<p>Wireless Sensor Network (WSN), a collection of “sensor nodes” promises to change the scientist’s approach of gathering the environmental data in various fields. Sensor nodes can be used for non-stop sensing, event detection, location sensing and local control of actuators, this concept gives surety to many latest application areas like agriculture, military, home or factory automation, logistics and so on. Remote surveillance and measurement missions can be performed by using WSNs. The hot research topic now-a-days is to make such networks remotely controllable and adaptive to the environment and mission.</p><p> </p><p>The work carried out in this thesis is the development of a surveillance application using TinyOS/nesC. The purpose of this application is to perform event-detection mission by using any one of the built-in sensor on Mica2 motes as well as a setup protocol is designed to make the WSN remotely controllable and adaptive to the mission. In this thesis, an experimental work is also performed using TinyDB to build up a surveillance system whose purpose is to detect and count the total number of person present at any time in a given room and to view the results at a remote place. Besides these two system applications, a comparative study between TinyDB and nesC is described which concludes that more hardware control can be achieved through nesC which is a more power efficient platform for long-term applications.</p>

Wireless Sensor Network (WSN), a collection of “sensor nodes” promises to change the scientist’s approach of gathering the environmental data in various fields. Sensor nodes can be used for non-stop sensing, event detection, location sensing and local control of actuators, this concept gives surety to many latest application areas like agriculture, military, home or factory automation, logistics and so on. Remote surveillance and measurement missions can be performed by using WSNs. The hot research topic now-a-days is to make such networks remotely controllable and adaptive to the environment and mission. The work carried out in this thesis is the development of a surveillance application using TinyOS/nesC. The purpose of this application is to perform event-detection mission by using any one of the built-in sensor on Mica2 motes as well as a setup protocol is designed to make the WSN remotely controllable and adaptive to the mission. In this thesis, an experimental work is also performed using TinyDB to build up a surveillance system whose purpose is to detect and count the total number of person present at any time in a given room and to view the results at a remote place. Besides these two system applications, a comparative study between TinyDB and nesC is described which concludes that more hardware control can be achieved through nesC which is a more power efficient platform for long-term applications.

Since the genetic code first was determined, many have claimed that it is organized adaptively, so as to assign similar codons to similar amino acids. This claim has proved difficult to establish due to the absence of relevant comparative data on alternative primordial codes and of objective measures of amino acid exchangeability. Here we use a recently developed measure of exchangeability to evaluate a null hypothesis and two alternative hypotheses about the adaptiveness of the genetic code. The null hypothesis that there is no tendency for exchangeable amino acids to be assigned to similar codons can be excluded here as expected from earlier work. The first alternative hypothesis is that any such correlation between codon distance and amino acid distance is due to incremental mechanisms of code evolution, and not to adaptation to reduce deleterious effects of future mutations. More specifically, new codon assignments that occur by ambiguity reduction or by codon capture will tend to give rise to correlations, whether due to the condition of amino acid ambiguity, or to the condition of similarity between a new tRNA synthetase (or tRNA) and its parent. The second alternative hypothesis, the adaptive hypothesis, then may be defined as an excess relative to what may be expected given the incremental nature of evolution, reflecting true adaptation for robustness rather than an incidental effect. The results reported here indicate that most of the nonrandomness in the amino acids to codon assignments can be explained by incremental code evolution, with a small residue of orderliness that may reflect code adaptation.

No description available.

A fully replicated distributed real-time database provides high availability and predictable access times, independent of user location, since all the data is available at each node. However, full replication requires that all updates are replicated to every node, resulting in exponential growth of bandwidth and processing demands with the number of nodes and objects added. To eliminate this scalability problem, while retaining the advantages of full replication, this thesis explores Virtual Full Replication (ViFuR); a technique that gives database users a perception of using a fully replicated database while only replicating a subset of the data. We use ViFuR in a distributed main memory real-time database where timely transaction execution is required. ViFuR enables scalability by replicating only data used at the local nodes. Also, ViFuR enables flexibility by adaptively replicating the currently used data, effectively providing logical availability of all data objects. Hence, ViFuR substantially reduces the problem of non-scalable resource usage of full replication, while allowing timely execution and access to arbitrary data objects. In the thesis we pursue ViFuR by exploring the use of database segmentation. We give a scheme (ViFuR-S) for static segmentation of the database prior to execution, where access patterns are known a priori. We also give an adaptive scheme (ViFuR-A) that changes segmentation during execution to meet the evolving needs of database users. Further, we apply an extended approach of adaptive segmentation (ViFuR-ASN) in a wireless sensor network - a typical dynamic large-scale and resource-constrained environment. We use up to several hundreds of nodes and thousands of objects per node, and apply a typical periodic transaction workload with operation modes where the used data set changes dynamically. We show that when replacing full replication with ViFuR, resource usage scales linearly with the required number of concurrent replicas, rather than exponentially with the system size.

