Las aplicaciones de redes inalámbricas de sensores por lo general son desplegadas en entornos donde ya existe comunicación inalámbrica que hacen uso de las bandas ISM y licenciadas. Los dispositivos inalámbricos que utilizan la banda ISM como redes WiFi, Bluetooth, o dispositivos de control remoto, proliferan en las calles causando interferencia entre ellos; por lo que en este ambiente contaminado de radiación electromagnética un dispositivo inalámbrico que trabaja en la banda ISM estará expuesto a las interferencias, razón por lo que la comunicación tendrá muchas probabilidades de fallar en cualquier momento disminuyendo la transferencia de datos o anulándolo por completo, por lo tanto es necesario hacer un estudio previo que permita conocer la zona de despliegue. La red de sensores inalámbricas implementado en el Proyecto 153-FINCYT está pensado para ser desplegado en una zona de interés que pueden ser una avenida, una zona residencial o cualquier ambiente exterior para realizar la medición de los contaminantes de aire. La red de sensores utiliza el estándar IEEE802.15.4 en la banda ISM 2.4 GHz y de 900MHz, por lo que su despliegue en estas zonas exteriores hará que se degrade la comunicación entre el nodo sensor y la puerta de salida (Gateway) por causa de las interferencias electromagnéticas. La tesis tiene como objetivo implementar una metodología que permita ayudar y dar recomendaciones al diseño, a la implementación, pruebas y despliegue de redes de sensores inalámbricas IEEE 802.15.4 en 2.4GHz en ambientes externos. Para esto se ha analizado estudios anteriores sobre el tema y se ha realizado pruebas de laboratorio y de campo para demostrar los efectos de interferencia en enlaces IEEE802.15.4 en 2.4GHz en ambientes urbanos externos. En la metodología se describe como identificar el tipo, grado y distribución de la interferencia en la zona donde se desplegaría la red inalámbrica de sensores. / Tesis

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7089_1.pdf: 2259442 bytes, checksum: 4851aab70d2479c859a5ccbdc3d8260a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / O desenvolvimento atual em sensores tem como objetivo, uma maior integração entre o componente sensível e o circuito eletrônico para detecção, processamento e comunicação, de maneira que todos os componentes sejam fabricados no mesmo chip. Esse tipo de sensor é denominado genericamente de sensor inteligente integrado (integrated smart sensor). A sua simulação requer modelos que possam ser utilizados em simuladores de circuito. SPICE é um simulador de propósito geral e tem sua estrutura presente em vários outros simuladores comerciais. Ele foi projetado desde o início para ser uma ferramenta de simulação de circuitos integrados. Dispositivos a Onda Acústica de Superfície, OAS (em inglês, SAW = "Surface Acoustic Wave") têm diversas aplicações devido as suas várias vantagens, tais como: baixo custo, leveza, reduzido tamanho e operação passiva. Modelos de tansdutores acústicos têm sido propostos, mas apenas um deles pode ser utilizado em algumas versões do SPICE (PSPICE e HSPICE). Todos apresentam complexidade ao representar transdutores longos. Nosso modelo é baseado em m modelo obtido a partir das equações dos modos acomplados, é compacto e tem sido utilizado, com sucesso, em diversas versões do SPICE, desde o SPICE 3f4, disponível gratuitamente até o ELDO da Mentor Graphics Corp

Na era de sistemas embarcados complexos, a interface direta de dispositivos e sistemas integrados para o mundo real demanda o uso de sensores e seus circuitos analógicos de suporte. Desde que a maioria das características físicas de um sensor requer algum tipo de calibração, este trabalho compara e discute quatro técnicas digitais de calibração adaptadas para aplicação em sistemas embarcados. Para fins de comparação, estes métodos de calibração foram implementados em Matlab5.3, e em um DSP (Digital Signal Processor) . Através das medidas realizadas durante a operação em regime do DSP, pode-se determinar parâmetros importantes de projeto, como potência dissipada e tempo de processamento. Outros critérios de comparação, como área consumida, tempo de processamento, facilidade de automação e taxa de crescimento do custo área e do custo velocidade com o aumento de resolução também foram analisados. Os resultados das implementações são apresentados e discutidos com o objetivo de descobrir qual o melhor método de calibração para aplicações em sistemas embarcados.

Na era de sistemas embarcados complexos, a interface direta de dispositivos e sistemas integrados para o mundo real demanda o uso de sensores e seus circuitos analógicos de suporte. Desde que a maioria das características físicas de um sensor requer algum tipo de calibração, este trabalho compara e discute quatro técnicas digitais de calibração adaptadas para aplicação em sistemas embarcados. Para fins de comparação, estes métodos de calibração foram implementados em Matlab5.3, e em um DSP (Digital Signal Processor) . Através das medidas realizadas durante a operação em regime do DSP, pode-se determinar parâmetros importantes de projeto, como potência dissipada e tempo de processamento. Outros critérios de comparação, como área consumida, tempo de processamento, facilidade de automação e taxa de crescimento do custo área e do custo velocidade com o aumento de resolução também foram analisados. Os resultados das implementações são apresentados e discutidos com o objetivo de descobrir qual o melhor método de calibração para aplicações em sistemas embarcados.

