Implementación de tecnologías RFID e IoT inalámbricas en el Modelado de información de construcción (BIM)

ABSTRACT: The integration and installation of innovative Radio Frequency Identification (RFID) technologies in combination with wireless Internet of Things (IoT) technologies in Building Information Modelling (BIM), assigned building elements, can create connectivity between the physical- and the virtual world. Beyond the identification of physical objects, further information can be connected, which can be made available to different user groups during the entire life cycle of the building structure. This provides a high level of transparency, in that by scanning the tagged building elements, complete associated information can be accessed and presented to users via applications, in visual and audio form. One use of an RFID and BIM-supported electronic guidance system, namely for the visually impaired, has already been investigated in my bachelor thesis at the University of Applied Sciences (Technische Hochschule Mittelhessen, THM). This Master’s Thesis focuses on the implementation of passive RFID technology into BIM models in combining them with open-source software applications. BIM represents the digital twin of building models in the digital world and can be linked to physical structures (buildings, roads, sewer systems and such others) and building materials (e.g. textiles, mineral and plastic floor coverings, concrete components) by integrating RFID tags. Connecting the parametric BIM models with the physical building elements by using RFID and wireless IoT technologies in a multi-platform application enables the BIM building models to be actively used throughout the life cycle of a building, not only by the facility management, but also by the public for various use cases. During the literature review, suitable software and hardware components were selected, and a prototype multi-platform application for a navigation and positioning system was developed as proof of concept for the Industry Foundation Classes (IFC) file. (See Demo Version at https://opennavibim.herokuapp.com/ ). The challenge was to read the RFID tags in different installation scenarios. Depending on the installation situations (under, over or in the material), various requirements were specified for RFID tags and readers (RFID, handhold personal digital assistant “PDA”). In this field, further hardware developments are necessary.RESUMEN: Mediante la integración e instalación de la innovadora tecnología de identificación por radiofrecuencia (RFID, Radio Frequency Identification) en el modelado digital de información de construcción (BIM, Building Information Modelling), con la interconexión inalámbrica del internet de las cosas (IoT, Internet of Things), es posible crear una conectividad entre el mundo físico y el virtual. Más allá de la mera identificación de objetos existentes, esta conectividad permite incorporar información adicional, que puede ponerse en disposición de los diferentes grupos de usuarios que intervienen durante el ciclo completo de vida de la estructura de la edificación. Se consigue un alto de nivel de transparencia en ese traspaso de información, accesible por medio del escaneado de los elementos etiquetados en la edificación, al tener una completa información asociada que es presentada a los usuarios vía aplicaciones en formato visual o de audio. Una investigación en la aplicación de tecnología RFID basada en BIM para un sistema de navegación electrónica, destinada a personas con discapacidad visual, ha sido desarrollada en mi trabajo fin de grado en la Universidad de Ciencias Aplicadas de Mittelhessen (THM). El presente Trabajo Fin de Master se centra en la implementación de tecnología RFID pasiva en modelos BIM combinados con aplicaciones de software libre. El modelo BIM representa el gemelo digital de los elementos de construcción en el mundo virtual, permitiendo establecer una relación del modelo con estructuras físicas (edificios, carreteras o sistemas de alcantarillado, entre otros) y materiales de construcción (por ejemplo, textiles, cubiertas de suelo minerales o plásticas, componentes de hormigón, …) por medio de la integración de etiquetas RFID. La conexión de los modelos paramétricos BIM con los elementos físicos del edificio, mediante el uso de tecnologías RFID e IoT inalámbricas en una aplicación multiplataforma, permite que los modelos de construcción BIM se utilicen activamente a lo largo del ciclo de vida de un edificio, no solo por la gestión de las instalaciones, sino también por el público para diversos casos de uso. Durante la revisión bibliográfica, se seleccionaron los componentes de software y hardware adecuados, y se desarrolló un prototipo de aplicación multiplataforma para un sistema de navegación y posicionamiento como prueba de viabilidad del concepto del modelo Industry Foundation Classes (IFC). (Véase la versión de demostración en https://opennavibim.herokuapp.com/ ). La lectura de las etiquetas RFID en diferentes en diferentes situaciones de instalación presenta un desafío, dependiendo de la instalación (debajo, encima o en el material) los requisitos impuestos a las etiquetas y lectores RFID son diferentes. Por lo tanto, es necesario seguir desarrollando el hardware en este ámbito.Máster en Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (Plan 2020