Τα ασύρματα δίκτυα μικροαισθητήρων αποτελούνται από ένα πολύ μεγάλο πλήθος συσκευών που τοποθετούνται σε μία περιοχή ενδιαφέροντος και αυτοοργανώνονται σε ένα αδόμητο δίκτυο, προκειμένου να καταγράψουν/μετρήσουν/παρακολουθήσουν κάποια περιβαλλοντική μετρική ή φαινόμενο και εν συνεχεία να μεταφέρουν τα δεδομένα σε κάποιο κέντρο ελέγχου. Λόγω των πολύ περιορισμένων δυνατοτήτων των συσκευών, ειδικά όσον αφορά την εμβέλεια επικοινωνίας και τα αποθέματα ενέργειας, αλλά και λόγω του πλήθους τους, είναι απαραίτητη η ανάπτυξη νέων αλγορίθμων και πρωτοκόλλων σχεδιασμένων για τα ιδιαίτερα προβλήματα των δικτύων αισθητήρων. Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζουμε έρευνα επικεντρωμένη στην ανάπτυξη, προσομοίωση και αξιολόγηση ενεργειακά αποδοτικών αλγορίθμων, δηλαδή βασικός στόχος είναι η ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας. Παρά τη ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας του υλικού το πρόβλημα βελτιστοποίησης της ενέργειας των συσκευών αισθητήρων παραμένει επίκαιρο αφού οι υπάρχουσες και άμεσα διαφαινόμενες λύσεις μέσω υλικού δεν έχουν δώσει ικανοποιητική απάντηση. Επικεντρώνουμε την έρευνά μας σε τρεις βασικές κατευθύνσεις που στοχεύουν στην εξοικονόμηση και βελτιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας σε διαφορετικά επίπεδα. Κοινός στόχος είναι η μείωση του κόστους επικοινωνίας, μέσω της ανάδειξης καινοτόμων τεχνικών που δίνουν ώθηση στην ανάπτυξη νέων αλγορίθμων. Συγκεκριμένα, διερευνήσαμε τεχνικές κατανεμημένης προσαρμογής της λειτουργίας ενός πρωτοκόλλου όπου χρησιμοποιούμε πληροφορία διαθέσιμη τοπικά σε κάθε κόμβο ώστε με καθαρά τοπικές επιλογές, να βελτιώσουμε τη συνολική συμπε- ριφορά ενός πρωτοκόλλου. Επίσης προτείνουμε τεχνικές τοπικής συλλογής και εκμετάλλευσης περιορισμένης γνώσης των συνθηκών του δικτύου. Με ενεργειακά αποδοτικό τρόπο συλλέγουμε επιπλέον πληροφορία που χρησιμοποιούμε προκειμένου να επιτευχθούν βελτιστοποιήσεις όπως ο σχηματισμός ενεργειακά αποδοτικών, χαμηλής καθυστέρησης και ανθεκτικών σε σφάλματα μονοπατιών για μετάδοση δεδομένων. Ακόμα, διερευνούμε τεχνικές διαχείρισης της κινητικότητας σε περιπτώσεις δικτύων όπου χαρακτηριστικό είναι η κίνηση τόσο του κέντρου ελέγχου όσο και των συσκευών αισθητήρων. Εξετάσαμε μεθόδους διαπέρασης και κάλυψης του δικτύου από κινητά κέντρα ελέγχου που βασίζονται σε πιθανοτική κίνηση που ευνοεί την επίσκεψη κάποιων περιοχών με βάση τοπικά κριτήρια (συχνότητα προηγούμενων επισκέψεων, τοπική πυκνότητα δικτύου). Οι αλγόριθμοι που αναπτύσσουμε βασισμένοι σε αυτές τις τεχνικές λειτουργούν α) σε επίπεδο διαχείρισης της ίδιας της συσκευής, β) σε επίπεδο πρωτοκόλλου δρομολόγησης και γ) συνολικά σε επίπεδο δικτύου, αναδεικνύοντας μακροσκοπική συμπεριφορά από τοπικές αλληλεπιδράσεις. Οι αλγόριθμοι εφαρμόζονται σε περιπτώσεις δικτύων με διαφορές στην πυκνότητα, κατανομή κόμβων, διαθέσιμη ενέργεια αλλά και με ριζικές διαφοροποιήσεις στο μοντέλο αφού εξετάζουμε δίκτυα με παρουσία σφαλμάτων, σταδιακή ανάπτυξη κόμβων ακόμα και με κινούμενους κόμβους. Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις οι τεχνικές μας πετυχαίνουν σημαντικά οφέλη γεγονός που αναδεικνύει την αξία τους σαν εργαλεία αλγοριθμικής σχεδίασης. / -

