Open Technologies for prototyping the Internet of Things

The worldwide "hyper-connection" of any object around us is the challenge that promises to cover the paradigm of the Internet of Things. If the Internet has colonized the daily life of more than 2000 million1 people around the globe, the Internet of Things faces of connecting more than 100000 million2 "things" by 2020. The underlying Internet of Things’ technologies are the cornerstone that promises to solve interrelated global problems such as exponential population growth, energy management in cities, and environmental sustainability in the average and long term. On the one hand, this Project has the goal of knowledge acquisition about prototyping technologies available in the market for the Internet of Things. On the other hand, the Project focuses on the development of a system for devices management within a Wireless Sensor and Actuator Network to offer some services accessible from the Internet. To accomplish the objectives, the Project will begin with a detailed analysis of various “open source” hardware platforms to encourage creative development of applications, and automatically extract information from the environment around them for transmission to external systems. In addition, web platforms that enable mass storage with the philosophy of the Internet of Things will be studied. The project will culminate in the proposal and specification of a service-oriented software architecture for embedded systems that allows communication between devices on the network, and the data transmission to external systems. Furthermore, it abstracts the complexities of hardware to application developers. RESUMEN. La “hiper-conexión” a nivel mundial de cualquier objeto que nos rodea es el desafío al que promete dar cobertura el paradigma de la Internet de las Cosas. Si la Internet ha colonizado el día a día de más de 2000 millones1 de personas en todo el planeta, la Internet de las Cosas plantea el reto de conectar a más de 100000 millones2 de “cosas” para el año 2020. Las tecnologías subyacentes de la Internet de las Cosas son la piedra angular que prometen dar solución a problemas globales interrelacionados como el crecimiento exponencial de la población, la gestión de la energía en las ciudades o la sostenibilidad del medioambiente a largo plazo. Este Proyecto Fin de Carrera tiene como principales objetivos por un lado, la adquisición de conocimientos acerca de las tecnologías para prototipos disponibles en el mercado para la Internet de las Cosas, y por otro lado el desarrollo de un sistema para la gestión de dispositivos de una red inalámbrica de sensores que ofrezcan unos servicios accesibles desde la Internet. Con el fin de abordar los objetivos marcados, el proyecto comenzará con un análisis detallado de varias plataformas hardware de tipo “open source” que estimulen el desarrollo creativo de aplicaciones y que permitan extraer de forma automática información del medio que les rodea para transmitirlo a sistemas externos para su posterior procesamiento. Por otro lado, se estudiarán plataformas web identificadas con la filosofía de la Internet de las Cosas que permitan el almacenamiento masivo de datos que diferentes plataformas hardware transfieren a través de la Internet. El Proyecto culminará con la propuesta y la especificación una arquitectura software orientada a servicios para sistemas empotrados que permita la comunicación entre los dispositivos de la red y la transmisión de datos a sistemas externos, así como facilitar el desarrollo de aplicaciones a los programadores mediante la abstracción de la complejidad del hardware

A pilot study on aeronautical surveillance system for drone delivery using heterogeneous software defined radio framework.

This paper presents a heterogeneous computing framework to interface single board computers (SBC) to (i) distinct type of computing nodes, (ii) distinct operating systems, and (iii) distinct software applications for aeronautical surveillance system for drone delivery. The implementation platform selected is the Beagle Bone Black (BBB) having the operating system (OS) Linux Ubuntu 14. The computing nodes the BBB interfaces to are: (i) a personal laptop (MacBook Pro), (ii) a virtual machine, and (iii) two servers with distinct OSs. The software applications the BBB interfaces to are: (i) Gqrx, (ii) GNURadio, (iii) Google Earth, (iv) systems took kit (STK), and (v) Matlab. This heterogeneous computing framework, with the potential for incorporating specialized processing and networking capabilities, allows scalability for system integration to existing surveillance system for manned aircrafts. The proposed system successfully decodes the location of aircraft in real-time

