986 resultados para MPEG-DASH C streaming TVWS reti wireless
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Wireless Sensor Networks (WSNs) can be used to monitor hazardous and inaccessible areas. In these situations, the power supply (e.g. battery) of each node cannot be easily replaced. One solution to deal with the limited capacity of current power supplies is to deploy a large number of sensor nodes, since the lifetime and dependability of the network will increase through cooperation among nodes. Applications on WSN may also have other concerns, such as meeting temporal deadlines on message transmissions and maximizing the quality of information. Data fusion is a well-known technique that can be useful for the enhancement of data quality and for the maximization of WSN lifetime. In this paper, we propose an approach that allows the implementation of parallel data fusion techniques in IEEE 802.15.4 networks. One of the main advantages of the proposed approach is that it enables a trade-off between different user-defined metrics through the use of a genetic machine learning algorithm. Simulations and field experiments performed in different communication scenarios highlight significant improvements when compared with, for instance, the Gur Game approach or the implementation of conventional periodic communication techniques over IEEE 802.15.4 networks. 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.
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Redes em Malha sem Fio ( do ingls Wireless Mesh Networks - WMNs) so previstas serem uma das mais importantes tecnologias sem fio no que se refere ao fornecimento do acesso de ltima milha em redes multimdia futuras. Elas vo permitir que milhares de usurios fixos e mveis acessem, produzam e compartilhem contedo multimdia de forma onipresente. Neste contexto, vdeo 3D est previsto atrair mais e mais o mercado multimdia com a perspectiva de reforar as aplicaes (vdeos de vigilncia, controle demisses crticas, entretenimento, etc). No entanto, o desafio de lidar com a largura de banda optante, escassez de recursos e taxas de erros variantes com o tempo destas redes, ilustra a necessidade da transmisso de vdeos 3D mais resistentes a erros. Dessa forma, alternativas como abordagens de Correo Antecipada de Erros (FEC) se tornam necessrias para fornecer a distribuio de aplicaes de vdeo para usurios sem fio com garantia de melhor qualidade de servio (QoS) e Qualidade de Experincia (QoE). Esta dissertao apresenta um mecanismo baseado em FEC com Proteo Desigual de Erros (UEP) para melhorar a transmisso de vdeo 3D em WMNs, aumentando a satisfao do usurio e permitindo uma melhoria do uso dos recursos sem fio. Os benefcios e impactos do mecanismo proposto sero demonstrados usando simulao e a avaliao ser realizada atravs de mtricas de QoE objetivas e subjetivas.
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The Internet of Things is a new paradigm where smart embedded devices and systems are connected to the Internet. In this context, Wireless Sensor Networks (WSN) are becoming an important alternative for sensing and actuating critical applications like industrial automation, remote patient monitoring and domotics. The IEEE 802.15.4 protocol has been adopted as a standard for WSN and the 6LoWPAN protocol has been proposed to overcome the challenges of integrating WSN and Internet protocols. In this paper, the mechanisms of header compression and fragmentation of IPv6 datagrams proposed in the 6LoWPAN standard were evaluated through field experiments using a gateway prototype and IEEE 802.15.4 nodes.
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In this paper, a cross-layer solution for packet size optimization in wireless sensor networks (WSN) is introduced such that the effects of multi-hop routing, the broadcast nature of the physical wireless channel, and the effects of error control techniques are captured. A key result of this paper is that contrary to the conventional wireless networks, in wireless sensor networks, longer packets reduce the collision probability. Consequently, an optimization solution is formalized by using three different objective functions, i.e., packet throughput, energy consumption, and resource utilization. Furthermore, the effects of end-to-end latency and reliability constraints are investigated that may be required by a particular application. As a result, a generic, cross-layer optimization framework is developed to determine the optimal packet size in WSN. This framework is further extended to determine the optimal packet size in underwater and underground sensor networks. From this framework, the optimal packet sizes under various network parameters are determined.
