Message-oriented middleware for smart grids

In order to increase the efficiency in the use of energy resources, the electrical grid is slowly evolving into a smart(er) grid that allows users' production and storage of energy, automatic and remote control of appliances, energy exchange between users, and in general optimizations over how the energy is managed and consumed. One of the main innovations of the smart grid is its organization over an energy plane that involves the actual exchange of energy, and a data plane that regards the Information and Communication Technology (ICT) infrastructure used for the management of the grid's data. In the particular case of the data plane, the exchange of large quantities of data can be facilitated by a middleware based on a messaging bus. Existing messaging buses follow different data management paradigms (e.g.: request/response, publish/subscribe, data-oriented messaging) and thus satisfy smart grids' communication requirements at different extents. This work contributes to the state of the art by identifying, in existing standards and architectures, common requirements that impact in the messaging system of a data plane for the smart grid. The paper analyzes existing messaging bus paradigms that can be used as a basis for the ICT infrastructure of a smart grid and discusses how these can satisfy smart grids' requirements.

Estratégias de Comercialização de Potência como Medida de Eficiência Energética

A presente dissertação insere-se no âmbito da unidade curricular “ Dissertação” do 2º ano do mestrado em Engenharia Eletrotécnica – Sistemas Elétricos de Energia. Com o aumento crescente do número de consumidores de energia, é cada vez mais imperioso a adoção de medidas de racionalização e gestão dos consumos da energia elétrica. Existem diferentes tipos de dificuldades no planeamento e implementação de novas centrais produtoras de energia renovável, pelo que também por este motivo é cada vez mais importante adoção de medidas de gestão de consumos, quer ao nível dos clientes alimentados em média tensão como de baixa tensão. Desta forma será mais acessível a criação de padrões de eficiência energética elevados em toda a rede de distribuição de energia elétrica. Também a economia é afetada por uma fraca gestão dos consumos por parte dos clientes. Elevados desperdícios energéticos levam a que mais energia tenha que ser produzida, energia essa que contribui ainda mais para a elevada taxa de dependência energética em Portugal, e para o degradar da economia nacional. Coloca-se assim a necessidade de implementar planos e métodos que promovam a eficiência energética e a gestão racional de consumos de energia elétrica. Apresenta-se nesta dissertação várias propostas, algumas na forma de projetos já em execução, que visam sensibilizar o consumidor para a importância da utilização eficiente de energia e, ao mesmo tempo, disponibilizam as ferramentas tecnológicas adequadas para auxiliar a implementação dos métodos propostos. Embora os planos apresentados, sobejamente conhecidos, tenham imensa importância, a implementação nos vários consumidores de sistemas capazes de efetivamente reduzir consumos tem um papel fundamental. Equipamentos de gestão de consumos, que são apresentados nesta dissertação, permitem ao consumidor aceder diretamente ao seu consumo. Podem aceder não apenas ao consumo global da instalação mas também ao consumo específico por equipamento, permitindo perceber onde se verifica a situação mais desfavorável. Funcionalidades de programação de perfis tipo, com limitações de potência em vários períodos horários, bem como possibilidades de controlo remoto com recurso a aplicações para Smartphones permitem a redução de consumos ao nível da rede de distribuição e, desta forma, contribuir para a redução dos desperdícios e da dependência energética em Portugal. No âmbito do trabalho de dissertação é desenvolvida uma metodologia de comercialização de potência, que é apresentada nesta tese. Esta metodologia propõem que o consumidor, em função dos seus consumos, pague apenas a quantidade de potência que efetivamente necessita num certo período de tempo. Assim, o consumidor deixa de pagar uma tarifa mensal fixa associada á sua potência contratada, e passará a pagar um valor correspondente apenas à potência que efetivamente solicitou em todas as horas durante o mês. Nesta metodologia que é apresentada, o consumidor poderá também fazer uma análise do seu diagrama de cargas e simular uma alteração da sua tarifa, tarifa esta que varia entre tarifa simples, bi-horária semanal, bi-horária diária, tri-horária semanal ou tri-horária diária, de forma a perceber em qual destas pagará um menor valor pela mesma energia. De forma a que o consumidor possa perceber se haverá vantagem de uma alteração para uma potência contratada flexível, ou para uma outra tarifa associada á energia, tem ao seu dispor uma ferramenta, que em função dos seus consumos, permite retirar conclusões sobre o preço final a pagar na fatura, após cada tipo de alteração. Esta ferramenta foi validada com recurso a várias simulações, para diferentes perfis de consumidores. Desta forma, o utilizador fica a perceber que realmente pode poupar com uma potência contratada flexível, ao mesmo tempo que pode identificar-se com um perfil de simulação e, mais facilmente, perceber para que alteração tarifária pode usufruir de uma maior poupança.

