Attenuazione del multipath attraverso tecniche di diversità per applicazioni beacon tramite segnali Bluetooth Low Energy

In questo elaborato è stato effettuato uno studio di soluzioni tecnologiche per eseguire una localizzazione di prossimità in ambienti indoor tramite la percezione di segnali Bluetooth Low Energy. Il sistema analizzato e sperimentato è composto da un dispositivo in ricezione che effettua una stima della distanza che intercorre con il trasmettitore, tramite la valutazione della potenza del segnale ricevuto. A causa della propagazione indoor, tale stima risulta poco accurata in termini di ranging in quanto vengono a generarsi delle fluttuazioni istantanee del segnale ricevuto dovute a fenomeni di multipath. L’obiettivo di questo progetto è stato quello di mitigare queste oscillazioni sfruttando due trasmettitori al posto di uno, effettuando quindi in ricezione opportune combinazioni fra i segnali ricevuti (Diversity Combining Techniques).

Prototipo di schermo adattativo basato su Android e Bluetooth Low Energy

La tesi nasce da un'attività di ricerca approfondita su alcune tecnologie innovative e all'avanguardia nell'ambito del mobile computing e dell'Internet of Things. Tra queste il focus principale è orientato allo studio del Bluetooth Low Energy, nuova specifica di Bluetooth caratterizzata principalmente da un consumo di energia assai ridotto. In particolare, si è approfondito il suo funzionamento nel caso dei beacon, piccoli dispositivi che permettono una localizzazione mediante l'invio di un segnale BLE. Inoltre è stata analizzata la possibilità di interazione con Android, poiché oggigiorno non si può evitare di pensare a come queste tecnologie possano interfacciarsi con il mondo degli smartphone e dei tablet. Come conseguenza di tale attività di ricerca è stato analizzato un caso di studio che permettesse di applicare le tecnologie studiate e la loro interazione. Si è pensato quindi a un piccolo sistema distribuito per schermi adattativi (capaci di modificare i contenuti visualizzati in relazione ad eventi esterni) affinché ogni schermo mostrasse dinamicamente l'orario delle lezioni di ciascuno studente all'avvicinarsi di quest'ultimo, e solo per il tempo di permanenza nei pressi dello schermo. Si è quindi progettato e sviluppato un prototipo, e infine durante il testing si sono potute verificare le attuali potenzialità di queste tecnologie e trarre conclusioni sulla possibilità della loro futura diffusione e di impiego in contesti differenti.

Realizzazione di un'interfaccia universale in tecnologia Bluetooth Low Energy per sensori integrati

Lo scopo dell’elaborato di tesi è la progettazione e lo sviluppo di un’applicazione per il modulo Bluetooth Low Energy (BLE) Texas Instrument CC2650 in grado di leggere le informazioni da un sensore analogico, tramite un Analog-Digital- Converter (ADC), e di scambiare i dati con uno smartphone Android in tempo reale. L’interfaccia realizzata deve essere universale, ovvero dovrà essere compatibile con sensori di diverso tipo, facilmente estensibile per l’aggiunta di un numero maggiore di periferiche di lettura e utilizzabile con un ampio numero di dispositivi.

Confronto tra Bluetooth classic e Bluetooth low energy nelle comunicazioni tra sensori inerziali e dispositivi mobili in applicazioni biomeccaniche in ambito medico e sportivo

In questo elaborato sono stati confrontati i moduli bluetooth WT11, BLE113 , BT121 rispetto alle loro caratteristiche di banda, consumo, range e utilizzabilita in un contesto applicativo stringente come quello degli utilizzi biomeccanici. Si sono prima elencati i settori di riferimento, per poi descrivere il contesto applicativo in ambito medico e sportivo. Il confronto finale ha tenuto conto delle modalita di comunicazione bluetooth classic e bluetooth low energy, cercando di motivare quale modulo risulti migliore per questo particolare e innovativo contesto.

