à internet, incluindo a questão dos custos do direito. Afirmada a existência do direito, o segundo capítulo analisa seu conteúdo e seus limites jurídicos. Inicialmente, o direito é subdividido em uma dimensão de acesso à infraestrutura física e uma dimensão de acesso ao conteúdo. São apresentadas as principais políticas públicas brasileiras que visam a concretizar ambas as dimensões. Em um segundo momento, são estudadas hipóteses de violação do direito. Uma hipótese de lesão é a ausência do serviço em certas localidades. Outra hipótese é a censura virtual, que é dividida em função do método utilizado, se pelo hardware ou pelo software, e em função do agente que a realiza, se estatal ou privado. É analisada a constitucionalidade de penas de desconexão, perpétuas ou temporárias, e de medidas de interrupção total do serviço, em conjunto com a Lei 12.737/2012. São apresentados requisitos para que as filtragens de conteúdo na rede sejam lícitas. Coteja-se o estudado com o Projeto de Lei 2.126/2011, o chamado marco civil da internet. Por fim, é estudada a exigibilidade do direito com relação às duas dimensões.

Aspectos de segurança, persistência e nomeação em agentes de recursos para Internet das coisas

A realização da Internet das Coisas (Internet of Things, IoT) requer a integração e interação de dispositivos e serviços com protocolos de comunicação heterogêneos. Os dados gerados pelos dispositivos precisam ser analisados e interpretados em concordância com um modelo de dados em comum, o que pode ser solucionado com o uso de tecnologias de modelagem semântica, processamento, raciocínio e persistência de dados. A computação ciente de contexto possui soluções para estes desafios com mecanismos que associam os dados de contexto com dados coletados pelos dispositivos. Entretanto, a IoT precisa ir além da computação ciente de contexto, sendo simultaneamente necessário soluções para aspectos de segurança, privacidade e escalabilidade. Para integração destas tecnologias é necessário o suporte de uma infraestrutura, que pode ser implementada como um middleware. No entanto, uma solução centralizada de integração de dispositivos heterogêneos pode afetar escalabilidade. Assim esta integração é delegada para agentes de software, que são responsáveis por integrar os dispositivos e serviços, encapsulando as especificidades das suas interfaces e protocolos de comunicação. Neste trabalho são explorados os aspectos de segurança, persistência e nomeação para agentes de recursos. Para este fim foi desenvolvido o ContQuest, um framework, que facilita a integração de novos recursos e o desenvolvimento de aplicações cientes de contexto para a IoT, através de uma arquitetura de serviços e um modelo de dados. O ContQuest inclui soluções consistentes para os aspectos de persistência, segurança e controle de acesso tanto para os serviços de middleware, como para os Agentes de Recursos, que encapsulam dispositivos e serviços, e aplicações-clientes. O ContQuest utiliza OWL para a modelagem dos recursos e inclui um mecanismo de geração de identificadores únicos universais nas ontologias. Um protótipo do ContQuest foi desenvolvido e validado com a integração de três Agentes de Recurso para dispositivos reais: um dispositivo Arduino, um leitor de RFID e uma rede de sensores. Foi também realizado um experimento para avaliação de desempenho dos componentes do sistema, em que se observou o impacto do mecanismo de segurança proposto no desempenho do protótipo. Os resultados da validação e do desempenho são satisfatórios

Integrated billing mechanisms in the Internet of Things to support information sharing and enable new business opportunities

The Internet of Things (IOT) concept and enabling technologies such as RFID offer the prospect of linking the real world of physical objects with the virtual world of information technology to improve visibility and traceability information within supply chains and across the entire lifecycles of products, as well as enabling more intuitive interactions and greater automation possibilities. There is a huge potential for savings through process optimization and profit generation within the IOT, but the sharing of financial benefits across companies remains an unsolved issue. Existing approaches towards sharing of costs and benefits have failed to scale so far. The integration of payment solutions into the IOT architecture could solve this problem. We have reviewed different possible levels of integration. Multiple payment solutions have been researched. Finally we have developed a model that meets the requirements of the IOT in relation to openness and scalability. It supports both hardware-centric and software-centric approaches to integration of payment solutions with the IOT. Different requirements concerning payment solutions within the IOT have been defined and considered in the proposed model. Possible solution providers include telcos, e-payment service providers and new players such as banks and standardization bodies. The proposed model of integrating the Internet of Things with payment solutions will lower the barrier to invoicing for the more granular visibility information generated using the IOT. Thus, it has the potential to enable recovery of the necessary investments in IOT infrastructure and accelerate adoption of the IOT, especially for projects that are only viable when multiple benefits throughout the supply chain need to be accumulated in order to achieve a Return on Investment (ROI). In a long-term perspective, it may enable IT-departments to become profit centres instead of cost centres. © 2010 - IOS Press and the authors. All rights reserved.

