Alternative Path Communication in Wide-Scale Cluster-Tree Wireless Sensor Networks Using Inactive Periods

The IEEE 802.15.4/ZigBee cluster-tree topology is a suitable technology to deploy wide-scale Wireless Sensor Networks (WSNs). These networks are usually designed to support convergecast traffic, where all communication paths go through the PAN (Personal Area Network) coordinator. Nevertheless, peer-to-peer communication relationships may be also required for different types of WSN applications. That is the typical case of sensor and actuator networks, where local control loops must be closed using a reduced number of communication hops. The use of communication schemes optimised just for the support of convergecast traffic may result in higher network congestion and in a potentially higher number of communication hops. Within this context, this paper proposes an Alternative-Route Definition (ARounD) communication scheme for WSNs. The underlying idea of ARounD is to setup alternative communication paths between specific source and destination nodes, avoiding congested cluster-tree paths. These alternative paths consider shorter inter-cluster paths, using a set of intermediate nodes to relay messages during their inactive periods in the cluster-tree network. Simulation results show that the ARounD communication scheme can significantly decrease the end-to-end communication delay, when compared to the use of standard cluster-tree communication schemes. Moreover, the ARounD communication scheme is able to reduce the network congestion around the PAN coordinator, enabling the reduction of the number of message drops due to queue overflows in the cluster-tree network

Diseño e implementación de rutinas de navegación y comunicación para un robot móvil utilizado en sistemas multirobot de enjambre

Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Área Académica de Ingeniería Mecatrónica, 2019Se presenta el diseño e implementación de rutinas de navegación y comunicación para un robot móvil utilizado en sistemas multirobot de tipo enjambre para la digitalización de escenarios estáticos. Este trabajo forma parte del proyecto de investigación PROE E1F2, ejecutado por la escuela de matemática y el área académica de ingeniería mecatrónica del Instituto Tecnológico de Costa Rica. Para solucionar el problema, se propuso un esquema de control que combina la cinemática directa e inversa del robot móvil, junto a controladores PID y de retroalimentación proporcional. Además, se implementó una unidad de medición inercial con un algoritmo de fusión de sensores para disminuir errores de odometría del tipo deslizamiento. Para el sistema de comunicación se utilizó la técnica acceso múltiple por división de tiempo, para la cual fue necesario un método de sincronización de relojes llamado sincronización de tiempo por medición de retardo. El control automático presentó un error máximo de 2.16% en estado estacionario y con la integración de la unidad de medición inercial se redujo el error en la orientación del robot hasta en 10.70°. El sistema de comunicación logró manejar el flujo de información de cuatro nodos, recibiendo el 99.935% de los mensajes enviados a la base central.It’s shown the design and implementation of navigation and communication routines for a mobile robot used in a multirobot swarm system to digitize static scenarios. This work is part of the research project PROE E1F2, conducted by the mathematics school and the mechatronics engineer area of the Instituto Tecnológico de Costa Rica. To solve the problem, a control scheme using direct and inverse kinematics in combination with a PID controller and proportional feedback controller was proposed. Also, an inertial measurement unit was implemented with a sensor fusion algorithm to diminish odometry errors of the slip type. For the communication system, the time division multiple access technique was used, for which was necessary a method to synchronize clocks called delay measurement time synchronization. The automatic control presented a maximum error of 2.16% in the steady state and with the integration of the inertial measurement unit the robot orientation error was reduced up to 10.70°. The communication system was able to manage the information flow of four nodes, receiving 99.935% of the messages send to the central base

Dispositivos e sistemas de Telemonitorização: Panorama atual e tendências futuras

