Development of Cloud Computing applications for data processing in Precision Agriculture

Actualmente, existen una gran variedad de dispositivos electrónicos conectados a Internet que permiten recolectar datos para mejorar el crecimiento y calidad de los cultivos. Estos pueden ser desde simples sensores inalámbricos de campo y estaciones meteorológicas hasta drones con cámaras multiespectrales, radares meteorológicos y satélites. Dichos dispositivos pueden generar grandes volúmenes de datos, los cuales deben ser almacenados y luego procesados para extraer información de vital importancia para realizar la toma de decisiones en el campo y mejorar la calidad y cantidad de los cultivos. Cloud Computing es la tecnología informática que permite almacenar y procesar grandes volúmenes de datos más adecuada para brindar soluciones al entorno dinámico del campo. Esta tecnología brinda al usuario recursos computacionales de altas prestaciones, los cuales están disponibles las 24 horas del día, los 365 días del año. Algunas de las aplicaciones de agricultura que pueden ser ejecutadas en el Cloud son el procesamiento de imágenes para obtener el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) y los pronósticos meteorológicos realizados con modelos meteorológicos de circulación general como el Weather Research and Forecasting Model (WRF). Ambas aplicaciones son muy utilizadas por los especialistas para garantizar la calidad de los cultivos. Si bien algunas de estas aplicaciones ya han sido ejecutadas en el Cloud, aún quedan algunos aspectos a resolver. Entre otros, se puede mencionar la necesidad de migrar de forma eficiente modelos como WRF a Cloud, desarrollar scripts de obtención de NDVI para ejecutar en Cloud Computing y determinar cuáles son los servicios Cloud ideales para ejecutar las aplicaciones mediante el uso de modelos decisionales basados en costos.En este proyecto se propone el desarrollo de una serie de aplicaciones para agricultura de precisión que puedan ser ejecutadas en Cloud Computing de manera eficiente disminuyendo los costos y tiempos de ejecución.Currently, there are a wide range of electronic devices connected to the Internet. These ones allow to collect data for improving crop's growth and quality of crops. These devices goes from simple wireless sensors and weather stations to drones equiped with multispectral cameras, weather radars and satellites.The abovementioned devices generate large volumes of data, which must be stored and processed for extracting vital information for making decisions in agriculture improving the quality and quantity of crops.Cloud Computing it is a computer technology that allows the storage and processing of large data volumes. In addittion, Cloud it is the most suitable IT technology for providing solutions to the dynamic environment of the agriculture. This technology provides high-performance computing resources, which are available 24 hours a day, 365 days a year. Some of the agricultural applications that can be executed on Cloud Computing are image processing to obtain the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and weather forecasts using meteorological models like the Weather Research and Forecasting Model (WRF). ). Both applications are widely used by specialists in order to ensure the quality of crops.Although some of these applications have already been deployed on the Cloud, there are still some open issues. Among others, we can mention (i) the efficiently migration of WRF to Cloud Computing, the develop and testing of scripts in Cloud Computing for NDVI calculation, and the determination of which cloud services are ideal to execute applications through the use of models using techniques of cost calculation provided by business sciences. This project proposes the development of a series of applications for precision agriculture that can be executed in Cloud Computing in an efficient way, reducing economical costs and execution times

WSNs Data and Configuration Management in Sensor Clouds with Cloud File Synchronization Services

Sensor Clouds have opened new possibilities for researchers of disciplines such as environmental monitoring, precision agriculture and flood prevention. This technology uses Wireless Sensor Networks (WSNs) to collect real world data and Cloud Computing to store and process them. The remote management of WSNs setup and data in Sensor Clouds implies: real time access to collected data, sensor setup reconfiguration and sensor battery status monitoring. Currently there are different platforms for WSNs data and setup management in Sensor Clouds. Generally, these platforms require that scientists of the mentioned disciplines must have knowledge of WSNs and web services programming in order to reconfigure the sensors setup. Hence, these sensing resources can not be provided in a transparent way to end-users. In this paper, we propose the use of standard Cloud File Synchronization Services (CFSS) for carrying out the full management of WSNs in Sensor Clouds. In order to validate our proposal, we conduct experiments using a Sensor Cloud platform based on CFSS called Sensor Cirrus.Facultad de Informátic