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The integration of CMOS cameras with embedded processors and wireless communication devices has enabled the development of distributed wireless vision systems. Wireless Vision Sensor Networks (WVSNs), which consist of wirelessly connected embedded systems with vision and sensing capabilities, provide wide variety of application areas that have not been possible to realize with the wall-powered vision systems with wired links or scalar-data based wireless sensor networks. In this paper, the design of a middleware for a wireless vision sensor node is presented for the realization of WVSNs. The implemented wireless vision sensor node is tested through a simple vision application to study and analyze its capabilities, and determine the challenges in distributed vision applications through a wireless network of low-power embedded devices. The results of this paper highlight the practical concerns for the development of efficient image processing and communication solutions for WVSNs and emphasize the need for cross-layer solutions that unify these two so-far-independent research areas.
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This paper describes a CMOS implementation of a linear voltage regulator (LVR) used to power up implanted physiological signal systems, as it is the case of a wireless blood pressure biosensor. The topology is based on a classical structure of a linear low-dropout regulator. The circuit is powered up from an RF link, thus characterizing a passive radio frequency identification (RFID) tag. The LVR was designed to meet important features such as low power consumption and small silicon area, without the need for any external discrete components. The low power operation represents an essential condition to avoid a high-energy RF link, thus minimizing the transmitted power and therefore minimizing the thermal effects on the patient's tissues. The project was implemented in a 0.35-mu m CMOS process, and the prototypes were tested to validate the overall performance. The LVR output is regulated at 1 V and supplies a maximum load current of 0.5 mA at 37 degrees C. The load regulation is 13 mV/mA, and the line regulation is 39 mV/V. The LVR total power consumption is 1.2 mW.
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Per rispondere ai quiz e utilizzare la posta elettronica
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In questa tesi verranno trattati sia il problema della creazione di un ambiente di simulazione a domini fisici misti per dispositivi RF-MEMS, che la definizione di un processo di fabbricazione ad-hoc per il packaging e lintegrazione degli stessi. Riguardo al primo argomento, sar mostrato nel dettaglio lo sviluppo di una libreria di modelli MEMS allinterno dellambiente di simulazione per circuiti integrati Cadence c . Lapproccio scelto per la definizione del comportamento elettromeccanico dei MEMS basato sul concetto di modellazione compatta (compact modeling). Questo significa che il comportamento fisico di ogni componente elementare della libreria descritto per mezzo di un insieme limitato di punti (nodi) di interconnessione verso il mondo esterno. La libreria comprende componenti elementari, come travi flessibili, piatti rigidi sospesi e punti di ancoraggio, la cui opportuna interconnessione porta alla realizzazione di interi dispositivi (come interruttori e capacit variabili) da simulare in Cadence c . Tutti i modelli MEMS sono implementati per mezzo del linguaggio VerilogA c di tipo HDL (Hardware Description Language) che supportato dal simulatore circuitale Spectre c . Sia il linguaggio VerilogA c che il simulatore Spectre c sono disponibili in ambiente Cadence c . Lambiente di simulazione multidominio (ovvero elettromeccanico) cos ottenuto permette di interfacciare i dispositivi MEMS con le librerie di componenti CMOS standard e di conseguenza la simulazione di blocchi funzionali misti RF-MEMS/CMOS. Come esempio, un VCO (Voltage Controlled Oscillator) in cui lLC-tank realizzato in tecnologia MEMS mentre la parte attiva con transistor MOS di libreria sar simulato in Spectre c . Inoltre, nelle pagine successive verr mostrata una soluzione tecnologica per la fabbricazione di un substrato protettivo (package) da applicare a dispositivi RF-MEMS basata su vie di interconnessione elettrica attraverso un wafer di Silicio. La soluzione di packaging prescelta rende possibili alcune tecniche per lintegrazione ibrida delle parti RF-MEMS e CMOS (hybrid packaging). Verranno inoltre messe in luce questioni riguardanti gli effetti parassiti (accoppiamenti capacitivi ed induttivi) introdotti dal package che influenzano le prestazioni RF dei dispositivi MEMS incapsulati. Nel dettaglio, tutti i gradi di libert del processo tecnologico per lottenimento del package saranno ottimizzati per mezzo di un simulatore elettromagnetico (Ansoft HFSSTM) al fine di ridurre gli effetti parassiti introdotti dal substrato protettivo. Inoltre, risultati sperimentali raccolti da misure di strutture di test incapsulate verranno mostrati per validare, da un lato, il simulatore Ansoft HFSSTM e per dimostrate, dallaltro, la fattibilit`a della soluzione di packaging proposta. Aldil dellapparente debole legame tra i due argomenti sopra menzionati possibile identificare un unico obiettivo. Da un lato questo da ricercarsi nello sviluppo di un ambiente di simulazione unificato allinterno del quale il comportamento elettromeccanico dei dispositivi RF-MEMS possa essere studiato ed analizzato. Allinterno di tale ambiente, linfluenza del package sul comportamento elettromagnetico degli RF-MEMS pu essere tenuta in conto per mezzo di modelli a parametri concentrati (lumped elements) estratti da misure sperimentali e simulazioni agli Elementi Finiti (FEM) della parte di package. Infine, la possibilit offerta dallambiente Cadence c relativamente alla simulazione di dipositivi RF-MEMS interfacciati alla parte CMOS rende possibile lanalisi di blocchi funzionali ibridi RF-MEMS/CMOS completi.