Proposta de arquitetura para monitorização de parâmetros vitais com recurso à tecnologia Bluetooth Low Energy

Atualmente, com o crescimento exponencial das tecnologias de comunicação móveis, cada vez mais existe uma utilização generalizada de dispositivos móveis que adotam normas de última geração para redes de área corporal (BAN), como o Bluetooth Low Energy. Estas normas vieram revolucionar a monitorização de parâmetros vitais, permitindo que esta seja efetuada em qualquer lugar e momento e que ocorra uma redução do consumo energético. Se tivermos em consideração as doenças mais causadoras de morte, a tendência de envelhecimento da população e a dificuldade de acesso e acompanhamento médico por parte de pacientes com incapacidades, a monitorização remota de parâmetros vitais surge como um auxiliar clínico para um diagnóstico melhor, mais rápido e mais fiável. O presente projeto tem como objetivo especificar uma arquitetura para monitorização remota de parâmetros vitais no sentido de criar uma solução pronta a usar, simples, eficiente, segura, de baixo custo e compatível com dispositivos móveis de última geração. A monitorização remota será efetuada com recurso ao dispositivo móvel, que o paciente já possui, através de uma aplicação que atua como intermediária entre os sensores biofísicos que efetuam a recolha de dados vitais e a plataforma onde estes serão armazenados. Após o envio dos dados para a plataforma é possível o seu acesso pelos profissionais de saúde para que assim os tenham em consideração ao efetuar diagnósticos. Os testes realizados mostram a facilidade e simplicidade de utilização do sistema, fatores muito importantes, bem como a fiabilidade na leitura de parâmetros vitais.

Proposta de arquitetura para monitorização de parâmetros vitais com recurso à tecnologia Bluetooth Low Energy

Atualmente, com o crescimento exponencial das tecnologias de comunicação móveis, cada vez mais existe uma utilização generalizada de dispositivos móveis que adotam normas de última geração para redes de área corporal (BAN), como o Bluetooth Low Energy. Estas normas vieram revolucionar a monitorização de parâmetros vitais, permitindo que esta seja efetuada em qualquer lugar e momento e que ocorra uma redução do consumo energético. Se tivermos em consideração as doenças mais causadoras de morte, a tendência de envelhecimento da população e a dificuldade de acesso e acompanhamento médico por parte de pacientes com incapacidades, a monitorização remota de parâmetros vitais surge como um auxiliar clínico para um diagnóstico melhor, mais rápido e mais fiável. O presente projeto tem como objetivo especificar uma arquitetura para monitorização remota de parâmetros vitais no sentido de criar uma solução pronta a usar, simples, eficiente, segura, de baixo custo e compatível com dispositivos móveis de última geração. A monitorização remota será efetuada com recurso ao dispositivo móvel, que o paciente já possui, através de uma aplicação que atua como intermediária entre os sensores biofísicos que efetuam a recolha de dados vitais e a plataforma onde estes serão armazenados. Após o envio dos dados para a plataforma é possível o seu acesso pelos profissionais de saúde para que assim os tenham em consideração ao efetuar diagnósticos. Os testes realizados mostram a facilidade e simplicidade de utilização do sistema, fatores muito importantes, bem como a fiabilidade na leitura de parâmetros vitais.

Sistema Bluetooth-based di remarketing pervasivo

Il progetto si propone di dotare la realta fisica di un estensione digitale. Sensori, attuatori e tecnologie embedded hanno cambiato il nostro modo di lavorare, allenarci e seguire i nostri interessi. Il mondo del commercio non e rimasto a guardare ed ha dovuto adattarsi alla metamorfosi high-tech del settore dei servizi. Il sistema proposto costituisce un promotore per acquisti ed un raccoglitore intelligente di abitudini sullo shopping e si compone di applicazione mobile, microcontroller e web server. Caratteristica prima e principale del progetto e sicuramente la pervasivita. All'utente ed utilizzatore dell'app dello shopping center deve essere certamente resa nota la collaborazione al fine di raccogliere dati statistici sulle sue abitudini, tuttavia sono le modalita di tale operazione a dover rimanere velate, in modo da non appesantire il cliente con tediose operazioni di invio di feedback e valutazioni ed allo stesso tempo permettere una raccolta capillare delle informazioni. Parallelamente alla raccolta di dati funzionali al producer, sono state implementate features per il consumatore, come notifiche promozionali place-triggered e pubblicita mirata. Tra tutte le tecnologie adibite allo scambio di informazioni, si e scelto l'utilizzo del Bluetooth e del piu recente Bluetooth Low Energy (BLE) per permettere ai dispositivi di comunicare tra loro.

