Energy-efficient MAC protocols for WBANs: Opportunities and challenges

Wireless body area networks (WBANs) are expected to play a significant role in smart healthcare systems. One of the most important attributes of WBANs is to increase network lifetime by introducing novel and low-power techniques on the energy-constrained sensor nodes. Medium access control (MAC) protocols play a significant role in determining the energy consumption in WBANs. Existing MAC protocols are unable to accommodate communication requirements in WBANs. There is a need to develop novel, scalable and reliable MAC protocols that must be able to address all these requirements in a reliable manner. In this special issue, we attracted high quality research and review papers on the recent advances in MAC protocols for WBANs.

Impact of sensor nodes scaling and velocity on handover mechanisms for healthcare wireless sensor networks with mobility support

Health promotion in hospital environments can be improved using the most recent information and communication technologies. The Internet connectivity to small sensor nodes carried by patients allows remote access to their bio-signals. To promote these features the healthcare wireless sensor networks (HWSN) are used. In these networks mobility support is a key issue in order to keep patients under realtime monitoring even when they move around. To keep sensors connected to the network, they should change their access points of attachment when patients move to a new coverage area along an infirmary. This process, called handover, is responsible for continuous network connectivity to the sensors. This paper presents a detailed performance evaluation study considering three handover mechanisms for healthcare scenarios (Hand4MAC, RSSI-based, and Backbone-based). The study was performed by simulation using several scenarios with different number of sensors and different moving velocities of sensor nodes. The results show that Hand4MAC is the best solution to guarantee almost continuous connectivity to sensor nodes with less energy consumption.

Monitoring morphisms to support sustainable interoperability of enterprise systems

Dissertation to obtain the Master degree in Electrical Engineering and Computer Science

Feature Extraction in Densely Sensed Environments: Extensions to Multiple Broadcast Domains

The vision of the Internet of Things (IoT) includes large and dense deployment of interconnected smart sensing and monitoring devices. This vast deployment necessitates collection and processing of large volume of measurement data. However, collecting all the measured data from individual devices on such a scale may be impractical and time consuming. Moreover, processing these measurements requires complex algorithms to extract useful information. Thus, it becomes imperative to devise distributed information processing mechanisms that identify application-specific features in a timely manner and with a low overhead. In this article, we present a feature extraction mechanism for dense networks that takes advantage of dominance-based medium access control (MAC) protocols to (i) efficiently obtain global extrema of the sensed quantities, (ii) extract local extrema, and (iii) detect the boundaries of events, by using simple transforms that nodes employ on their local data. We extend our results for a large dense network with multiple broadcast domains (MBD). We discuss and compare two approaches for addressing the challenges with MBD and we show through extensive evaluations that our proposed distributed MBD approach is fast and efficient at retrieving the most valuable measurements, independent of the number sensor nodes in the network.

Segurança de Redes em Sistemas de Experimentação Remota

O crescimento dos sistemas de informação e a sua utilização massiva criou uma nova realidade no acesso a experiências remotas que se encontram geograficamente distribuídas. Nestes últimos tempos, a temática dos laboratórios remotos apareceu nos mais diversos campos como o do ensino ou o de sistemas industriais de controlo e monitorização. Como o acesso aos laboratórios é efectuado através de um meio permissivo como é o caso da Internet, a informação pode estar à mercê de qualquer atacante. Assim, é necessário garantir a segurança do acesso, de forma a criar condições para que não se verifique a adulteração dos valores obtidos, bem como a existência de acessos não permitidos. Os mecanismos de segurança adoptados devem ter em consideração a necessidade de autenticação e autorização, sendo estes pontos críticos no que respeita à segurança, pois estes laboratórios podem estar a controlar equipamentos sensíveis e dispendiosos, podendo até eventualmente comprometer em certos casos o controlo e a monotorização de sistemas industriais. Este trabalho teve como objectivo a análise da segurança em redes, tendo sido realizado um estudo sobre os vários conceitos e mecanismos de segurança necessários para garantir a segurança nas comunicações entre laboratórios remotos. Dele resultam as três soluções apresentadas de comunicação segura para laboratórios remotos distribuídos geograficamente, recorrendo às tecnologias IPSec, OpenVPN e PPTP. De forma a minimizar custos, toda a implementação foi assente em software de código aberto e na utilização de um computador de baixo custo. No que respeita à criação das VPNs, estas foram configuradas de modo a permitir obter os resultados pretendidos na criação de uma ligação segura para laboratórios remotos. O pfSense mostrou-se a escolha acertada visto que suporta nativamente quaisquer das tecnologias que foram estudadas e implementadas, sem necessidade de usar recursos físicos muito caros, permitindo o uso de tecnologias de código aberto sem comprometer a segurança no funcionamento das soluções que suportam a segurança nas comunicações dos laboratórios remotos.