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Le reti di distribuzione idrica conservano un ruolo importante ed irrinunciabile nella sicurezza antincendio, ma diversi fattori sul piano normativo e strutturale limitano la loro potenzialit nelle fasi di estinzione dell'incendio. Ma in che modo si evoluta in Italia negli ultimi anni la lotta all'incendio? E' ormai noto che non esistono incendi standard, quelli per i quali possibile definire procedure d'intervento e modalit di estinzione; non quindi banale identificare le portate antincendio necessarie (Needed Fire Flow) e il tempo per il quale esse devono essere garantite. In certi contesti possibile ipotizzare un certo standard d'incendio ma ci presuppone che edifici, strutture e tutto ci che sottoposto ad incendio, possano essere considerati fabbricati a "regola d'arte", ovvero realizzati attraverso procedure esecutive aventi standard di qualit certificata. Ci stato affrontato nei criteri di realizzazione delle nuove costruzioni, ma le vecchie costruzioni, soprattutto gli edifici presenti nei centri storici, sono evidentemente pi vulnerabili e sfuggono alla possibilit di identificare affidabili valori del NFF. Il quadro che si presenta coinvolge quindi carenze normative, contesti urbani con differente vulnerabilit e una sostanziale disomogeneit prestazionale delle reti di distribuzione idrica presenti nel territorio nazionale, legata non solo alla disponibilit idrica ma, anche e soprattutto, alla conformazione della rete, ai livelli di pressione ed alla specifica capacit della rete nel sostenere incrementi di flusso dovuto al prelievo dagli idranti stradali. La scarsa conoscenza di questi aspetti, piuttosto che tradursi in miglioramenti della rete idrica e della sua efficienza ai fini antincendio, ha portato nel tempo ad adottare soluzioni alternative che agiscono principalmente sulle modalit operative di utilizzo dei mezzi dei VV.F. e sul fronte dei dispositivi antincendio privati, quali una migliore protezione passiva, legata all'uso di materiali la cui risposta all'incendio fosse la minore possibile, e protezioni attive alternative, quali impianti sprinkler, di tipo aerosol o misti. Rimangono tutte le problematiche legate alla caratterizzazione nell'area urbanizzata in termini di risposta al prelievo per incendio dagli idranti pubblici sui quali la normativa vigente non impone regole circa le prestazioni e la loro dislocazione sul territorio. Questa incertezza spesso si traduce in un maggiore dispiego di mezzi rispetto all'entit dell'incendio ed ad una scarsa possibilit di ottimizzare l'allocazione delle unit operative dei VV.F., con un evidente incremento del rischio nel caso in cui si verifichino pi eventi di incendio contemporaneamente. La simulazione numerica avanzata, su modelli opportunamente calibrati delle reti di distribuzione, pu consentire una maggiore comprensione quantitativa del livello di sicurezza antincendio offerto da una rete di distribuzione idrica.