WSNs Data and Configuration Management in Sensor Clouds with Cloud File Synchronization Services

Sensor Clouds have opened new possibilities for researchers of disciplines such as environmental monitoring, precision agriculture and flood prevention. This technology uses Wireless Sensor Networks (WSNs) to collect real world data and Cloud Computing to store and process them. The remote management of WSNs setup and data in Sensor Clouds implies: real time access to collected data, sensor setup reconfiguration and sensor battery status monitoring. Currently there are different platforms for WSNs data and setup management in Sensor Clouds. Generally, these platforms require that scientists of the mentioned disciplines must have knowledge of WSNs and web services programming in order to reconfigure the sensors setup. Hence, these sensing resources can not be provided in a transparent way to end-users. In this paper, we propose the use of standard Cloud File Synchronization Services (CFSS) for carrying out the full management of WSNs in Sensor Clouds. In order to validate our proposal, we conduct experiments using a Sensor Cloud platform based on CFSS called Sensor Cirrus.Facultad de Informátic

Performance Models for Frost Prediction in Public Cloud Infrastructures

Sensor Clouds have opened new opportunities for agricultural monitoring. These infrastructures use Wireless Sensor Networks (WSNs) to collect data on-field and Cloud Computing services to store and process them. Among other applications of Sensor Clouds, frost prevention is of special interest among grapevine producers in the Province of Mendoza - Argentina, since frost is one of the main causes of economic loss in the province. Currently, there is a wide offer of public cloud services that can be used in order to process data collected by Sensor Clouds. Therefore, there is a need for tools to determine which instance is the most appropriate in terms of execution time and economic costs for running frost prediction applications in an isolated or cluster way. In this paper, we develop models to estimate the performance of different Amazon EC2 instances for processing frosts prediction applications. Finally, we obtain results that show which is the best instance for processing these applications

Prokaryotic expression and characterization of the heterodimeric construction of ZnT8 and its application for autoantibodies detection in diabetes mellitus

Background: In the present work we described the recombinant production and characterization of heterodimeric construction ZnT8-Arg-Trp325 fused to thioredoxin using a high-performance expression system such as Escherichia coli. In addition, we apply this novel recombinant antigen in a non-radiometric method, with high sensitivity, low operational complexity and lower costs. Results: ZnT8 was expressed in E. coli as a fusion protein with thioredoxin (TrxZnT8). After 3 h for induction, recombinant protein was obtained from the intracellular soluble fraction and from inclusion bodies and purified by affinity chromatography. The expression and purification steps, analyzed by SDS-PAGE and western blot, revealed a band compatible with TrxZnT8 expected theoretical molecular weight (≈ 36.8 kDa). The immunochemical ability of TrxZnT8 to compete with [35S]ZnT8 (synthesized with rabbit reticulocyte lysate system) was assessed qualitatively by incubating ZnT8A positive patient sera in the presence of 0.2-0.3 μM TrxZnT8. Results were expressed as standard deviation scores (SDs). All sera became virtually negative under antigen excess (19.26-1.29 for TrxZnT8). Also, radiometric quantitative competition assays with ZnT8A positive patient sera were performed by adding TrxZnT8 (37.0 pM-2.2 μM), using [35S]ZnT8. All dose-response curves showed similar protein concentration that caused 50% inhibition (14.9-0.15 nM for TrxZnT8). On the other hand, preincubated bridge ELISA for ZnT8A detection was developed. This assay showed 51.7% of sensitivity and 97.1% of specificity. Conclusions: It was possible to obtain with high-yield purified heterodimeric construction of ZnT8 in E. coli and it was applied in cost-effective immunoassay for ZnT8A detection.Fil: Faccinetti, Natalia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; ArgentinaFil: Guerra, Luciano Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; ArgentinaFil: Sabljic, Adriana Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; ArgentinaFil: Bombicino, Silvina Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; ArgentinaFil: Rovitto, Bruno David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; ArgentinaFil: Iacono, Ruben Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; ArgentinaFil: Poskus, Edgardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; ArgentinaFil: Trabucchi, Aldana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; ArgentinaFil: Valdez, Silvina Noemi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Microbiología, Inmunología y Biotecnología; Argentin