Enhancing Agent Mediated Electronic Markets with Ontology Matching Services and Social Network Support

Os Mercados Eletrónicos atingiram uma complexidade e nível de sofisticação tão elevados, que tornaram inadequados os modelos de software convencionais. Estes mercados são caracterizados por serem abertos, dinâmicos e competitivos, e constituídos por várias entidades independentes e heterogéneas. Tais entidades desempenham os seus papéis de forma autónoma, seguindo os seus objetivos, reagindo às ocorrências do ambiente em que se inserem e interagindo umas com as outras. Esta realidade levou a que existisse por parte da comunidade científica um especial interesse no estudo da negociação automática executada por agentes de software [Zhang et al., 2011]. No entanto, a diversidade dos atores envolvidos pode levar à existência de diferentes conceptualizações das suas necessidades e capacidades dando origem a incompatibilidades semânticas, que podem prejudicar a negociação e impedir a ocorrência de transações que satisfaçam as partes envolvidas. Os novos mercados devem, assim, possuir mecanismos que lhes permitam exibir novas capacidades, nomeadamente a capacidade de auxiliar na comunicação entre os diferentes agentes. Pelo que, é defendido neste trabalho que os mercados devem oferecer serviços de ontologias que permitam facilitar a interoperabilidade entre os agentes. No entanto, os humanos tendem a ser relutantes em aceitar a conceptualização de outros, a não ser que sejam convencidos de que poderão conseguir um bom negócio. Neste contexto, a aplicação e exploração de relações capturadas em redes sociais pode resultar no estabelecimento de relações de confiança entre vendedores e consumidores, e ao mesmo tempo, conduzir a um aumento da eficiência da negociação e consequentemente na satisfação das partes envolvidas. O sistema AEMOS é uma plataforma de comércio eletrónico baseada em agentes que inclui serviços de ontologias, mais especificamente, serviços de alinhamento de ontologias, incluindo a recomendação de possíveis alinhamentos entre as ontologias dos parceiros de negociação. Este sistema inclui também uma componente baseada numa rede social, que é construída aplicando técnicas de análise de redes socias sobre informação recolhida pelo mercado, e que permite melhorar a recomendação de alinhamentos e auxiliar os agentes na sua escolha. Neste trabalho são apresentados o desenvolvimento e implementação do sistema AEMOS, mais concretamente: • É proposto um novo modelo para comércio eletrónico baseado em agentes que disponibiliza serviços de ontologias; • Adicionalmente propõem-se o uso de redes sociais emergentes para captar e explorar informação sobre relações entre os diferentes parceiros de negócio; • É definida e implementada uma componente de serviços de ontologias que é capaz de: • o Sugerir alinhamentos entre ontologias para pares de agentes; • o Traduzir mensagens escritas de acordo com uma ontologia em mensagens escritas de acordo com outra, utilizando alinhamentos previamente aprovados; • o Melhorar os seus próprios serviços recorrendo às funcionalidades disponibilizadas pela componente de redes sociais; • É definida e implementada uma componente de redes sociais que: • o É capaz de construir e gerir um grafo de relações de proximidade entre agentes, e de relações de adequação de alinhamentos a agentes, tendo em conta os perfis, comportamento e interação dos agentes, bem como a cobertura e utilização dos alinhamentos; • o Explora e adapta técnicas e algoritmos de análise de redes sociais às várias fases dos processos do mercado eletrónico. A implementação e experimentação do modelo proposto demonstra como a colaboração entre os diferentes agentes pode ser vantajosa na melhoria do desempenho do sistema e como a inclusão e combinação de serviços de ontologias e redes sociais se reflete na eficiência da negociação de transações e na dinâmica do mercado como um todo.

Key-CRDT stores

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

P2P service exposer

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

Cardmobili: innovation technology in everyday life

The developments of the internet, the proliferation of the use of Web 2.0 tools, and of the technology in general, are leveraging new ways of people to communicate, collaborate, and interact. This new world and new markets, in a daily change, are enabling the emergence of new innovative enterprises and services, taking advantage of the new technologies and of the global network. Cardmobili is a Portuguese start-up company working in the area of mobile services. This company provides a mobile service to manage rewards and membership cards, enabling users to store them in the cloud, while using mobile applications to present them in store, collecting and using the rewards, sharing cards and information with other users and friends in social networks. Cardmobili is linked to merchants’ loyalty management systems, enabling users to access exclusive offers, delivered to their mobile application and web account. The company provides complete services to make any loyalty or membership program mobile: branding, new customer registration, integration of customer account balance, mobile vouchers, coupons and offers, and mobile communication.