Ruthenium(II) dichloro or dithiocyanato complexes with 4,4′:2′,2″:4″,4‴-quaterpyridinium ligands : towards photosensitisers with enhanced low-energy absorption properties

Fourteen new complexes of the form cis-\[RuIIX2(R2qpy2+)2]4+ (R2qpy2+ = a 4,4′:2′,2″:4″,4‴-quaterpyridinium ligand, X = Cl− or NCS−) have been prepared and isolated as their PF6− salts. Characterisation involved various techniques including 1H NMR spectroscopy and +electrospray or MALDI mass spectrometry. The UV–Vis spectra display intense intraligand π → π∗ absorptions, and also metal-to-ligand charge-transfer (MLCT) bands with two resolved maxima in the visible region. Red-shifts in the MLCT bands occur as the electron-withdrawing strength of the pyridinium groups increases, while replacing Cl− with NCS− causes blue-shifts. Cyclic voltammograms show quasi-reversible or reversible RuIII/II oxidation waves, and several ligand-based reductions that are irreversible. The variations in the redox potentials correlate with changes in the MLCT energies. A single-crystal X-ray structure has been obtained for a protonated form of a proligand salt, \[(4-(CO2H)Ph)2qpyH3+]\[HSO4]3·3H2O. Time-dependent density functional theory calculations give adequate correlations with the experimental UV–Vis spectra for the two carboxylic acid-functionalised complexes in DMSO. Despite their attractive electronic absorption spectra, these dyes are relatively inefficient photosensitisers on electrodes coated with TiO2 or ZnO. These observations are attributed primarily to weak electronic coupling with the surfaces, since the DFT-derived LUMOs include no electron density near the carboxylic acid anchors.

Defect healing and enhanced nucleation of carbon nanotubes by low-energy ion bombardment

Structural defects inevitably appear during the nucleation event that determines the structure and properties of single-walled carbon nanotubes. By combining ion bombardment experiments with atomistic simulations we reveal that ion bombardment in a suitable energy range allows these defects to be healed resulting in an enhanced nucleation of the carbon nanotube cap. The enhanced growth of the nanotube cap is explained by a nonthermal ion-induced graphene network restructuring mechanism.

Constraining the low-energy pion electromagnetic form factor with space-like and phase of time-like data

The Taylor coefficients c and d of the EM form factor of the pion are constrained using analyticity, knowledge of the phase of the form factor in the time-like region, 4m(pi)(2) <= t <= t(in) and its value at one space-like point, using as input the (g - 2) of the muon. This is achieved using the technique of Lagrange multipliers, which gives a transparent expression for the corresponding bounds. We present a detailed study of the sensitivity of the bounds to the choice of time-like phase and errors present in the space-like data, taken from recent experiments. We find that our results constrain c stringently. We compare our results with those in the literature and find agreement with the chiral perturbation-theory results for c. We obtain d similar to O(10) GeV-6 when c is set to the chiral perturbation-theory values.