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The full exploitation of multi-hop multi-path connectivity opportunities offered by heterogeneous wireless interfaces could enable innovative Always Best Served (ABS) deployment scenarios where mobile clients dynamically self-organize to offer/exploit Internet connectivity at best. Only novel middleware solutions based on heterogeneous context information can seamlessly enable this scenario: middleware solutions should i) provide a translucent access to low-level components, to achieve both fully aware and simplified pre-configured interactions, ii) permit to fully exploit communication interface capabilities, i.e., not only getting but also providing connectivity in a peer-to-peer fashion, thus relieving final users and application developers from the burden of directly managing wireless interface heterogeneity, and iii) consider user mobility as crucial context information evaluating at provision time the suitability of available Internet points of access differently when the mobile client is still or in motion. The novelty of this research work resides in three primary points. First of all, it proposes a novel model and taxonomy providing a common vocabulary to easily describe and position solutions in the area of context-aware autonomic management of preferred network opportunities. Secondly, it presents PoSIM, a context-aware middleware for the synergic exploitation and control of heterogeneous positioning systems that facilitates the development and portability of location-based services. PoSIM is translucent, i.e., it can provide application developers with differentiated visibility of data characteristics and control possibilities of available positioning solutions, thus dynamically adapting to application-specific deployment requirements and enabling cross-layer management decisions. Finally, it provides the MMHC solution for the self-organization of multi-hop multi-path heterogeneous connectivity. MMHC considers a limited set of practical indicators on node mobility and wireless network characteristics for a coarsegrained estimation of expected reliability/quality of multi-hop paths available at runtime. In particular, MMHC manages the durability/throughput-aware formation and selection of different multi-hop paths simultaneously. Furthermore, MMHC provides a novel solution based on adaptive buffers, proactively managed based on handover prediction, to support continuous services, especially by pre-fetching multimedia contents to avoid streaming interruptions.
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Water distribution networks optimization is a challenging problem due to the dimension and the complexity of these systems. Since the last half of the twentieth century this field has been investigated by many authors. Recently, to overcome discrete nature of variables and non linearity of equations, the research has been focused on the development of heuristic algorithms. This algorithms do not require continuity and linearity of the problem functions because they are linked to an external hydraulic simulator that solve equations of mass continuity and of energy conservation of the network. In this work, a NSGA-II (Non-dominating Sorting Genetic Algorithm) has been used. This is a heuristic multi-objective genetic algorithm based on the analogy of evolution in nature. Starting from an initial random set of solutions, called population, it evolves them towards a front of solutions that minimize, separately and contemporaneously, all the objectives. This can be very useful in practical problems where multiple and discordant goals are common. Usually, one of the main drawback of these algorithms is related to time consuming: being a stochastic research, a lot of solutions must be analized before good ones are found. Results of this thesis about the classical optimal design problem shows that is possible to improve results modifying the mathematical definition of objective functions and the survival criterion, inserting good solutions created by a Cellular Automata and using rules created by classifier algorithm (C4.5). This part has been tested using the version of NSGA-II supplied by Centre for Water Systems (University of Exeter, UK) in MATLAB environment. Even if orientating the research can constrain the algorithm with the risk of not finding the optimal set of solutions, it can greatly improve the results. Subsequently, thanks to CINECA help, a version of NSGA-II has been implemented in C language and parallelized: results about the global parallelization show the speed up, while results about the island parallelization show that communication among islands can improve the optimization. Finally, some tests about the optimization of pump scheduling have been carried out. In this case, good results are found for a small network, while the solutions of a big problem are affected by the lack of constraints on the number of pump switches. Possible future research is about the insertion of further constraints and the evolution guide. In the end, the optimization of water distribution systems is still far from a definitive solution, but the improvement in this field can be very useful in reducing the solutions cost of practical problems, where the high number of variables makes their management very difficult from human point of view.