Specialized IoT systems: Models, Structures, Algorithms, Hardware, Software Tools

Монография включает анализ проблем, модели, алгоритмы и программно- аппаратные средства специализированных сетей интернета вещей. Рассмотрены результаты проектирования и моделирования сети интернета вещей, мониторинга качества продукции, анализа звуковой информации окружающей среды, а также технология выявления заболеваний легких на базе нейронных сетей. Монография предназначена для специалистов в области инфокоммуникаций, может быть полезна студентам соответствующих специальностей, слушателям факультетов повышения квалификации, магистрантам и аспирантам

Interconnection Architecture of Proximity Smart IoE-Networks with Centralised Management

[ES] La interoperabilidad entre los objetos comunicados es el objetivo principal del internet de las cosas (IoT). Algunos esfuerzos para lograrlo han generado diversas propuestas de arquitecturas, sin embargo, aún no se ha llegado a un conceso. Estas arquitecturas difieren en el tipo de estructura, grado de centralización, algoritmo de enrutamiento, métricas de enrutamiento, técnicas de descubrimiento, algoritmos de búsqueda, segmentación, calidad de servicio y seguridad, entre otros. Algunas son mejores que otras, dependiendo del entorno en el que se desempeñan y del tipo de parámetro que se use. Las más populares son las orientadas a eventos o acciones basadas en reglas, las cuales han permitido que IoT ingrese en el mercado y logre una rápida masificación. Sin embargo, su interoperabilidad se basa en alianzas entre fabricantes para lograr su compatibilidad. Esta solución se logra en la nube con una plataforma que unifica a las diferentes marcas aliadas. Esto permite la introducción de estas tecnologías a la vida común de los usuarios pero no resuelve problemas de autonomía ni de interoperabilidad. Además, no incluye a la nueva generación de redes inteligentes basadas en cosas inteligentes. La arquitectura propuesta en esta tesis toma los aspectos más relevantes de las cuatro arquitecturas IoT más aceptadas y las integra en una, separando la capa IoT (comúnmente presente en estas arquitecturas), en tres capas. Además, está pensada para abarcar redes de proximidad (integrando diferentes tecnologías de interconexión IoT) y basar su funcionamiento en inteligencia artificial (AI). Por lo tanto, esta propuesta aumenta la posibilidad de lograr la interoperabilidad esperada y aumenta la funcionalidad de cada objeto en la red enfocada en prestar un servicio al usuario. Aunque el sistema que se propone incluye el procesamiento de una inteligencia artificial, sigue los mismos aspectos técnicos que sus antecesoras, ya que su operación y comunicación continúan basándose en la capa de aplicación y trasporte de la pila de protocolo TCP/IP. Sin embargo, con el fin de aprovechar los protocolos IoT sin modificar su funcionamiento, se crea un protocolo adicional que se encapsula y adapta a su carga útil. Se trata de un protocolo que se encarga de descubrir las características de un objeto (DFSP) divididas en funciones, servicios, capacidades y recursos, y las extrae para centralizarla en el administrador de la red (IoT-Gateway). Con esta información el IoT-Gateway puede tomar decisiones como crear grupos de trabajo autónomos que presten un servicio al usuario y enrutar a los objetos de este grupo que prestan el servicio, además de medir la calidad de la experiencia (QoE) del servicio; también administra el acceso a internet e integra a otras redes IoT, utilizando inteligencia artificial en la nube. Al basarse esta propuesta en un nuevo sistema jerárquico para interconectar objetos de diferente tipo controlados por AI con una gestión centralizada, se reduce la tolerancia a fallos y seguridad, y se mejora el procesamiento de los datos. Los datos son preprocesados en tres niveles dependiendo del tipo de servicio y enviados a través de una interfaz. Sin embargo, si se trata de datos sobre sus características estos no requieren mucho procesamiento, por lo que cada objeto los preprocesa de forma independiente, los estructura y los envía a la administración central. La red IoT basada en esta arquitectura tiene la capacidad de clasificar un objeto nuevo que llegue a la red en un grupo de trabajo sin la intervención del usuario. Además de tener la capacidad de prestar un servicio que requiera un alto procesamiento (por ejemplo, multimedia), y un seguimiento del usuario en otras redes IoT a través de la nube.[CA] La interoperabilitat entre els objectes comunicats és l'objectiu principal de la internet de les coses (IoT). Alguns esforços per aconseguir-ho han generat diverses propostes d'arquitectures, però, encara no s'arriba a un concens. Aquestes arquitectures difereixen en el tipus d'estructura, grau de centralització, algoritme d'encaminament, mètriques d'enrutament, tècniques de descobriment, algoritmes de cerca, segmentació, qualitat de servei i seguretat entre d'altres. Algunes són millors que altres depenent de l'entorn en què es desenvolupen i de el tipus de paràmetre que es faci servir. Les més populars són les orientades a esdeveniments o accions basades en regles. Les quals li han permès entrar al mercat i aconseguir una ràpida massificació. No obstant això, la seva interoperabilitat es basa en aliances entre fabricants per aconseguir la seva compatibilitat. Aquesta solució s'aconsegueix en el núvol amb una plataforma que unifica les diferents marques aliades. Això permet la introducció d'aquestes tecnologies a la vida comuna dels usuaris però no resol problemes d'autonomia ni d'interoperabilitat. A més, no inclou a la nova generació de xarxes intel·ligents basades en coses intel·ligents. L'arquitectura proposada en aquesta tesi, pren els aspectes més rellevants de les quatre arquitectures IoT mes acceptades i les integra en una, separant la capa IoT (comunament present en aquestes arquitectures), en tres capes. A més aquesta pensada en