El papel de la calidad de servicio en las comunicaciones

El documento comienza revisando las definiciones de calidad de servicio, para seguidamente, en el capítulo 3, revisar los parámetros de calidad de servicio comúnmente aceptados como tales. En el capítulo 4 se extiende el concepto de parámetros básicos tratados en el capítulo 3 a parámetros más avanzados que puedan ser adaptados a los sistemas distribuidos de control. Finalmente se exponen algunas conclusiones.La calidad de servicio representa actualmente el método de evaluación del funcionamiento de un sistema de comunicaciones, y por extensión, podría ser considerado el método de evaluación de un sistema distribuido. En el presente documento se realiza una revisión breve, en lo que se trata del concepto de calidad de servicio, y mucho más exhaustiva en el ámbito de los parámetros en los que se plasma el concepto de calidad de servicio. Además de la revisión de parámetros clásicos, se realiza una revisión de los posibles índices que pueden ser empleados como indicadores de calidad de servicio.Poza Luján, JL. (2009). El papel de la calidad de servicio en las comunicaciones. http://hdl.handle.net/10251/640

El modelo de comunicaciones DCPS

El capitulo 2 ofrece una visión del modelo DCPS desde diversos puntos de vista, tanto la visión general del modelo como la especificación formal en UML. El siguiente capítulo, el 3, se centra en los detalles de las políticas de calidad de servicio organizadas en cuatro áreas generales (metadatos, aspectos temporales, gestión del flujo de mensajes y gestión de los componentes). A continuación, en el capítulo 4 se realiza un análisis de las funciones del modelo DCPS. Finalmente se exponen las conclusiones.De entre la gran cantidad de modelos de comunicaciones existentes, el modelo DCPS propuesto por la OMG es uno de los más completos en lo que el soporte a la calidad de servicio. Es por ello que se hace recomendable revisar con detalle los componentes y características del modelo. En el presente documento se revisan las características del modelo DCPS. El modelo DCPS es un modelo de comunicaciones basado en el paradigma de publicación - subscripción. Sin embargo, en lo que más destaca el modelo es especialmente por el soporte a la calidad de servicio. En el documento se detallan todas las políticas de calidad de servicio organizadas en cuatro áreas: meta datos, aspectos temporales, gestión de flujo de mensajes y gestión de componentes.Poza Luján, JL. (2009). El modelo de comunicaciones DCPS. http://hdl.handle.net/10251/640

Revisión de los Sistemas de Comunicaciones más empleados en Control Distribuido

El documento se inicia con una breve revisión sobre las características de los sistemas distribuidos y el papel de la calidad de servicio en los mismos, ya que es uno de los conceptos que van adquiriendo más importancia. En el capítulo 3 se revisan los sistemas de comunicaciones. Inicialmente se revisarán los paradigmas de comunicaciones, para continuar revisando los sistemas de comunicaciones más relevantes. En el capítulo 4 se dan las conclusiones analizando los sistemas de comunicaciones revisados en el capítulo anterior por medio de una contextualización de los mismos y con una revisión de las características más deseables.Los sistemas distribuidos basan su funcionamiento en la posibilidad de comunicación entre sus componentes. El sistema de comunicaciones cubre aspectos de diversa complejidad, ya que incluye cuestiones que van desde la conexión y direccionamiento de los mensajes hasta el formato en que se transmite el contenido de los mismos. En este documento se realiza una revisión de los sistemas de comunicaciones que dan soporte a la distribución de componentes de los sistemas distribuidos. La revisión se ha planteado desde dos puntos de vista: el de los aspectos teóricos de los paradigmas clásicos de comunicación y el de la visión práctica de los sistemas actuales de comunicación. El documento expone los sistemas separadamente para posteriormente unirlos conceptualmente y analizarlos desde una perspectiva global.Poza Luján, JL. (2009). Revisión de los Sistemas de Comunicaciones más empleados en Control Distribuido. http://hdl.handle.net/10251/640

Propuesta de arquitectura distribuida de control inteligente basada en políticas de calidad de servicio

La tesis se enmarca en el estudio de las arquitecturas inteligentes de control distribuido y de los sistemas de comunicaciones empleados, más concretamente el trabajo se centra en la optimización del sistema de control por medio de la evaluación del rendimiento en el middleware a través de los parámetros de calidad de servicio y de la optimización del control empleando políticas de calidad de servicio. El principal objetivo de este trabajo ha sido estudiar, diseñar, desarrollar y evaluar una arquitectura de control distribuido, basándose en el estándar de comunicaciones Data-Distribution Service for Real-Time Systems (DDS) propuesto por la organización Object Management Group (OMG). Como aportación principal de la tesis se propone el diseño de una arquitectura distribuida de control inteligente que de soporte a la QoS, tanto en la medición por medio de los parámetros, como en la gestión por medio de las políticas de QoS. Las políticas deben permitir la variación de las características de la comunicación en función de los requisitos de control, expresados estos últimos por medio de los parámetros de QoC. A la arquitectura desarrollada se le ha llamado FSACtrl. Para determinar los requisitos de la arquitectura FSACtrl, se han estudiado las revisiones de los autores más relevantes acerca de las características más destacadas de las arquitecturas distribuidas de sistemas de control. A partir de estas características se han diseñado los elementos de la arquitectura FSACtrl. Los elementos que dan soporte a las comunicaciones se han basado en los del estándar DDS de la OMG, mientras que los elementos de control se han basado en el estándar Sensor Web Enablement (SWE) del Open Geospatial Consortium (OGC). Para la validación de la arquitectura se ha implementado un entorno de diseño y simulación del control.Poza Luján, JL. (2012). Propuesta de arquitectura distribuida de control inteligente basada en políticas de calidad de servicio [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14674Palanci