Tendon regeneration through a scaffold-free approach: development of tenogenic magnetic hASCs sheets

Tendon's regeneration is limited, demanding for cell-based strategies to fully restore their functionality upon injury. The concept of magnetic force-based TE(1), generally using magnetic nanoparticles may enable, for example, stem cell stimulation and/or remote control over TE constructs. Thus, we originally propose the development of magnetic cell sheets (magCSs) with tenogenic capability, aimed at promoting tendon's regeneration. A Tenomodulin (TNMD+) subpopulation was sorted from human adipose stem cells (hASCs), using TNMD-coated immunomagnetic beads(2) and used as cell source for the development of magCSs. Briefly, cells were labeled with iron oxide composite particles (Micromod) and cultured for 7 days in α-MEM medium with or without magnetic stimulation provided by a magnetic device (nanoTherics). CSs were retrieved from the plates using magnet attraction as contiguous sheets of cells within its own deposited ECM.

Underwater Gigamosaicing

El procés de fusió de dues o més imatges de la mateixa escena en una d'única i més gran és conegut com a Image Mosaicing. Un cop finalitzat el procés de construcció d'un mosaic, els límits entre les imatges són habitualment visibles, degut a imprecisions en els registres fotomètric i geomètric. L'Image Blending és l'etapa del procediment de mosaicing a la que aquests artefactes són minimitzats o suprimits. Existeixen diverses metodologies a la literatura que tracten aquests problemes, però la majoria es troben orientades a la creació de panorames terrestres, imatges artístiques d'alta resolució o altres aplicacions a les quals el posicionament de la càmera o l'adquisició de les imatges no són etapes rellevants. El treball amb imatges subaquàtiques presenta desafiaments importants, degut a la presència d'scattering (reflexions de partícules en suspensió) i atenuació de la llum i a condicions físiques extremes a milers de metres de profunditat, amb control limitat dels sistemes d'adquisició i la utilització de tecnologia d'alt cost. Imatges amb il·luminació artificial similar, sense llum global com la oferta pel sol, han de ser unides sense mostrar una unió perceptible. Les imatges adquirides a gran profunditat presenten una qualitat altament depenent de la profunditat, i la seva degradació amb aquest factor és molt rellevant. El principal objectiu del treball és presentar dels principals problemes de la imatge subaquàtica, seleccionar les estratègies més adequades i tractar tota la seqüència adquisició-procesament-visualització del procés. Els resultats obtinguts demostren que la solució desenvolupada, basada en una Estratègia de Selecció de Límit Òptim, Fusió en el Domini del Gradient a les regions comunes i Emfatització Adaptativa d'Imatges amb baix nivell de detall permet obtenir uns resultats amb una alta qualitat. També s'ha proposat una estratègia, amb possibilitat d'implementació paral·lela, que permet processar mosaics de kilòmetres d'extensió amb resolució de centímetres per píxel.

El joc del TERCETI : una unitat didàctica multimèdia sobre GNU/LINUX amb suport DVB-MHP i SCORM.

Fent ús del programari lliure s'ha generat la unitat didàctica del joc del terceti per a la televisió digital interactiva i s'ha desada en format SCORM. La facilitat d'ús del comandament a distància fa possible practicar un tipus de t-learning fonamentat en l'edutainment (education+entertaiment) i provoca que el teleespectador passiu passi a ser un "teleusuari" més actiu.