Crowdsourcing innovation: a strategy to leverage enterprise innovation

Innovation is recognized by academics and practitioners as an essential competitive enabler for any company to survive, to remain competitive and to grow. Investments in tasks of R&D have not always brought the expected results. But that doesn't mean that the outcomes would not be useful to other companies of the same business area or even from another area. Thus, there is much knowledge already available in the market that can be helpful to some and profitable to others. So, the ideas and expertise can be found outside a company's boundaries and also exported from within. Information, knowledge, experience, wisdom is already available in the millions of the human beings of this planet, the challenge is to use them through a network to produce new ideas and tips that can be useful to a company with less costs. This was the reason for the emergence of the area of crowdsourcing innovation. Crowdsourcing innovation is a way of using the Web 2.0 tools to generate new ideas through the heterogeneous knowledge available in the global network of individuals highly qualified and with easy access to information and technology. So, a crowdsourcing innovation broker is an organization that mediates the communication and relationship between the seekers - companies that aspire to solve some problem or to take advantage of any business opportunity - with a crowd that is prone to give ideas based on their knowledge, experience and wisdom. This paper makes a literature review on models of open innovation, crowdsourcing innovation, and technology and knowledge intermediaries, and discusses this new phenomenon as a way to leverage the innovation capacity of enterprises. Finally, the paper outlines a research design agendafor explaining crowdsourcing innovation brokering phenomenon, exploiting its players, main functions, value creation process, and knowledge creation in order to define a knowledge metamodel of such intermediaries.

Scientific authorships and collaboration network analysis on Chagas disease: papers indexed in PubMed (1940-2009)

Chagas disease is a chronic, tropical, parasitic disease, endemic throughout Latin America. The large-scale migration of populations has increased the geographic distribution of the disease and cases have been observed in many other countries around the world. To strengthen the critical mass of knowledge generated in different countries, it is essential to promote cooperative and translational research initiatives. We analyzed authorship of scientific documents on Chagas disease indexed in the Medline database from 1940 to 2009. Bibliometrics was used to analyze the evolution of collaboration patterns. A Social Network Analysis was carried out to identify the main research groups in the area by applying clustering methods. We then analyzed 13,989 papers produced by 21,350 authors. Collaboration among authors dramatically increased over the study period, reaching an average of 6.2 authors per paper in the last five-year period. Applying a threshold of collaboration of five or more papers signed in co-authorship, we identified 148 consolidated research groups made up of 1,750 authors. The Chagas disease network identified constitutes a "small world," characterized by a high degree of clustering and a notably high number of Brazilian researchers.

Desenvolvimento de um serviço local de Saúde Mental em Famalicão

RESUMO: O desenvolvimento de serviços locais adequados deve ser baseado numa avaliação sistemática das necessidades e resultados obtidos nos cuidados a uma população de indivíduos identificados como apresentando uma doença mental na área de referenciação do serviço. Neste sentido foram utilizados os seguintes métodos: dados epidemiológicos acerca das necessidades locais e taxas de utilização de serviços a nível nacional e local, este último com base no case-register. Os diagnósticos de maior prevalência em ambulatório são as perturbações de humor e as perturbações neuróticas de stress ou somatoformes, com uma preponderância de doenças mentais comuns (depressão e ansiedade) em serviços de psiquiatria. Constatam-se baixas taxas de abandono da consulta (12%). A idade, a doença e a escolaridade estão correlacionados com o risco de drop-out, mas utilizada a regressão logística, a idade e a escolaridade perdem o seu significado estatístico. Encontram-se taxas reduzidas de drop-out dos indivíduos com psicose ou perturbações bipolares, em virtude da intervenção activa da equipa. Os custos de transporte, a distância ao local de consulta e o tempo de espera para a primeira consulta são barreiras no acesso aos cuidados a nível local. Os cuidadores não se sentem apoiados pela rede de suporte social e queixam-se sobretudo da acessibilidade, mas exibem elevadas taxas de satisfação com os serviços prestados. Decidiu-se apostar numa organização do serviço baseada na comunidade, com intervenções baseadas na evidência, dando prioridade ao doente mental grave e à qualidade dos cuidados.----------- ABSTRACT: The development of appropriate local services should be based on a systematic assessment of the needs and outcomes of the population of individuals identified as mentally ill within the service’s catchment area. A number of methods may be used as proxies in assessing local needs for services, such as service utilization rates found nationally and locally, by case-register. The most prevalent diagnoses in ambulatory care are mood disorders and neurotic, stress and somatoform disorders, with a majority of common mental disorders (depression and anxiety) in psychiatric services. Low dropout rates (12%) are found in ambulatory care. Age, disease and education are correlated with the risk of drop-out, but after using logistic regression, age and education lose their statistical significance. Low drop-out rates are found in individuals with psychosis or bipolar disorders, because the active intervention from the team. The costs of transportation, distance and the waiting time for the first consultation are barriers in access of care locally. Carers do not feel supported by the network of social support and complain primarily of accessibility, but exhibit high levels of satisfaction with the services provided. It was decided to invest in a service organization based in the community with evidence-based interventions, giving priority to severe mental illness and quality of care.

Integrating wind generation in the distribution network

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Energias Renováveis – Conversão Eléctrica e Utilização Sustentáveis

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.