The Urban Freight Transportation System faces many uncertainties and challenges in its future development. In the discussion regarding how to mitigate the challenges, the implementation of Urban Hubs is often brought up. However, most of the literature that exists within the field focuses on the logistic system as a whole, rather than the actual hubs specifically. The research gap regarding how Urban Hubs should be designed in order to be efficient with regards to multiple future scenarios, but also easy to adapt once so is needed, has been targeted throughout this study. The importance of robustness and adaptiveness has been underlined, and these concepts have in turn been linked to modularization, and the use of future scenario frameworks, respectively. This study has resulted in a proposed framework for constructing robust Urban Hubs, which was obtained by adapting a modularization framework, and integrating a future scenario framework for Urban Freight Transportation. The proposed framework has an extensive evaluation process, incorporating both Customer Values and future scenarios in the metrics, thus shedding extra light on this part of the construction process. The proposed framework was also tested in the study, through constructing and evaluating four different hub configurations, spanning from small to large, in order to determine which hub that performed best in the largest number of scenarios. The evaluation results could in turn contribute with indications as to what characterizes such a Hub configuration. In order to be able to construct the proposed framework, an understanding of Urban Hubs' layouts, functionalities included, and flow of goods, had to be obtained. This was done through conducting interviews with relevant stakeholders connected to Swedish Urban Hubs. Through the interviews, similarities and differences between Swedish Urban Hubs could be identified, thereby describing how the Swedish Urban Hub landscape looks today. Since the literature describing Urban Hubs is scarce, the study thus contributes towards filling that research gap as well. / Hållbara urbana godstransportssystem står inför många osäkerheter och utmaningar under sin fortsatta utveckling. I diskussionen kring hur dessa utmaningar ska kunna mildras, nämns ofta implementationen av Urbana Hubbar. Den existerande litteraturen inom området fokuserar dock mest på hela logistiksystemet, snarare än de Urbana Hubbarna specifikt. Avsaknaden inom forskningen vad gäller hur Urbana Hubbar bör bli designade i syfte att både vara robusta med avseende på flera olika framtidsscenarion och samtidigt även lätt kunna anpassas när så krävs, är vad denna studie har syftat till att undersöka. Vikten av både robusthet och möjligheten att anpassa sig har blivit underbyggd i studien, och koncepten har i sin tur kopplats till modularisering, respektive användandet av ramverk för framtidsscenarion. Studien resulterade i ett föreslaget ramverk för att konstruera robusta Urbana Hubbar, vilket erhölls genom att anpassa ett modulariseringsramverk, och integrera det tillsammans med ett ramverk för framtidsscenarion inom Urbana Godstransporter. Det föreslagna ramverket innefattar en omfattande evalueringsprocess, som både har integrerat Kundvärden och scenariospecifika parametrar i sina mått, och därmed tydligt visar på vikten av denna del under konstruktionsprocessen.  Det föreslagna ramverket testades dessutom i studien, genom att kontruera och utvärdera fyra olika hubbkonfigurationer, som tillsammans spände upp en rymd från mindre konfigurationer till större, mer komplexa varianter. Detta för att kunna fastställa vilken av dem som presterade bäst i flest scenarion. Resultaten från utvärderingen kunde i sin tur bidra med indikationer på vad som karaktäriserar en sådan hubbkonfiguration. För att kunna konstruera det föreslagna ramverket, krävdes djup förståelse för Urbana Hubbars layout, vilka funktionaliteter de innefattar, samt hur processflödet inuti hubbarna går till. Detta erhölls genom intervjuer med relevanta aktörer som var kopplade till svenska Urbana Hubbar. Genom intervjuerna kunde likheter och skillnader mellan svenska Urbana Hubbar identifieras, och från det kunde en kartläggning över svenska Urbana Hubbar göras. Eftersom litteraturen som beskriver Urbana Hubbar är knapp, bidrar studien dämred även till att fylla det forskningsgapet inom området.