Anàlisi i disseny d'un programari de Gestió Remota d'un Parc Modular d'Energia Solar

Anàlisi i disseny d'una aplicació per gestionar de manera remota l'activitat d'un parc d'energia solar fotovoltaica.

Disseny, automatització i telecontrol d'una EBAR

Per tal de poder recollir part de les aigües residuals de la població de Llafranc i fer-les arribar a la depuradora d’aigües residuals (EDAR) de Palamós, és necessari impulsarla. Amb aquesta millora, s’aconseguirà assegurar la impulsióde les aigües residuals de Llafranc tenint en compte les necessitats actuals i futures.S’evitarà l’abocament d’aigües residuals a la riera i mar tal i com està passantactualment amb l’EBAR original ja que no es correspon el cabal de disseny inicial ambel cabal actual. També es garanteix la impulsió de la majoria d’aigües pluvials degut aque no està separada la xarxa d’aigües residuals de la xarxa d’aigües pluvials.A més es garanteix un millor funcionament en els equips degut a la instal•laciód’equips adequats a les tecnologies actuals, poden controlar tot el sistemacorrectament.L’automatització de l’EBAR permetrà reduir el temps de manteniment i neteja de lesinstal•lacions, i reduir el nombre d’avaries de les instal•lacions.A més es reduirà el risc d’abocaments incontrolats per la instal•lació d’un sistema detelecontrol que permetrà assabentar automàticament de qualsevol anomalia a lapersona responsable de mantenir i garantir el funcionament de les instal•lacions.En cas de fallada del subministrament elèctric, es pot garantir durant un cert temps elfuncionament de l’EBAR degut a la instal•lació d’un grup electrogen, tenint més margede maniobra en cas d’una incidència

Advantages of a modified gastroscope for video-assisted internal mammary artery harvesting.

Instead of standard rigid thoracoscopes, we used a modified gastroscope for video assistance during 12 minimally invasive left internal mammary harvesting. Flexibility and remote control of its last centimeters give to the gastroscope a total freedom of movements, and perfect positioning in every direction. The scope is equipped with cold light, a suction canal and an irrigation canal, which allow for in situ washing without needing to remove it from the thoracic cavity. Thanks to these advantages, vision and lighting are always perfect.

A Novel Autonomous Observation Platform for Multi-Disciplinary Investigations at the Cape Verde Ocean Observatory (CVOO)

In order to investigate the spatial and temporal variability (daily, seasonal and inter-annual) of CO2 and O2 air-sea fluxes and their underlying processes, a dense network of observations is required. For this purpose, the Cape Verde Ocean Observatory (CVOO) provides a unique infrastructure. Information thus obtained also links biological productivity and atmospheric composition. To expand these capabilities, a novel “virtual mooring” approach for high resolution measurements, based on a modified NEMO profiling float, is pursued. This Profiling Float was equipped with O2 and pCO2 sensors for the first time, in order to collect daily depth profiles (0-200 m) in the vicinity of the ocean site. Data access and remote control is provided through Iridium satellite telemetry. Recalibrations and redeployments are carried out every 1-3 month. First, we present the new developed instrument and the innovative in situ and real-time approach behind. Second, we show the inter-disciplinary scientific objectives which will benefit from this approach as a result of the intensive partnership between IFM-GEOMAR and INDP during the last years.

Kaukokäyttöliittymä liikkuvalle robotille

Lappeenrannan teknillinen yliopiston Tietotekniikan osaston Tietojenkäsittelytieteen laitoksen tutkimuskäytössä olevaan liikkuvaan robottiin toteutettiin tässä työssä graafinen kaukokäyttöliittymä. Työlle on motivaationa laajennettavuus, jota olemassaoleva suljetun lähdekoodin käyttöliittymä ei pysty tarjoamaan. Työssä olennaisin on olio-ohjelmointitekniikalla toteutettu robotin datamallin, ja sen graafisen esityksen arkkitehtuurillinen erottaminen. Lisäksi tarkastellaan lyhyesti liikkuvien robottien kaukokäyttöliittymien teoriaa, ja WLAN-tekniikan soveltuvuutta robotin ja käyttöliittymän välisen yhteyden toteuttamiseen.