A prevalência de doenças crónicas está a aumentar a par do aumento da esperança média de vida ao nascimento. No futuro, o número de idosos e doentes crónicos será bastante elevada e em muitos casos os idosos serão também doentes crónicos e a patologia existirá em muitos casos em comorbidade. A par desta realidade, existirá um decréscimo de recursos de saúde o que leva à procura de soluções já hoje em dia para que no futuro sejam postas em prática de forma plena. Aliar a telemonitorização ao acompanhamento por parte dos profissionais de saúde a diversas doenças crónicas é já uma realidade, existindo no mercado mundial diversas ofertas de dispositivos e sistemas de telemonitorização utilizados em doenças como a Diabetes mellitus, Doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) e asma, Doença renal, Doenças tromboembólicas e Insuficiência cardíaca. Estes dispositivos e sistemas de telemonitorização apresentam uma solução para o problema crescente de incapacidade dos sistemas de saúde de dar resposta ao aumento de doentes crónicos. A massificação do uso dos dispositivos e sistemas de telemonitorização está dependente do seu aperfeiçoamento, sendo a falta de interoperabilidade de sistemas de apoio à saúde a maior falha nestes dispositivos e sistemas. A tendência futura passa pela incorporação desta capacidade nos dispositivos e sistemas de modo a massificar a sua utilização trazendo grandes vantagens tanto ao doente crónico como aos sistemas de saúde.The prevalence of chronic diseases is increasing along with the increase in the average life expectancy at birth. In the future, the number of the elderly and the chronically ill will be quite high and in many cases the elderly will also be chronically ill and the pathology will exist in many cases in Comorbidity. Alongside this reality, there will be a decrease in health resources, which leads to the research for solutions nowadays, so that they can be fully implemented in the future. Allying telemonitoring to the treatment of various chronic diseases is already a reality, and in the world market there are several offers of devices and telemonitoring systems used in diseases such as Diabetes mellitus, Chronic obstructive pulmonary disease and asthma, Renal disease, Thromboembolic diseases and Heart failure. These devices and telemonitoring systems provide a solution for the growing problem of the inability of health systems in order to provide better protocols to react to the increase in chronic patients. The widespread use of telemonitoring devices and systems is dependent on their improvement, and the lack of interoperability of health support systems is the greatest failure in these devices and systems. The future trend is to combine this ability into devices and systems in order to improve their use, bringing great benefits to both the chronic patient and health systems

Políticas de Copyright de Publicações Científicas em Repositórios Institucionais: O Caso do INESC TEC

A progressiva transformação das práticas científicas, impulsionada pelo desenvolvimento das novas Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC), têm possibilitado aumentar o acesso à informação, caminhando gradualmente para uma abertura do ciclo de pesquisa. Isto permitirá resolver a longo prazo uma adversidade que se tem colocado aos investigadores, que passa pela existência de barreiras que limitam as condições de acesso, sejam estas geográficas ou financeiras. Apesar da produção científica ser dominada, maioritariamente, por grandes editoras comerciais, estando sujeita às regras por estas impostas, o Movimento do Acesso Aberto cuja primeira declaração pública, a Declaração de Budapeste (BOAI), é de 2002, vem propor alterações significativas que beneficiam os autores e os leitores. Este Movimento vem a ganhar importância em Portugal desde 2003, com a constituição do primeiro repositório institucional a nível nacional. Os repositórios institucionais surgiram como uma ferramenta de divulgação da produção científica de uma instituição, com o intuito de permitir abrir aos resultados da investigação, quer antes da publicação e do próprio processo de arbitragem (preprint), quer depois (postprint), e, consequentemente, aumentar a visibilidade do trabalho desenvolvido por um investigador e a respetiva instituição. O estudo apresentado, que passou por uma análise das políticas de copyright das publicações científicas mais relevantes do INESC TEC, permitiu não só perceber que as editoras adotam cada vez mais políticas que possibilitam o auto-arquivo das publicações em repositórios institucionais, como também que existe todo um trabalho de sensibilização a percorrer, não só para os investigadores, como para a instituição e toda a sociedade. A produção de um conjunto de recomendações, que passam pela implementação de uma política institucional que incentive o auto-arquivo das publicações desenvolvidas no âmbito institucional no repositório, serve como mote para uma maior valorização da produção científica do INESC TEC.The progressive transformation of scientific practices, driven by the development of new Information and Communication Technologies (ICT), which made it possible to increase access to information, gradually moving towards an opening of the research cycle. This opening makes it possible to resolve, in the long term, the adversity that has been placed on researchers, which involves the existence of barriers that limit access conditions, whether geographical or financial. Although large commercial publishers predominantly dominate scientific production and subject it to the rules imposed by them, the Open Access movement whose first public declaration, the Budapest Declaration (BOAI), was in 2002, proposes significant changes that benefit the authors and the readers. This Movement has gained importance in Portugal since 2003, with the constitution of the first institutional repository at the national level. Institutional repositories have emerged as a tool for disseminating the scientific production of an institution to open the results of the research, both before publication and the preprint process and postprint, increase the visibility of work done by an investigator and his or her institution. The present study, which underwent an analysis of the copyright policies of INESC TEC most relevant scientific publications, allowed not only to realize that publishers are increasingly adopting policies that make it possible to self-archive publications in institutional repositories, all the work of raising awareness, not only for researchers but also for the institution and the whole society. The production of a set of recommendations, which go through the implementation of an institutional policy that encourages the self-archiving of the publications developed in the institutional scope in the repository, serves as a motto for a greater appreciation of the scientific production of INESC TEC