Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica (Opção de Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado. Redes e Serviços de Comunicação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Instituto Superior de Engenharia. 2007

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2425731 bytes, checksum: 3f05e964526e281aa2761b2a01cac8f6 (MD5) Previous issue date: 2010-03-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present study portrays the development of a telemetric system integrating wireless sensor networks and data processing into an embedded system for monitoring vehicles in metropolitan railway networks, enabling real-time monitoring of train movements. The main objective of this system is to allow constant evaluation of numerous factors which can influence train performance, such as speed and pressure in air bags. By so doing, it may become possible to generate information so as to facilitate intervention strategies, thereby preventing the partial or total degradation of the transport services provided to the population. In order to perform real-time telemetry, wireless sensor networks with ZigBee technology will be mounted alongside the entire route of the train traffic. These networks capture and transmit data collected in each train until they reach base stations where a processing embedded system in an FPGA is responsible for receiving the data, performing the necessary calculations and sending the obtained information to a central monitoring system through an Ethernet network. The embedded system functions as a data server providing information to a monitoring system installed in the Operational Control Center (OCC) and in other sectors requiring this information. The use of a dedicated processing device such as an FPGA gives the system far greater efficiency than that typically found in general purpose processors. Furthermore, it allows the customization of the hardware, thus reducing the final cost of the system. The monitoring system installed in the OCC is responsible for managing the storage and display of the data received. It will display the data in tables and graphs in real time, enabling the traffic controllers to analyze the operation of each train and also to detect possible problems. The system also stores the data in a database for further study. Keywords: Telemetry, Wireless Sensor Networks, ZigBee Protocol, Embedded Systems, Nios II processor, FPGA. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema telemétrico que integra redes de sensores sem fio e processamento de dados em sistema embarcado para monitoramento de veículos em redes de transportes metroferroviários, possibilitando um acompanhamento em tempo real do movimento dos trens. Este sistema tem como principal objetivo permitir uma constante avaliação de vários fatores que influenciam o desempenho dos trens, como velocidade e pressão nas bolsas de ar, de forma a gerar informações que possibilitem estratégias de operação e manutenção, evitando assim uma degradação parcial ou total dos serviços de transporte prestados à população. Para realizar a telemetria em tempo real, redes de sensores sem fio com tecnologia ZigBee são montadas em toda a via de tráfego. Estas redes realizam a captação e envio dos dados coletados em cada trem até estações base onde um sistema de tratamento embarcado em um FPGA fica encarregado de receber os dados, realizar os cálculos necessários e enviar as informações obtidas, através de uma rede ethernet, a um sistema central de supervisão. O sistema embarcado atua como um servidor de dados disponibilizando informações para um sistema de supervisão instalado no Centro de Controle de Operações (CCO) e em outros setores que necessitem destas informações. A utilização de um dispositivo de processamento dedicado, como uma FPGA, proporciona ao sistema uma eficiência muito maior do que normalmente é encontrada em processadores de uso geral, além de permitir a customização do hardware, reduzindo o custo final do sistema. O sistema de supervisão instalado no CCO é responsável por gerenciar o armazenamento e a visualização dos dados recebidos. Ele exibe os dados em tabelas e gráficos em tempo real permitindo aos controladores de tráfego analisar o funcionamento de cada trem e detectar possíveis problemas. O sistema também armazena os dados em um banco de dados para realização de estudos posteriores.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-03-12T13:20:58Z No. of bitstreams: 1 MauricioRabelloSilva_DISSERT.pdf: 3313926 bytes, checksum: d44b18b0d82c7e9f5b8b79b80f69458e (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-03-14T14:47:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MauricioRabelloSilva_DISSERT.pdf: 3313926 bytes, checksum: d44b18b0d82c7e9f5b8b79b80f69458e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T14:47:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MauricioRabelloSilva_DISSERT.pdf: 3313926 bytes, checksum: d44b18b0d82c7e9f5b8b79b80f69458e (MD5) Previous issue date: 2017-12-01 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Pesquisas relacionadas com sistemas utilizando diversos ve?culos a?reos n?o tripulados (multi VANTs) v?m crescendo nos ?ltimos anos. Entre os desafios enfrentados, uma rede de comunica??o de dados robusta ? crucial para coopera??o e colabora??o entre VANTs. No projeto da rede devem ser levados em conta fatores como o prop?sito da miss?o da esquadrilha, planejamento de caminho e trajet?ria, coleta de dados dos sensores e suprimento energ?tico. Dessa forma, o presente trabalho apresenta a