Estudio sobre la viabilidad de desarrollar aplicaciones gráficas en sistemas embebidos RESUMEN

[EN] Day by day, toys are more sophisticated. The Toy industry requires technology that can be integrated into toys, so that the final product has a reasonable cost. The aim of this thesis was to conduct a study on the use of hardware prototypes that enable the development of embedded graphics applications, in order to incorporate them, into toys or other devices. Special attention to the possibility of incorporating a camera that allows capturing the real world was given. First, a search of programmable devices that are available on the market was performed. They included; FPGAs (Field Programmable Gate Array), DSPs (Digital Signal Processing) and ARM Cortex processors, among others. From the previous research, the device with higher performance was selected. Subsequently, the different operating systems that can be run into the device and the tools available for these operating systems, were studied. Also, a study of the tools available that offers greater benefits for developing embedded graphical applications was made. Finally, several embedded example applications were executed, in order to show the performance of the device. Based on the results, some conclusions and recommendations for the system were made.[ES] Cada día los juguetes son más sofisticados y la industria juguetera requiere de tecnología que pueda ser integrada en los mismos y que no encarezca en exceso el producto final. En esta tesina se ha realizado un estudio sobre el uso de prototipos hardware que posibilitan el desarrollo de aplicaciones gráficas embebidas para su incorporación en juguetes, entre otras posibilidades. Se prestó especial atención a la posibilidad de utilizar una cámara que permita la captura del mundo real. En primer lugar, se realizó una búsqueda de dispositivos programables que estén disponibles en el mercado. Entre ellos, cabe citar FPGAs (Field Programmable Gate Array), DSPs(Digital Signal Processing) y procesadores ARM Cortex. De la búsqueda anterior se seleccionó el dispositivo con mayores prestaciones. Posteriormente, se estudiaron los diferentes sistemas operativos que el dispositivo ejecuta. Así como las herramientas disponibles para estos sistemas operativos. Se realizó un estudio con las herramientas disponibles que mayores prestaciones ofrezce para el desarrollo de aplicaciones gráficas. Finalmente, se desarrollaró una aplicación con la herramienta seleccionada. Dicha aplicación utilizó una cámara web incorporada al dispositivo. Con base en los resultados del estudio, se plantearon algunas conclusiones y recomendaciones para el prototipo hardwareGonzález Díaz, CJ. (2014). Estudio sobre la viabilidad de desarrollar aplicaciones gráficas en sistemas embebidos RESUMEN. http://hdl.handle.net/10251/51789Archivo delegad

Using narration networks to model distributed tangible systems for cultural heritage sites

The goal of the EU meSch project is bringing back the physical experience to cultural heritage sites using tangible interactive systems connecting the experience on site with digital information in novel ways. To realize this, many distributed sensors, presentation devices and tangible objects are needed that are able to work together to create the overall experience for the visitor. Furthermore, the system should support authoring done by curators through creating digital narratives as well as online exploration of personal visits to discover more information. These requirements draw the needs for a common software architecture for on-site systems that supports fast creation of detached prototypes as well as embedded use in a bigger software life cycle. As a challenge for integration the distributed devices might use different platforms and communication technology. They must be easily maintainable and there must be a fixed set of interfaces for integration within a larger environment, getting predefined digital narratives as input and outputing a log of the visitor's interactions. This work should give an outline of the requirements and the integration of the in-place system with the whole meSch server architecture. It focuses on using narration networks to model the interaction and facilitating these networks as an exchange format between the authoring environment and the in-place system. It provides sample prototype implementations for distributed tangible systems in cultural heritage sites controlled by predefined narration networks and evaluates their use for the meSch project

Multi-purpose embedded communication gateway : system design and testbed implementation