Na era de sistemas embarcados complexos, a interface direta de dispositivos e sistemas integrados para o mundo real demanda o uso de sensores e seus circuitos analógicos de suporte. Desde que a maioria das características físicas de um sensor requer algum tipo de calibração, este trabalho compara e discute quatro técnicas digitais de calibração adaptadas para aplicação em sistemas embarcados. Para fins de comparação, estes métodos de calibração foram implementados em Matlab5.3, e em um DSP (Digital Signal Processor) . Através das medidas realizadas durante a operação em regime do DSP, pode-se determinar parâmetros importantes de projeto, como potência dissipada e tempo de processamento. Outros critérios de comparação, como área consumida, tempo de processamento, facilidade de automação e taxa de crescimento do custo área e do custo velocidade com o aumento de resolução também foram analisados. Os resultados das implementações são apresentados e discutidos com o objetivo de descobrir qual o melhor método de calibração para aplicações em sistemas embarcados.

Os sensores do sistema vestibular de sensores do ser humano, responsáveis por parcela significativa do processo de manutenção do equilíbrio e controle reflexo vestíbulo oculomotor, tem características físicas, anatômicas e funcionais que remetem à necessidade de emprego de protocolos de pesquisa médica adequados à detecção de alterações. A pesquisa e construção de modelos sintéticos e concisos de representação matemática de resposta dos sensores fisiológicos aos estímulos externos, bem como de representação de resposta dos sensores microeletromecânicos (MEMS) de aceleração linear, angular e atitude forneceu subsídios para a implementação de sistemas de monitoramento de respostas e correlação temporal com as condições a que é submetido o indivíduo, tendo por base fundamental a detecção de ocorrência de nistagmo no paciente em procedimentos de avaliação, através de processamento em sistema de tempo real, com capacidade de registro contínuo em cartão micro-SD dos dados monitorados. A construção complementar de modelagem formal de sistema de monitoramento e registro contínuo dos dados adquiridos (datalogger) de forças externas como aceleração linear, angular, inclinação e variações de pressão atmosférica durante a atividade aérea de tripulantes, disponibiliza aos profissionais de saúde recursos suficientes para implementar novos protocolos de investigação clínica principalmente na avaliação de impactos fisiológicos por estes fatores monitorados. A metodologia e setups para procedimentos de teste e calibração foram desenvolvidos e aplicados, resultando em uma infraestrutura completa de desenvolvimento e teste empregando sensores MEMS.

Los multicópteros en la actualidad son una herramienta de gran apoyo en distintos rubros tales como la prospección pesquera, la vigilancia y seguridad, la detección de personas, entre otros. Sin embargo existe una situación problemática por la cual se ven afectados estos multicópteros, la cual es el daño o colisión que tienen al momento de aterrizar en superficies en movimiento, tal es el caso de las embarcaciones marinas, pues no están diseñados para el tipo de superficie mencionado anteriormente. Por ello surge la necesidad de encontrar una solución para abordar este problema, frente a ello la propuesta de solución es una plataforma automática que asista al correcto aterrizaje de multicópteros que sean empleados en el ambiente marítimo. En la presente tesis se desarrolla esta propuesta de solución, la cual está organizada en cinco capítulos. En el primer capítulo se aborda la situación problemática, el alcance del problema, las necesidades del usuario o instituciones, los objetivos de la tesis y el estado del arte donde se presentan tesis, patentes y productos que existen en el mercado. A partir del segundo capítulo se empieza a realizar el proceso del diseño de ingeniería. En este capítulo se trata sobre la definición de los requerimientos que debe contar el sistema para cumplir con una lista de exigencias. Posteriormente se presenta la estructura de funciones con que contara cada dominio del sistema mecatrónico (mecánico, electrónico y control), las matrices morfológicas las cuales presentan las alternativas de solución para cada una de las funciones que tendrá el sistema mecatrónico. Además, se realiza una evaluación técnico económico de las tres mejores soluciones para definir el diseño óptimo. El tercer capítulo está conformado por el desarrollo e integración del sistema mecatrónico, que consta de un diagrama de bloques y se describe los componentes que conforman el diseño electrónico y los criterios de selección para escoger al adecuado, en cuanto a los cálculos electrónicos, estos se pueden observar en el anexo A.6. Seguidamente, el diseño mecánico abarca cálculos principales mecánicos cinéticos y de resistencia de materiales, mostrando las dimensiones y características principales del sistema mecatrónico, en el anexo A.7 se presentan los cálculos mecánicos adicionales del sistema. El diseño de control contiene diagramas de flujo donde se muestra los algoritmos de control y el modelo matemático de los subsistemas, se plantea las estrategias de control con el fin de poder controlar eficientemente al sistema. En el cuarto capítulo se aborda los costos que implica el desarrollo del sistema tales como los costos de los materiales, fabricación y de diseño en ingeniería. Finalmente, el quinto capítulo constituye las conclusiones y recomendaciones que se desprenden del presente trabajo de diseño. / Tesis