especifica??o de uma arquitetura de rede de comunica??o de dados para uma esquadrilha de Ve?culos A?reos N?o Tripulados a serem utilizados na varredura da ?rea de impacto de foguetes lan?ados a partir do Centro de Lan?amento da Barreira do Inferno (CLBI ? Rio Grande do Norte). Assim, realiza-se um estudo sobre as principais caracter?sticas das redes de comunica??o para sistemas multi VANT e as especificidades da aplica??o abordada nesse projeto. S?o propostas duas estrat?gias diferentes para a varredura da ?rea de impacto de foguetes. S?o analisadas as caracter?sticas das redes para sistemas multi VANTs mais adequadas a essas estrat?gias, de forma a fazer uma an?lise comparativa entre as mesmas e definir uma arquitetura apropriada para a aplica??o. Dentro desse contexto, ? proposta uma arquitetura de rede, com base em m?dulos XBee Pro 900HP, integrados em uma plataforma de hardware controlada por computador embarcado, equipado com GPS e placa controladora de piloto autom?tico. ? idealizado e implementado um plano de testes com os dispositivos XBee para avaliar o desempenho destes na arquitetura de rede proposta em termos de robustez, confiabilidade e economia de energia. Para aferi??o do desempenho nos poss?veis cen?rios de forma??o da esquadrilha de VANTs s?o utilizados softwares de ger?ncia de rede, visando medir a largura de banda (throughput), perda de pacotes e outros indicadores de desempenho nos links de comunica??o entre os diferentes n?s da rede. / Research on Multi Unmanned Aerial Vehicle Systems (Multi-UAV) is growing in recent years. Among several scientific and technical challenges, a robust data communication network is crucial for the cooperation and collaboration between the UAVs. The network design must take into account factors such as the purpose of the mission, trajectory and path planning, sensor data collection and energy supply. In this way, the present work presents the specification of a data communication network architecture for a squadron of Unmanned Aerial Vehicles to be used in the scanning of the rocket impact area for CLBI rocket launch center (Rio grande do Norte, Brazil). Thus, a study on the main characteristics of communication networks for multi-UAV systems and the specificities of the application addressed in this project is done. Two different strategies for the scanning of the rocket impact area are proposed. In order to do a comparative analysis between these strategies and to define an appropriate architecture for the application, the characteristics of the networks for multi-UAV systems that are more appropriate to them are analyzed. In this context, a network architecture based on Xbee Pro 900HP S3B modules, integrated in an embedded computer hardware platform, equipped with GPS and autopilot controller board is proposed. A test plan with Xbee devices is conceived and implemented in order to evaluate their performance in the proposed network architecture in terms of robustness, reliability and energy consumption. In order to measure performance in the possible UAV squad formation scenarios, a network management software is used to measure throughput, packet loss and other performance indicators in the communication links between the different nodes of the network.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2517556 bytes, checksum: 9883a09fdf1ae27baf9f5980a3611a85 (MD5) Previous issue date: 2009-12-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This paper presents the development of a dynamic telemetric system of rail transit vehicles in metropolitan rail meshes that uses the transmission of signals via radio, according to communication protocol international standard. It consists of microcontrollers and of a radio transceiver, which, when coupled to sensors, capture and transmit the data in question, acting as a wireless transducer. It is modular technology of low cost, low power, consumption security and it is also capable of monitoring several variables simultaneously. It is innovative with regard to the monitoring of vehicles operating in permanent ways, assessing real-time performance. This assessment is intended to assist in preventive and corrective operation and maintenance of rail vehicles in order to improve the quality of services provided. This system has as main objective to enable a constant evaluation of factors which influence in the performance of the trains, as actual speed and pressure on the stock air suspension, so as to allow intervention strategies, thus avoiding a partial or total degradation of the transport services to passengers. To perform real-time telemetry, a network of wireless sensors, using ZigBee technology was set up in the way of traffic. The network made the capture and transmission of data collected from a train to the base station where a program installed on a personal computer is instructed to receive and send the collected data through an Ethernet network to a central monitoring system. The base station system acts as a data server providing information to a monitoring system installed in the Operational Control Center (OCC) of the Brazilian Company of Urban Train - Recife (CBTU / METROREC). The monitoring system installed in OCC is responsible for managing the storage and display of data received. It will display data and graphics in real time allowing traffic controllers monitor the functioning of the train and detect possible problems. The system also stores the data in a database for further studies. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema telemétrico dinâmico de veículos em malhas metroferroviárias que utiliza a transmissão de sinais via radiofrequência, de acordo com protocolo de comunicação padrão internacional. Compõese de microcontroladores e um rádio transceptor, que, quando acoplados a sensores, captam e transmitem os dados em questão, funcionando como transdutores sem fio. Tratase de tecnologia modular de baixo custo, baixo consumo de energia, segura e capaz de monitorar diversas variáveis simultaneamente. É uma técnica inovadora no que se refere ao monitoramento de veículos que circulam em vias permanentes, avaliando em tempo real o seu desempenho. Essa avaliação pretende-se que auxilie nas ações preventivas e corretivas de operação e manutenção dos veículos rodoferroviários, a fim de melhorar a qualidade dos serviços prestados. Esse sistema tem como principal objetivo permitir uma constante avaliação de fatores que influenciam o desempenho dos trens, como velocidade real e pressão nas bolsas de ar da suspensão, de forma a possibilitar estratégias de intervenção, evitando assim uma degradação parcial ou total dos serviços de transporte prestados aos passageiros. Para realizar a telemetria em tempo real, montou-se na via de tráfego uma rede de sensores sem fio, com tecnologia ZigBee. Essa rede efetuou a captação e envio dos dados coletados em um trem até a estação base onde um programa instalado em um computador pessoal fica encarregado de receber e enviar os dados obtidos, por meio de uma rede ethernet, a um sistema central de supervisão. O sistema da estação base atua como um servidor de dados disponibilizando informações para um sistema de supervisão instalado no Centro de Controle de Operacional (CCO) da Companhia Brasileira de Trens Urbanos Metrô do Recife (CBTU/METROREC). O sistema de supervisão instalado no CCO é responsável por gerenciar o armazenamento e a visualização dos dados recebidos. Ele exibirá os dados e gráficos em tempo real permitindo aos controladores de tráfego analisar o funcionamento do trem e detectar possíveis problemas. O sistema também armazenará os dados em um banco de dados para a realização de estudos posteriores.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquiuvototal.pdf: 6365528 bytes, checksum: 4e27c7390c2e3c53b8c85b58dabd1b55 (MD5) Previous issue date: 2012-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents a monitoring infrastructure for people in a situation of home care through the integration of wireless sensor networks and data processing in embedded systems, enabling a real-time monitoring of the clinical picture of each patient. To perform real-time telemetry, a sensor network with ZigBee technology was set and some biological signals were captured in order to validate the proposed infrastructure. This network performs the capture and transmission of data collected to base stations where a treatment system embedded in an FPGA is instructed to receive data, perform the necessary calculations and send the information obtained through an Ethernet network to a central installed in a monitoring central station. The use of a dedicated processing device such as an FPGA, provides a much greater efficiency than is typically found in general purpose processors and allows the customization of the hardware. Besides, reduces the final cost of the system. It also presented the integration of Arthron and InteliCare. Arthron is tool that works with flow distribution. This integration allows more real experiences of telemedical procedures so that you can have in a single transmission, audio, video, and biological signals. The monitoring system installed in the central station is responsible for storage and display the received data. It will display data in tables and graphs in real time and allow a team of experts make decisions and guide patients and / or their caregivers to perform a certain procedure. / Este trabalho apresenta uma infraestrutura de monitoramento para pessoas em situação de internação domiciliar através da integração de redes de sensores sem fio e processamento de dados em sistemas embarcados, possibilitando um acompanhamento em tempo de execução (online) do quadro clínico de cada paciente. Para realizar a telemetria online, uma rede de sensores com tecnologia ZigBee, foi montada e alguns sinais biológicos foram captados de forma a validar a infraestrutura proposta. Esta rede realiza a captação e envio dos dados coletados até estações base onde um sistema de tratamento embarcado em um FPGA fica encarregado de receber os dados, realizar os cálculos necessários e enviar as informações obtidas, através de uma rede Ethernet, a um sistema central de supervisão instalado em uma central de monitoramento. A utilização de um dispositivo de processamento dedicado, como um FPGA, proporciona ao sistema uma eficiência muito maior do que normalmente é encontrada em processadores de uso geral além de permitir a customização do hardware reduzindo o custo final do sistema. É apresentada também a integração da infraestrutura InteliCare com a ferramenta de distribuição de fluxos Arthron. Esta integração permite tornar mais real a experiência de colaboração em procedimentos médicos de forma que é possível ter numa mesma transmissão, áudio, vídeo e sinais biológicos. O sistema de supervisão instalado na central de monitoramento é responsável por gerenciar o armazenamento e a visualização dos dados recebidos. Ele exibe os dados em tabelas e gráficos em tempo de execução e permitirá que uma equipe de especialistas tome decisões e oriente os pacientes e/ou seus cuidadores para realizar determinado procedimento.