Revisión de las arquitecturas de control distribuido

El documento se organiza de la siguiente forma. En el capítulo 2 se definen las arquitecturas de control y se contextualizan las arquitecturas revisadas. En el capítulo 3 se revisan las arquitecturas domóticas, inicialmente se repasan las características de los sistemas domóticos, para a continuación revisar ocho arquitecturas. En el capítulo 4 se sigue un esquema similar al capítulo anterior pero con las arquitecturas de navegación de robots. Finalmente se exponen algunas conclusiones acerca de las arquitecturas expuestas, así como la propuesta de características de optimización de arquitecturas y posibles líneas de investigación en el campo de las arquitecturas de control.Una de las claves en el control de sistemas es la arquitectura escogida para implementar dicho control. La elección de la arquitectura o el diseño de la misma determinarán, en gran medida el rendimiento que el control proporcionará al usuario. Existe una gran cantidad de arquitecturas de control en todos los ámbitos que éste cubre. Por ello parece conveniente realizar una revisión y exposición de las mismas, ya que de ésta manera se dispondrá de información suficiente para poder diseñar una arquitectura con las características más adecuadas a las funciones requeridas. En el presente documento se realiza una revisión exhaustiva de diferentes arquitecturas en dos de los ámbitos del control: la domótica y la navegación de robots. Estos dos ámbitos, que a primera vista parecen lejanos están, en parte, relacionados ya que cubren todos los ámbitos de las necesidades de control temporal, desde los bajos requerimientos de la domótica hasta las necesidades de tiempo real estricto de la navegación reactiva de robots. En el documento se hace especial hincapié en las características que las arquitecturas de control deben tener, ya que seleccionar correctamente las características de los requerimientos del sistema a controlar permitirá seleccionar o diseñar correctamente la arquitectura de un sistema.Posadas Yagüe, JL.; Poza Luján, JL. (2009). Revisión de las arquitecturas de control distribuido. http://hdl.handle.net/10251/640

Estudio e implementación de Middleware para aplicaciones de control distribuido

[Resumen] En este artículo se presenta un middleware (CKMultipeer) desarrollado específicamente para la implementación de sistemas de control distribuido. El objetivo de este desarrollo es disponer de un sistema sencillo, con buenas propiedades sobre el que se puedan ensayar diferentes modelos de implementación tanto de las comunicaciones como de la ejecución de tareas. El middleware desarrollado, además de permitir profundizar con implementaciones reales y diferentes estructuras de ejecución, se ha utilizado con éxito para la realización de diversas aplicaciones prácticas como es el caso de robots modulares que se han construido por agregación de componentes en red.Ministerio de Ciencia e Innovación; TIN2014-56158-C4-4-

Distributed sensor architecture for intelligent control that supports quality of control and quality of service

This paper is part of a study of intelligent architectures for distributed control and communications systems. The study focuses on optimizing control systems by evaluating the performance of middleware through quality of service (QoS) parameters and the optimization of control using Quality of Control (QoC) parameters. The main aim of this work is to study, design, develop, and evaluate a distributed control architecture based on the Data-Distribution Service for Real-Time Systems (DDS) communication standard as proposed by the Object Management Group (OMG). As a result of the study, an architecture called Frame-Sensor-Adapter to Control (FSACtrl) has been developed. FSACtrl provides a model to implement an intelligent distributed Event-Based Control (EBC) system with support to measure QoS and QoC parameters. The novelty consists of using, simultaneously, the measured QoS and QoC parameters to make decisions about the control action with a new method called Event Based Quality Integral Cycle. To validate the architecture, the first five Braitenberg vehicles have been implemented using the FSACtrl architecture. The experimental outcomes, demonstrate the convenience of using jointly QoS and QoC parameters in distributed control systems.The study described in this paper is a part of the coordinated project COBAMI: Mission-based Hierarchical Control. Education and Science Department Spanish Government. CICYT: MICINN: DPI2011-28507-C02-01/02 and project "Real time distributed control systems" of the Support Program for Research and Development 2012 UPV (PAID-06-12).Poza-Lujan, J.; Posadas-Yagüe, J.; Simó Ten, JE.; Simarro Fernández, R.; Benet Gilabert, G. (2015). Distributed sensor architecture for intelligent control that supports quality of control and quality of service. Sensors. 15(3):4700-4733. https://doi.org/10.3390/s150304700S4700473315

Arquitectura de comunicaciones de tiempo real para robots modulares basados en ROS