abastar xarxes de proximitat (integrant diferents tecnologies d'interconnexió IoT) i basar el seu funcionament en intel·ligència artificial. Per tant, aquesta proposta augmenta la possibilitat d'aconseguir la interoperabilitat esperada i augmenta la funcionalitat de cada objecte a la xarxa enfocada a prestar un servei a l'usuari. Tot i que el sistema que es proposa inclou el processament d'una intel·ligència artificial, segueix els mateixos aspectes tècnics que les seves antecessores, ja que, la seva operació i comunicació se segueix basant en la capa d'aplicació i transport de la pila de protocol TCP / IP. No obstant això, per tal d'aprofitar els protocols IoT sense modificar el seu funcionament es crea un protocol addicional que s'encapsula i s'adapta a la seva càrrega útil. Es tracta d'un protocol que s'encarrega de descobrir les característiques d'un objecte (DFSP) dividides en funcions, serveis, capacitats i recursos, i les extreu per centralitzar-la en l'administrador de la xarxa (IoT-Gateway). Amb aquesta informació l'IoT-Gateway pot prendre decisions com crear grups de treball autònoms que prestin un servei a l'usuari i encaminar als objectes d'aquest grup que presten el servei. A més de mesurar la qualitat de l'experiència (QoE) de el servei. També administra l'accés a internet i integra a altres xarxes Iot, utilitzant intel·ligència artificial en el núvol. A l'basar-se aquesta proposta en un nou sistema jeràrquic per interconnectar objectes de diferent tipus controlats per AI amb una gestió centralitzada, es redueix la tolerància a fallades i seguretat, i es millora el processament de les dades. Les dades són processats en tres nivells depenent de el tipus de servei i enviats a través d'una interfície. No obstant això, si es tracta de dades sobre les seves característiques aquests no requereixen molt processament, de manera que cada objecte els processa de forma independent, els estructura i els envia a l'administració central. La xarxa IoT basada en aquesta arquitectura té la capacitat de classificar un objecte nou que arribi a la xarxa en un grup de treball sense la intervenció de l'usuari. A més de tenir la capacitat de prestar un servei que requereixi un alt processament (per exemple multimèdia), i un seguiment de l'usuari en altres xarxes IoT a través del núvol.[EN] Interoperability between communicating objects is the main goal of the Internet of Things (IoT). Efforts to achieve this have generated several architectures' proposals; however, no consensus has yet been reached. These architectures differ in structure, degree of centralisation, routing algorithm, routing metrics, discovery techniques, search algorithms, segmentation, quality of service, and security. Some are better than others depending on the environment in which they perform, and the type of parameter used. The most popular are those oriented to events or actions based on rules, which has allowed them to enter the market and achieve rapid massification. However, their interoperability is based on alliances between manufacturers to achieve compatibility. This solution is achieved in the cloud with a dashboard that unifies the different allied brands, allowing the introduction of these technologies into users' everyday lives but does not solve problems of autonomy or interoperability. Moreover, it does not include the new generation of smart grids based on smart things. The architecture proposed in this thesis takes the most relevant aspects of the four most accepted IoT-Architectures and integrates them into one, separating the IoT layer (commonly present in these architectures) into three layers. It is also intended to cover proximity networks (integrating different IoT interconnection technologies) and base its operation on artificial intelligence (AI). Therefore, this proposal increases the possibility of achieving the expected interoperability and increases the functionality of each object in the network focused on providing a service to the user. Although the proposed system includes artificial intelligence processing, it follows the same technical aspects as its predecessors since its operation and communication is still based on the application and transport layer of the TCP/IP protocol stack. However, in order to take advantage of IoT-Protocols without modifying their operation, an additional protocol is created that encapsulates and adapts to its payload. This protocol discovers the features of an object (DFSP) divided into functions, services, capabilities, and resources, and extracts them to be centralised in the network manager (IoT-Gateway). With this information, the IoT-Gateway can make decisions such as creating autonomous workgroups that provide a service to the user and routing the objects in this group that provide the service. It also measures the quality of experience (QoE) of the service. Moreover, manages internet access and integrates with other IoT-Networks, using artificial intelligence in the cloud. This proposal is based on a new hierarchical system for interconnecting objects of different types controlled by AI with centralised management, reducing the fault tolerance and security, and improving data processing. Data is preprocessed on three levels depending on the type of service and sent through an interface. However, if it is data about its features, it does not require much processing, so each object preprocesses it independently, structures it and sends it to the central administration. The IoT-Network based on this architecture can classify a new object arriving on the network in a workgroup without user intervention. It also can provide a service that requires high processing (e.g., multimedia), and user tracking in other IoT-Networks through the cloud.González Ramírez, PL. (2022). Interconnection Architecture of Proximity Smart IoE-Networks with Centralised Management [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/181892TESI