Lähiverkkojen yhdistäminen ja etäkäyttö

Yrityksillä on toimipisteissään käytössä lähiverkkoja, joiden toivotaan olevan yhtey-dessä toisiinsa, jostoimipisteitä on useita. Työntekijöiden etätyömahdollisuudet tai ainakin järjestelmien ylläpito edellyttävät toimivia etäkäyttöyhteyksiä näihin järjes-telmiin.Työn teoriaosassa tutustutaan lähiverkkojen yhdistämis- ja etäkäyttötapoihin. Käytännön osassa toteutetaan toimipisteiden lähiverkkojen yhdistäminen Internetinkautta VPN-yhteyksillä sekä työntekijöiden etäkäyttöyhteydet Microsoft Windows 2003 Serverin RRAS-palvelulla ja Windows XP:n asiakasohjelmalla. Erityispiirteenä toteutuksessa oli pienen noin kymmenen hengen yrityksen useat toi-mipisteet, joiden lukumäärä ja sijainti vaihtelevat jonkin verran vuosittain. Lisäksi osassatoimipisteistä oli jo valmiiksi lähiverkkojen yhdistämispalvelu pitkällä sopi-muksella. Toteutettu järjestelmä on kuitenkin sellaisenaan sovelias niin pienemmän kuin isommankin kokonaisuuden toteuttamiseen myös ilman näitä erityispiirteitä.

Ohjausjärjestelmän etäyhteys annostuslaitoksissa

Tutkimuksessa perehdytään etäyhteystekniikoihin ja siihen, kuinka ne soveltuvat annostuslaitoksen ohjausjärjestelmän tarpeisiin. Tutkimuksessa kuvataan, mitä etäyhteysmahdollisuuksia eri siirtotieympäristöt tarjoavat, ja erityisen huomion kohteena on Internet. Tutkimuksessa kuvataan myös yhtä annostuslaitoksissa tällä hetkellä käytössä olevaa etäyhteysjärjestelmä sekä mitä muita vaihtoehtoja sille on olemassa. Tutkimuksessa kuvataan lyhyesti myös muiden yritysten etäyhteysjärjestelmiä sekä aiheeseen liittyviä tutkimushankkeita. Tutkimuksessa tarkastellaan lähemmin VPN-etäyhteysjärjestelmää. Tutkimuksessa kuvataan tämän järjestelmän testaus käytännössä sekä siitä saadut tulokset. Tutkimuksessa kuvataan myös se, kuinka kyseinen etäyhteysjärjestelmä soveltuu annostuslaitosten ohjausjärjestelmän tarpeisiin. Tutkimuksen tuloksena esitetään suositus annostuslaitosten ohjausjärjestelmän etäyhteysjärjestelmäksi.