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Questa tesi si propone di presentare e classificare per caratteristiche simili i protocolli di routing che ad oggi sono utilizzati nelle Cognitive Radio Ad Hoc Networks. Pertanto dapprima nel Capitolo 1 si introdurranno le radio cognitive con i concetti che sono alla base di questa tecnologia e le principali motivazioni che hanno portato alla loro nascita e poi al loro sviluppo. Nel Capitolo 2 si parler delle cognitive networks o meglio delle cognitive radio networks, e delle loro peculiarit. Nel terzo e nel quarto capitolo si affronteranno le CRAHNs e in particolare quali sono le sfide a cui devono far fronte i protocolli di routing che operano su di essa, partendo dall'esaminare quali sono le differenze che distinguono questa tipologia di rete da una classica rete wireless ad hoc con nodi in grado di muoversi nello spazio (una MANET). Infine nell'ultimo capitolo si cercher di classificare i protocolli in base ad alcune loro caratteristiche, vedendo poi pi nel dettaglio alcuni tra i protocolli pi usati.
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In recent years, due to the rapid convergence of multimedia services, Internet and wireless communications, there has been a growing trend of heterogeneity (in terms of channel bandwidths, mobility levels of terminals, end-user quality-of-service (QoS) requirements) for emerging integrated wired/wireless networks. Moreover, in nowadays systems, a multitude of users coexists within the same network, each of them with his own QoS requirement and bandwidth availability. In this framework, embedded source coding allowing partial decoding at various resolution is an appealing technique for multimedia transmissions. This dissertation includes my PhD research, mainly devoted to the study of embedded multimedia bitstreams in heterogenous networks, developed at the University of Bologna, advised by Prof. O. Andrisano and Prof. A. Conti, and at the University of California, San Diego (UCSD), where I spent eighteen months as a visiting scholar, advised by Prof. L. B. Milstein and Prof. P. C. Cosman. In order to improve the multimedia transmission quality over wireless channels, joint source and channel coding optimization is investigated in a 2D time-frequency resource block for an OFDM system. We show that knowing the order of diversity in time and/or frequency domain can assist image (video) coding in selecting optimal channel code rates (source and channel code rates). Then, adaptive modulation techniques, aimed at maximizing the spectral efficiency, are investigated as another possible solution for improving multimedia transmissions. For both slow and fast adaptive modulations, the effects of imperfect channel estimation errors are evaluated, showing that the fast technique, optimal in ideal systems, might be outperformed by the slow adaptive modulation, when a real test case is considered. Finally, the effects of co-channel interference and approximated bit error probability (BEP) are evaluated in adaptive modulation techniques, providing new decision regions concepts, and showing how the widely used BEP approximations lead to a substantial loss in the overall performance.
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Fra le varie ragioni della crescente pervasivit di Internet in molteplici settori di mercato del tutto estranei allICT, va senza dubbio evidenziata la possibilit di creare canali di comunicazione attraverso i quali poter comandare un sistema e ricevere da esso informazioni di qualsiasi genere, qualunque distanza separi controllato e controllore. Nel caso specifico, il contesto applicativo lautomotive: in collaborazione col Dipartimento di Ingegneria Elettrica dellUniversit di Bologna, ci si occupati del problema di rendere disponibile a distanza la grande quantit di dati che i vari sotto-sistemi componenti una automobile elettrica si scambiano fra loro, sia legati al tipo di propulsione, elettrico appunto, come i livelli di carica delle batterie o la temperatura dellinverter, sia di natura meccanica, come i giri motore. Lobiettivo quello di permettere allutente (sia esso il progettista, il tecnico riparatore o semplicemente il proprietario) il monitoraggio e la supervisione dello stato del mezzo da remoto nelle sue varie fasi di vita: dai test eseguiti su prototipo in laboratorio, alla messa in strada, alla manutenzione ordinaria e straordinaria. Lapproccio individuato stato quello di collezionare e memorizzare in un archivio centralizzato, raggiungibile via Internet, tutti i dati necessari. Il sistema di elaborazione a bordo richiede di essere facilmente integrabile, quindi di piccole dimensioni, e a basso costo, dovendo prevedere