Masteroppgave i Informasjons- og kommunikasjonsteknologi IKT590 Universitetet i Agder 2014This dissertation revolves around developing a multi-purpose embedded communication gateway. The gateway is equipped with multiple communication interfaces including Ethernet, Bluetooth, WiFi, Zigbee, LTE, and it can be configured and utilized for many purposes, such as a failover of an Ethernet cable via 4G in order to maintain the network connectivity. Raspberry Pi circuit board and the operating system Raspbian are selected as the hardware and the software platforms respectively. Different communication interfaces are coordinated by the Raspberry Pi and are configured via Linux scripts according to various use cases. Furthermore, a hardware watchdog is adopted to enhance the availability of system. In addition, the system is encapsulated into a box to increase its portability. The system is validated and evaluated through rigorous test-bed experiments. Experiment results indicate that the developed router works smoothly and reliably in environments with little electrical disturbances

Soluções de comunicação para controlo e monitorização de motores

O homem na sua busca incessante pela inovação criou um dispositivo, designado por motor elétrico, cuja principal função compreende a conversão de energia elétrica em energia mecânica. O motor elétrico é sem dúvida uma das maiores invenções da história, visto que impulsionou o processo de industrialização e alterou radicalmente o modo de vida das pessoas. De entre os diversos tipos de motores elétricos existentes, o motor de indução trifásico de rotor em gaiola de esquilo é indiscutivelmente o mais utilizado a nível mundial em aplicações industrias. A popularidade deste motor em particular advém da sua robustez, simplicidade, reduzido custo e excelente rendimento. O motor de indução apresenta contudo algumas desvantagens que se prendem com o decréscimo de rendimento em cargas de baixo valor. Para colmatar as limitações enunciadas surgiram algumas soluções tecnológicas, designadamente os contatores, os soft-starters e o InSwitch. O InSwitch pretende ser uma alternativa aos demais dispositivos de controlo de motores já existentes no mercado. Para além de controlar o motor de indução, este dispositivo pode disponibilizar informação pertinente relativa ao seu funcionamento. Assim sendo, utilizaramse as capacidades do InSwitch para desenvolver uma ferramenta intuitiva e de fácil acesso de forma a permitir aos técnicos de manutenção a visualização de toda a informação relevante relativa ao seu estado atual de funcionamento. Nesta dissertação são apresentadas duas soluções tecnológicas distintas, as quais foram desenvolvidas com o objetivo mencionado. Uma das soluções oferece ao utilizador a possibilidade de controlar e analisar os dados em tempo real do motor que pretende monitorizar, sem que para isso necessite de equipamento de medida de motores de indução, o qual é muito dispendioso. Através de qualquer dispositivo móvel equipado com o Sistema Operativo Android e Bluetooth o utilizador pode aceder a toda a informação do motor sem necessidade de parar todo o sistema de produção. A segunda solução desenvolvida permite que os motores comuniquem, através de uma ligação de rádio frequência, com um dispositivo central. O dispositivo central dispõe de um processador ARM Cortex-M4, o qual é responsável pelo processamento de toda a informação recebida dos motores e de a reenviar para uma base de dados. Por fim, toda a informação armazenada na base de dados pode ser consultada e analisada, em tempo real, pelo utilizador através de um website desenvolvido para o efeito

Implementacion de un algoritmo de marca de agua para la detección de modificaciones en videos sobre un sistema embebido BeagleBoard-xM

Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Electrónica) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Electrónica, 2013.El presente documento describe el proceso de implementación de un sistema para la detección de alteraciones en videos codificados según el estándar H.264 mediante la inserción de una marca de agua digital. El sistema es implementado es una plataforma embebida BeagleBoard-xM, operada mediante un kernel GNU/Linux. El manejo de la secuencia de video se realiza utilizando GStreamer, por lo que el algoritmo de marca de agua es implementado como un elemento de esta API. El elemento realiza la función de codifi cación/decodifi cación de la secuencia de video utilizando el procesador ARM, mientras que la inserción/detección de la marca de agua se ejecuta en el DSP de la plataforma