Simulación de redes de sensores inalámbricos mediante autómatas celulares

Las redes de sensores inalámbricos (WSN) son una herramienta útil para el sensado remoto de variables ambientales y agrícolas. Están compuestas por nodos que se comunican a través de señales de radio frecuencia. Los modelos basados en autómatas celulares son apropiados para modelar WSNs, debido a que cada nodo se comporta como una entidad autónoma, posee un conjunto de atributos, e interactua con otros nodos siguiendo reglas establecidas en el protocolo de comunicaciones. En este trabajo se propone un modelo para WSN basado en autómatas celulares. El mismo propone modelar los nodos, mensajes de datos y eventos mediante objetos que interactúan entre sí, aplicando la teoría de autómatas celulares. A modo de ejemplo, se lleva a cabo una implementación del modelo, utilizando la herramienta de modelado y simulación Repast Simphony.Eje: Workshop Arquitectura, redes y sistemas operativos (WARSO)Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

WSNs Data and Configuration Management in Sensor Clouds with Cloud File Synchronization Services

Sensor Clouds have opened new possibilities for researchers of disciplines such as environmental monitoring, precision agriculture and flood prevention. This technology uses Wireless Sensor Networks (WSNs) to collect real world data and Cloud Computing to store and process them. The remote management of WSNs setup and data in Sensor Clouds implies: real time access to collected data, sensor setup reconfiguration and sensor battery status monitoring. Currently there are different platforms for WSNs data and setup management in Sensor Clouds. Generally, these platforms require that scientists of the mentioned disciplines must have knowledge of WSNs and web services programming in order to reconfigure the sensors setup. Hence, these sensing resources can not be provided in a transparent way to end-users. In this paper, we propose the use of standard Cloud File Synchronization Services (CFSS) for carrying out the full management of WSNs in Sensor Clouds. In order to validate our proposal, we conduct experiments using a Sensor Cloud platform based on CFSS called Sensor Cirrus.Facultad de Informátic

Estudio de plataformas de hardware empleadas en redes de sensores inalámbricas

Las redes de sensores constituyen actualmente una herramienta tecnológica muy valiosa para operar en actividades de campo, recolectar información o incluso operar equipos a distancia. Este trabajo describe las características que deben cumplir los dispositivos que componen redes de sensores (Wireless Sensor Network, de ahora en adelante WSN), centrándose en los “nodos” o dispositivos de recolección de datos. Se desarrolla un resumen de distintas tecnologías disponibles en el mercado para ser utilizadas en redes de sensores y sus características fundamentales. Se comparan dos plataformas disponibles, mediante la implementación de un método de envío de datos, evaluando consumo de energía para aplicaciones Zigbee del tipo sensado remoto.Presentado en el V Workshop Arquitectura, Redes y Sistemas Operativos (WARSO)Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Estudio de plataformas de hardware empleadas en redes de sensores inalámbricas

Las redes de sensores constituyen actualmente una herramienta tecnológica muy valiosa para operar en actividades de campo, recolectar información o incluso operar equipos a distancia. Este trabajo describe las características que deben cumplir los dispositivos que componen redes de sensores (Wireless Sensor Network, de ahora en adelante WSN), centrándose en los “nodos” o dispositivos de recolección de datos. Se desarrolla un resumen de distintas tecnologías disponibles en el mercado para ser utilizadas en redes de sensores y sus características fundamentales. Se comparan dos plataformas disponibles, mediante la implementación de un método de envío de datos, evaluando consumo de energía para aplicaciones Zigbee del tipo sensado remoto.Presentado en el V Workshop Arquitectura, Redes y Sistemas Operativos (WARSO)Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Programmable logic devices in sensor networks: a survey

This paper presents a survey about the use of reconfigurable hardware technologies in sensor networks, considering proposals published in two of the leading conferences of Programmable Logic Devices: FPL and SPL. These proposals cover different applications such as wireless communications, different networks topics and sensors. Some of the papers considered in this survey are directly related with WSN, such as reconfigurable nodes or lowpower hardware platforms intended for sensor networks. Other papers are not directly related to WSN, but they present results and concepts that may be of interest in the field of the WSNs.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