Conworx POCceleratoretävalvontaohjelma vierianalytiikan kehittäjänä

Vierianalytiikan (POCT = point-of-care testing) käyttäjämäärien lisääntyminen, resurssien puute ja kiire osastoilla lisäävät virhemahdollisuuksia vierianalytiikassa. Saksalainen Conworx yhtiö on kehittänyt vierianalytiikan ongelmien ehkäisyyn POCcelerator etävalvontaohjelman. Ohjelmaan saadaan yhdistettyä useimmat käytössä olevat vierianalytiikkalaitteet ja sen avulla voidaan valvoa laitteita, käyttäjiä, tarvikkeiden kulutusta ja kontrolleja. Tässä työssä arvioitiin POCcelerator etävalvontaohjelman toimittajan lupaamien toimintojen toteutumista projektiin osallistuvilla laitteilla. Projektissa tarkasteltiin ohjelman toimittajan ilmoittamien osakokonaisuuksien toimivuutta kolmella eri laitetyypillä, jotka sijaitsivat neljällä eri osastolla. Projektissa olivat mukana Radiometerin ABL 725 ja ABL 825 verikaasuanalysaattorit sekä kuusi i-Stat laitetta, joista viidellä määritettiin verikaasuja ja yhdellä INR arvoja. Toimivuutta tarkasteltiin seuraamalla tietojen siirtymistä etäohjelmaan ja vertailemalla virheilmoituksia primäärilaitteen ja etäohjelman välillä. Etävalvontaohjelmaprojektin yhteydessä toteutettiin myös kysely projektiin osallistuvilla osastoilla. Kyselyn avulla pyrittiin arvioimaan POCcelerator etävalvontaohjelman sopivuutta ja vierianalytiikan käytänteitä projektiin osallistuvilla osastoilla. Kaikki potilastulokset siirtyivät hyvin POCcelerator etävalvontaohjelmaan kaikilta projektissa mukana olleilta laitteilta. Kontrollitulokset siirtyivät kontrollitiedostoon ABL analysaattoreilta, mutta i-Stat laitteilta siirtyi vain elektroninen kontrollitulos. Potilaan identifiointi ja käyttäjän kirjautuminen viivakoodilla siirtyi hyvin kaikilta laitteilta etävalvontaohjelmaan. Kyselytutkimuksesta saatujen tulosten mukaan vierianalytiikkalaitteiden käyttö on helppoa, mutta päivittäisiä huoltoja ei kovin hyvin hallita. Etävalvontaohjelmalla ei nähty olevan apua vierianalytiikka toimintaan osastoilla. Laboratoriosta halutaan apua tarvittaessa ja lisää koulutusta laitteiden käytöstä. POCcelerator etävalvontaohjelma sisältää HUSLABin edellyttämät etävalvontaohjelman vaatimukset, mutta laboratoriosta käsin ei ole mahdollista saada ABL analysaattoreita esim. pesemään tai ajamaan kontrollinäytettä (Remote control). Tämä ominaisuus koetaan välttämättömäksi etävalvontaohjelmalle.

Betoniaseman ohjausjärjestelmän etäyhteysjärjestelmän suunnittelu ja toteutus

Etäyhteyksien merkitys yhteisöiden ja yritysten sisäisessä tiedonsiirrossa on kasvanut vuosi vuodelta, ja langattomien verkkoyhteyksien laajenemisen myötä niiden toteuttaminen on helpompaa kuin koskaan ennen. Tämän myötä entistä merkittävämmäksi seikaksi on tullut tiedonsiirron suojaaminen ulkopuolisilta. Tässä diplomityössä on toteutettu betoniaseman ohjausjärjestelmään liitettävä etäyhteysjärjestelmä. Työssä käydään läpi etäyhteyksien toteuttamisen syitä ja toteutusmenetelmiä, sekä käsitellään etähallinnan ja etätuen merkitystä yritystoiminnassa. Työssä havaittiin, että virtuaalinen yksityinen verkko on tällä hetkellä soveltuvimpia menetelmiä etäyhteyksien toteuttamiseen Internet-verkkoyhteyden kautta. Sen ominaisuudet mahdollistavat sen monipuolisen käytön eri ympäristöissä.

Sähkömoottorin etäohjausjärjestelmän suunnittelu ja testaus

Tämä kandityön aihe liittyy LUT Energialla lukuvuonna 2012 – 2013 käynnissä olevaan tutkimukseen, jossa tutkitaan sähkömoottorin laakerivirtojen syntyä. Tätä tutkimusta varten tarvittiin sähkömoottorin etäohjausjärjestelmä, jonka avulla tutkimuksessa käytettävän sähkömoottorin käyttäytymistä voitaisiin tutkia erilaisien käyttöprofiileiden funktiona. Tässä kandityössä suunnitellaan ja toteutetaan edellä kuvattu järjestelmä. Toteutuksessa hyödynnetään nykyaikaista automaatiotekniikkaa, joka yhdessä Ethernet-lähiverkkotekniikan kanssa mahdollistaa etäohjauksen. Valmiin etäohjausjärjestelmän avulla käyttäjä pystyy sekä käynnistämään että sammuttamaan sähkömoottorin, ja määrittämään käyttöprofiilin ON- ja OFF-tilojen ajalliset kestot sekä käyntinopeudet.