Esta tesis de investigación propone obtener el modelo aerodinámico de una aeronave del tipo ala volante utilizando redes neuronales artificiales con el fin de mejorar la performance del controlador de vuelo del sistema de navegación de un vehículo aéreo no tripulado. Actualmente la aeronave pierde altitud al momento de realizar los giros, y se entiende porque es un problema con el ángulo de cabeceo y velocidad de vuelo. El tipo de Red Neuronal Artificial (RNA) utilizada es de Back Propagation Dinámico y tiene dos capas intermedias con 100 neuronas cada una. Se utilizó este tipo de RNA porque permite entrenar un modelo dinámico como es el caso de una aeronave. Las variables de entrada utilizadas para el entrenamiento fueron: posición del elevador, posición de los alerones, posición del throtle y aceleraciones en los tres ejes de la aeronave. Las variables de salida fueron: ángulo de cabeceo, ángulo de alabeo, cambio en el tiempo de ángulo de cabeceo y alabeo, velocidad y altitud. Asimismo, se utilizó un “bias” para tomar en consideración fuerzas o perturbaciones que no se pueden medir. La metodología utilizada permitió realizar el modelado de manera satisfactoria del ángulo de cabeceo y velocidad. Los errores de entrenamiento fueron de 36% y 5.5% respectivamente. La validación de ambos parámetros fue de 68% y 3.38%. La metodología aplicada todavía necesita ser mejorada para obtener un error de entrenamiento satisfactorio en el ángulo de alabeo y mejorar los entrenamientos obtenidos para el ángulo de cabeceo y velocidad. Este trabajo demuestra que el modelamiento de una aeronave del tipo ala volante es más complejo que una aeronave convencional. Son pocos los trabajos de investigación sobre modelamiento de aeronaves que han realizado el modelamiento de este tipo de aeronaves. En la mayoría de los casos utilizan técnicas diferentes a las de RNA y realizan modelamiento lineal y no dinámico como se ha realizado en esta tesis. / Tesis

Tese de doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Neste trabalho é apresentado um sistema de instrumentação inteligente integrado com a arquitetura Web Services e desenvolvido em conformidade com as diretrizes estabelecidas na norma IEEE 1451.1. O protocolo de transmissão de dados do sistema é associado ao conceito das especificações dos transdutores e a um Web Service que permita a configuração remota do sistema de aquisição de dados. Através de uma interface de supervisão remota, acessível via Internet a partir de qualquer navegador, o usuário é capaz de identificar quais são os sensores inteligentes que estão conectados em uma rede, através de uma identificação única associada às suas características (tipo, formatação dos dados, etc.). Nesta mesma interface de apresentação o usuário tem a liberdade de selecionar o número de sensores que deseja ativar para efetuar algum monitoramento. Após a seleção dos sensores é disponibilizada uma interface de monitoramento que permite a visualização dos dados através de um gráfico bem como permite ao usuário salvar em um arquivo texto os dados coletados. Na mesma interface de monitoramento é disponibilizado o Web Service que permite alterar o intervalo de coleta de dados. Um conjunto de computadores em uma rede local (Intranet) simula a rede de sensores inteligentes. Nesta mesma rede está conectado o servidor responsável pela disponibilização da interface de supervisão remota. / In this work is presented the integration of an established system of intelligent instrumentation with the Web Service?s architecture, in accordance with the IEEE 1451.1 standard. It is suggested the association of a data-communication protocol with the concept of Transducer Electronic Data Sheet (TEDS) to a Web Service for making possible the remote configuration of a data acquisition system. Through a remote supervisor interface, accessible via Internet from any browser, the user can, at the first moment, identify which are the smart sensors connected in a network, using an unique identification associated to its characteristics (type, data formatting, etc.). In the same graphical interface the user can choose which sensors wants to monitor and, after the selection, will have available the monitoring interface that enables data visualization through a graph and allows the user to save the collected data in a text file. In the same monitoring interface the Web Service is also available; it admits modifications on the data collection interval. A group of computers in a local network (Intranet) simulates the smart sensors network. In the same network is connected a server responsible for supplying the remote supervisor interface.