la produzione di molti veicoli; ha inoltre compiti ben definiti e noti a priori. Data la situazione, si quindi scelto di usare un sistema embedded, cio un sistema elettronico di elaborazione progettato per svolgere un limitato numero di funzionalit specifiche sottoposte a vincoli temporali e/o economici. Apparati di questo tipo sono denominati special purpose, in opposizione ai sistemi di utilit generica detti general purpose quali, ad esempio, i personal computer, proprio per la loro capacit di eseguire ripetutamente unazione a costo contenuto, tramite un giusto compromesso fra hardware dedicato e software, chiamato in questo caso firmware. I sistemi embedded hanno subito nel corso del tempo una profonda evoluzione tecnologica, che li ha portati da semplici microcontrollori in grado di svolgere limitate operazioni di calcolo a strutture complesse in grado di interfacciarsi a un gran numero di sensori e attuatori esterni oltre che a molte tecnologie di comunicazione. Nel caso in esame, si scelto di affidarsi alla piattaforma open-source Arduino; essa composta da un circuito stampato che integra un microcontrollore Atmel da programmare attraverso interfaccia seriale, chiamata Arduino board, ed offre nativamente numerose funzionalit, quali ingressi e uscite digitali e analogici, supporto per SPI, I2C ed altro; inoltre, per aumentare le possibilit dutilizzo, pu essere posta in comunicazione con schede elettroniche esterne, dette shield, progettate per le pi disparate applicazioni, quali controllo di motori elettrici, gps, interfacciamento con bus di campo quale ad esempio CAN, tecnologie di rete come Ethernet, Bluetooth, ZigBee, etc. Lhardware open-source, ovvero gli schemi elettrici sono liberamente disponibili e utilizzabili cos come gran parte del software e della documentazione; questo ha permesso una grande diffusione di questo frame work, portando a numerosi vantaggi: abbassamento del costo, ambienti di sviluppo multi-piattaforma, notevole quantit di documentazione e, soprattutto, continua evoluzione ed aggiornamento hardware e software. stato quindi possibile interfacciarsi alla centralina del veicolo prelevando i messaggi necessari dal bus CAN e collezionare tutti i valori che dovevano essere archiviati. Data la notevole mole di dati da elaborare, si scelto di dividere il sistema in due parti separate: un primo nodo, denominato Master, incaricato di prelevare dallautovettura i parametri, di associarvi i dati GPS (velocit, tempo e posizione) prelevati al momento della lettura e di inviare il tutto a un secondo nodo, denominato Slave, che si occupa di creare un canale di comunicazione attraverso la rete Internet per raggiungere il database. La denominazione scelta di Master e Slave riflette la scelta fatta per il protocollo di comunicazione fra i due nodi Arduino, ovvero lI2C, che consente la comunicazione seriale fra dispositivi attraverso la designazione di un master e di un arbitrario numero di slave. La suddivisione dei compiti fra due nodi permette di distribuire il carico di lavoro con evidenti vantaggi in termini di affidabilit e prestazioni. Del progetto si sono occupate due Tesi di Laurea Magistrale; la presente si occupa del dispositivo Slave e del database. Avendo lobiettivo di accedere al database da ovunque, si scelto di appoggiarsi alla rete Internet, alla quale si ha oggi facile accesso da gran parte del mondo. Questo ha fatto s che la scelta della tecnologia da usare per il database ricadesse su un web server che da un lato raccoglie i dati provenienti dallautovettura e dallaltro ne permette unagevole consultazione. Anchesso stato implementato con software open-source: si tratta, infatti, di una web application in linguaggio php che riceve, sotto forma di richieste HTTP di tipo GET oppure POST, i dati dal dispositivo Slave e provvede a salvarli, opportunamente formattati, in un database MySQL. Questo impone per che, per dialogare con il web server, il nodo Slave debba implementare tutti i livelli dello stack protocollare di Internet. Due differenti shield realizzano quindi il livello di collegamento, disponibile sia via cavo sia wireless, rispettivamente attraverso limplementazione in un caso del protocollo Ethernet, nellaltro della connessione GPRS. A questo si appoggiano i protocolli TCP/IP che provvedono a trasportare al database i dati ricevuti dal dispositivo Master sotto forma di messaggi HTTP. Sono descritti approfonditamente il sistema veicolare da controllare e il sistema controllore; i firmware utilizzati per realizzare le funzioni dello Slave con tecnologia Ethernet e con tecnologia GPRS; la web application e il database; infine, sono presentati i risultati delle simulazioni e dei test svolti sul campo nel laboratorio DIE.