Improved bounds on the radius and curvature of the K pi scalar form factor and implications to low-energy theorems

We obtain stringent bounds in the < r(2)>(K pi)(S)-c plane where these are the scalar radius and the curvature parameters of the scalar K pi form factor, respectively, using analyticity and dispersion relation constraints, the knowledge of the form factor from the well-known Callan-Treiman point m(K)(2)-m(pi)(2), as well as at m(pi)(2)-m(K)(2), which we call the second Callan-Treiman point. The central values of these parameters from a recent determination are accomodated in the allowed region provided the higher loop corrections to the value of th form factor at the second Callan-Treiman point reduce the one-loop result by about 3% with F-K/F-pi = 1.21. Such a variation in magnitude at the second Callan-Treiman point yields 0.12 fm(2) less than or similar to < r(2)>(K pi)(S) less than or similar to 0.21 fm(2) and 0.56 GeV-4 less than or similar to c less than or similar to 1.47 GeV-4 and a strong correlation between them. A smaller value of F-K/F-pi shifts both bounds to lower values.

Low energy properties of the SU(m|n) supersymmetric Haldane–Shastry spin chain

The ground state and low energy excitations of the SU(m|n) supersymmetric Haldane–Shastry spin chain are analyzed. In the thermodynamic limit, it is found that the ground state degeneracy is finite only for the SU(m|0) and SU(m|1) spin chains, while the dispersion relation for the low energy and low momentum excitations is linear for all values of m and n. We show that the low energy excitations of the SU(m|1) spin chain are described by a conformal field theory of m non-interacting Dirac fermions which have only positive energies; the central charge of this theory is m/2. Finally, for ngreater-or-equal, slanted1, the partition functions of the SU(m|n) Haldane–Shastry spin chain and the SU(m|n) Polychronakos spin chain are shown to be related in a simple way in the thermodynamic limit at low temperatures.

Aspects of Inflationary Models at Low Energy Scales

Cosmological inflation is the dominant paradigm in explaining the origin of structure in the universe. According to the inflationary scenario, there has been a period of nearly exponential expansion in the very early universe, long before the nucleosynthesis. Inflation is commonly considered as a consequence of some scalar field or fields whose energy density starts to dominate the universe. The inflationary expansion converts the quantum fluctuations of the fields into classical perturbations on superhorizon scales and these primordial perturbations are the seeds of the structure in the universe. Moreover, inflation also naturally explains the high degree of homogeneity and spatial flatness of the early universe. The real challenge of the inflationary cosmology lies in trying to establish a connection between the fields driving inflation and theories of particle physics. In this thesis we concentrate on inflationary models at scales well below the Planck scale. The low scale allows us to seek for candidates for the inflationary matter within extensions of the Standard Model but typically also implies fine-tuning problems. We discuss a low scale model where inflation is driven by a flat direction of the Minimally Supersymmetric Standard Model. The relation between the potential along the flat direction and the underlying supergravity model is studied. The low inflationary scale requires an extremely flat potential but we find that in this particular model the associated fine-tuning problems can be solved in a rather natural fashion in a class of supergravity models. For this class of models, the flatness is a consequence of the structure of the supergravity model and is insensitive to the vacuum expectation values of the fields that break supersymmetry. Another low scale model considered in the thesis is the curvaton scenario where the primordial perturbations originate from quantum fluctuations of a curvaton field, which is different from the fields driving inflation. The curvaton gives a negligible contribution to the total energy density during inflation but its perturbations become significant in the post-inflationary epoch. The separation between the fields driving inflation and the fields giving rise to primordial perturbations opens up new possibilities to lower the inflationary scale without introducing fine-tuning problems. The curvaton model typically gives rise to relatively large level of non-gaussian features in the statistics of primordial perturbations. We find that the level of non-gaussian effects is heavily dependent on the form of the curvaton potential. Future observations that provide more accurate information of the non-gaussian statistics can therefore place constraining bounds on the curvaton interactions.

Stringent constraints on the scalar K pi form factor from analyticity, unitarity and low-energy theorems

We investigate the scalar K pi form factor at low energies by the method of unitarity bounds adapted so as to include information on the phase and modulus along the elastic region of the unitarity cut. Using at input the values of the form factor at t = 0 and the Callan-Treiman point, we obtain stringent constraints on the slope and curvature parameters of the Taylor expansion at the origin. Also, we predict a quite narrow range for the higher-order ChPT corrections at the second Callan-Treiman point.