[Resumen] Actualmente, las plataformas para robots que implementan ROS son ampliamente usadas en investigación. Éstas han probado ofrecer una solución fiable para reutilizar algoritmos. No obstante, estos cuentan con ciertos inconvenientes. Aunque la arquitectura ROS ha sido diseñada con la posibilidad de trabajar de forma distribuida, este diseño presenta algunos problemas al gestionar un gran numero de dispositivos los cuales requieren de un flujo de datos en tiempo real. En este trabajo se presenta una arquitectura de comunicaciones para solucionar este problema. Además se valida dicha arquitectura por medio de un robot modular a partir de dispositivos totalmente desacoplados. Un robot modular puede presentarse como un Sistema de Control Distribuido (DCS, por sus iniciales en inglés), donde las tasas de transmisión y el flujo de datos debe ser acotado para poder garantizar una correcta ejecución. Por lo tanto, se detalla como solucionar el problema de comunicación distribuida entre nodos ROS posibilita el intercambio de datos de forma fácil y segura. Como consecuencia se propicia el desarrollo de sistemas modulares basados en ROS. Por ultimo se realiza una comparación entre el desempeño del sistema obtenido cuando se implementa una distribución ROS clásica, y el obtenido cuando se utiliza la arquitectura de comunicaciones propuesta.Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España (MICINN): CICYT project M2C2 Co-diseño de sistemas de control con criticidad mixta basado en misiones TIN2014-56158-C4-4-P y el programa PAID (Universidad Politécnica de Valencia): UPV-PAIDFPI-2013Universitat Politècnica de València; UPV-PAIDFPI-2013https://doi.org/10.17979/spudc.978849749808

Arquitectura distribuida para el control autónomo de drones en interior

[Resumen] Actualmente los drones son uno de los sistemas de control más complejos. Este control va desde el control de la estabilidad del propio dron, hasta el control automático de la navegación de dicho dron en entornos complejos. En el caso de drones que deben navegar en interior los retos tecnológicos son específicos. En el presente artículo se muestra la arquitectura de control inteligente de un dron orientado a la navegación en entornos interiores. La seguridad es el eje principal del diseño del sistema. Esto hace que el principal reto de la arquitectura sea la interconexión segura entre los componentes y la definición de los diferentes métodos de navegación basándose en la seguridad. El dron debe disponer de diversos modos de navegación: manual, reactivo, deliberativo e inteligente. Para la navegación en interior es necesario conocer la posición del dron en todo momento, por ello el sistema debe disponer de un modo de localización similar al GPS, pero que proporcione una precisión mucho mayor. Para los modos deliberativo e inteligente, el sistema debe disponer de un mapa del entorno, así como de un sistema de control que envíe al dron las órdenes de navegación correspondientes. El sistema diseñado se está implementando en el marco del proyecto europeo H2020 AiRT (Arts indoor RPAS Technology transfer). El resultado es una propuesta de arquitectura suficientemente versátil para ser empleadas en sistemas similares y servir como base de diseño para futuras implementaciones

Proposal of parameters and characterization of social network groups focussed on university teaching: experience and lessons learned

[EN] Social networks are currently established in the personal activity of the university students. However the use of social networks in the teaching-learning process is reserved just for a few isolated cases. It would be very interesting to include the social networks in the teaching daily activities. This article presents a measurement of social network groups focussed on university teaching. The measurement was done through different rates to provide empirical corroboration of the target group profile. The group profile is important since the group guidance could be different due to the teacher interests. The results show that through the established measurement it is possible to clearly distinguish three groups profiles. Deciding the profile which you want to apply to a group will allow defining the strategy, which will optimize the learning process using an environment closer to the students.[ES] Actualmente las redes sociales están implantadas en la actividad personal de los estudiantes universitarios. Sin embargo, el uso de las redes sociales en el proceso de enseñanza-aprendizaje está reservado a algunos experimentos aislados. Es de gran interés conseguir incluir las redes sociales en la actividad diaria de la docencia. En este artículo se presenta la medición en el uso de los grupos de las redes sociales en la enseñanza universitaria. La medición se realiza por medio de unos índices que permiten corroborar empíricamente el perfil de cada grupo. El perfil del grupo es importante, puesto que la orientación del grupo puede ser diferente en función de los intereses del docente. Los resultados obtenidos demuestran que a través de los índices presentados es posible distinguir tres perfiles de grupos bien diferenciados. Decidir el perfil que se quiere dar a un grupo permite definir la estrategia a seguir para optimizar el proceso de enseñanza-aprendizaje usando un medio cercano a los alumnos.Este artículo se ha desarrollado en el marco del PIME/2013/A/012/A, Elaboración de la guía de uso eficaz de las redes sociales en la docencia universitaria.Poza Luján, JL.; Calduch Losa, MDLA.; Albors Sorolla, AM.; Cabrera, M.; Teruel Serrano, MD.; Rebollo Pedruelo, M.; Díez-Somavilla, R. (2014). Propuesta de parámetros y caracterización de los grupos de las redes sociales orientados a la docencia universitaria: experiencia y resultados. RED : Revista de Educación a Distancia. XIII(44):88-105. http://hdl.handle.net/10251/50803S88105XIII4