Diseño y fabricación de una tarjeta PCB (Shield) para el control de un robot autobalanceado basado en Arduino

Un robot autobalanceado es un dispositivo que, aun teniendo su centro de masas por encima del eje de giro, consigue mantener el equilibrio. Se basa o aproxima al problema del péndulo invertido. Este proyecto comprende el desarrollo e implementación de un robot autobalanceado basado en la plataforma Arduino. Se utilizará una placa Arduino y se diseñará y fabricará con un shield o tarjeta (PCB), donde se incluirán los elementos hardware que se consideren necesarios. Abarca el estudio y montaje del chasis y los sistemas de sensado, control digital, alimentación y motores

Hardware design of cryptographic accelerators

With the rapid growth of the Internet and digital communications, the volume of sensitive electronic transactions being transferred and stored over and on insecure media has increased dramatically in recent years. The growing demand for cryptographic systems to secure this data, across a multitude of platforms, ranging from large servers to small mobile devices and smart cards, has necessitated research into low cost, flexible and secure solutions. As constraints on architectures such as area, speed and power become key factors in choosing a cryptosystem, methods for speeding up the development and evaluation process are necessary. This thesis investigates flexible hardware architectures for the main components of a cryptographic system. Dedicated hardware accelerators can provide significant performance improvements when compared to implementations on general purpose processors. Each of the designs proposed are analysed in terms of speed, area, power, energy and efficiency. Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) are chosen as the development platform due to their fast development time and reconfigurable nature. Firstly, a reconfigurable architecture for performing elliptic curve point scalar multiplication on an FPGA is presented. Elliptic curve cryptography is one such method to secure data, offering similar security levels to traditional systems, such as RSA, but with smaller key sizes, translating into lower memory and bandwidth requirements. The architecture is implemented using different underlying algorithms and coordinates for dedicated Double-and-Add algorithms, twisted Edwards algorithms and SPA secure algorithms, and its power consumption and energy on an FPGA measured. Hardware implementation results for these new algorithms are compared against their software counterparts and the best choices for minimum area-time and area-energy circuits are then identified and examined for larger key and field sizes. Secondly, implementation methods for another component of a cryptographic system, namely hash functions, developed in the recently concluded SHA-3 hash competition are presented. Various designs from the three rounds of the NIST run competition are implemented on FPGA along with an interface to allow fair comparison of the different hash functions when operating in a standardised and constrained environment. Different methods of implementation for the designs and their subsequent performance is examined in terms of throughput, area and energy costs using various constraint metrics. Comparing many different implementation methods and algorithms is nontrivial. Another aim of this thesis is the development of generic interfaces used both to reduce implementation and test time and also to enable fair baseline comparisons of different algorithms when operating in a standardised and constrained environment. Finally, a hardware-software co-design cryptographic architecture is presented. This architecture is capable of supporting multiple types of cryptographic algorithms and is described through an application for performing public key cryptography, namely the Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA). This architecture makes use of the elliptic curve architecture and the hash functions described previously. These components, along with a random number generator, provide hardware acceleration for a Microblaze based cryptographic system. The trade-off in terms of performance for flexibility is discussed using dedicated software, and hardware-software co-design implementations of the elliptic curve point scalar multiplication block. Results are then presented in terms of the overall cryptographic system.

A Hardware Acceleration Scheme for Memory-Efficient Flow Processing

This paper presents a hardware solution for network flow processing at full line rate. Advanced memory architecture using DDR3 SDRAMs is proposed to cope with the flow match limitations in packet throughput, number of supported flows and number of packet header fields (or tuples) supported for flow identifications. The described architecture has been prototyped for accommodating 8 million flows, and tested on an FPGA platform achieving a minimum of 70 million lookups per second. This is sufficient to process internet traffic flows at 40 Gigabit Ethernet.

Digital Debris of Internet Art: An Allegorical and Entropic Resistance to the Epistemology of Search

This Ph.D., by thesis, proposes a speculative lens to read Internet Art via the concept of digital debris. In order to do so, the research explores the idea of digital debris in Internet Art from 1993 to 2011 in a series of nine case studies. Here, digital debris are understood as words typed in search engines and which then disappear; bits of obsolete codes which are lingering on the Internet, abandoned website, broken links or pieces of ephemeral information circulating on the Internet and which are used as a material by practitioners. In this context, the thesis asks what are digital debris? The thesis argues that the digital debris of Internet Art represent an allegorical and entropic resistance to the what Art Historian David Joselit calls the Epistemology of Search. The ambition of the research is to develop a language in-between the agency of the artist and the autonomy of the algorithm, as a way of introducing Internet Art to a pluridisciplinary audience, hence the presence of the comparative studies unfolding throughout the thesis, between Internet Art and pionners in the recycling of waste in art, the use of instructions as a medium and the programming of poetry. While many anthropological and ethnographical studies are concerned with the material object of the computer as debris once it becomes obsolete, very few studies have analysed waste as discarded data. The research shifts the focus from an industrial production of digital debris (such as pieces of hardware) to obsolete pieces of information in art practice. The research demonstrates that illustrations of such considerations can be found, for instance, in Cory Arcangel’s work Data Diaries (2001) where QuickTime files are stolen, disassembled, and then re-used in new displays. The thesis also looks at Jodi’s approach in Jodi.org (1993) and Asdfg (1998), where websites and hyperlinks are detourned, deconstructed, and presented in abstract collages that reveals the architecture of the Internet. The research starts in a typological manner and classifies the pieces of Internet Art according to the structure at play in the work. Indeed if some online works dealing with discarded documents offer a self-contained and closed system, others nurture the idea of openness and unpredictability. The thesis foregrounds the ideas generated through the artworks and interprets how those latter are visually constructed and displayed. Not only does the research questions the status of digital debris once they are incorporated into art practice but it also examine the method according to which they are retrieved, manipulated and displayed to submit that digital debris of Internet Art are the result of both semantic and automated processes, rendering them both an object of discourse and a technical reality. Finally, in order to frame the serendipity and process-based nature of the digital debris, the Ph.D. concludes that digital debris are entropic . In other words that they are items of language to-be, paradoxically locked in a constant state of realisation.

Perspectives and approaches for the internet of things

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

La xarxa internet en l'àmbit educatiu. 'La red internet en el ámbito educativo'.

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Open Hardware

Presentació sobre la creació de la placa Arduino, i els projectes que s'han fet arreu amb aquesta placa