Weak signals in Science and Technologies: 2019 Report

JRC has developed a quantitative methodology to detect very early signs of emerging technologies, so called "weak signals of technology development". Using text mining and scientometrics indicators, 257 of these weak signals have been identified on the basis of scientific literature and are reported in the present report.JRC.I.3-Text and Data Minin

Proceedings of the Conference on Production Systems and Logistics: CPSL 2022

[no abstract available

Shortest Route at Dynamic Location with Node Combination-Dijkstra Algorithm

Abstract— Online transportation has become a basic requirement of the general public in support of all activities to go to work, school or vacation to the sights. Public transportation services compete to provide the best service so that consumers feel comfortable using the services offered, so that all activities are noticed, one of them is the search for the shortest route in picking the buyer or delivering to the destination. Node Combination method can minimize memory usage and this methode is more optimal when compared to A* and Ant Colony in the shortest route search like Dijkstra algorithm, but can’t store the history node that has been passed. Therefore, using node combination algorithm is very good in searching the shortest distance is not the shortest route. This paper is structured to modify the node combination algorithm to solve the problem of finding the shortest route at the dynamic location obtained from the transport fleet by displaying the nodes that have the shortest distance and will be implemented in the geographic information system in the form of map to facilitate the use of the system. Keywords— Shortest Path, Algorithm Dijkstra, Node Combination, Dynamic Location (key words

Calibración de un algoritmo de detección de anomalías marítimas basado en la fusión de datos satelitales

La fusión de diferentes fuentes de datos aporta una ayuda significativa en el proceso de toma de decisiones. El presente artículo describe el desarrollo de una plataforma que permite detectar anomalías marítimas por medio de la fusión de datos del Sistema de Información Automática (AIS) para seguimiento de buques y de imágenes satelitales de Radares de Apertura Sintética (SAR). Estas anomalías son presentadas al operador como un conjunto de detecciones que requieren ser monitoreadas para descubrir su naturaleza. El proceso de detección se lleva adelante primero identificando objetos dentro de las imágenes SAR a través de la aplicación de algoritmos CFAR, y luego correlacionando los objetos detectados con los datos reportados mediante el sistema AIS. En este trabajo reportamos las pruebas realizadas con diferentes configuraciones de los parámetros para los algoritmos de detección y asociación, analizamos la respuesta de la plataforma y reportamos la combinación de parámetros que reporta mejores resultados para las imágenes utilizadas. Este es un primer paso en nuestro objetivo futuro de desarrollar un sistema que ajuste los parámetros en forma dinámica dependiendo de las imágenes disponibles.XVI Workshop Computación Gráfica, Imágenes y Visualización (WCGIV)Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI