Made available in DSpace on 2019-03-29T23:28:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-18 / This paper presents a fault-tolerant routing protocol for wireless sensor networks (WSN) called LARP (Location Aware Routing Protocol). For the LARP, during the fault recovery process, the WSN are configured to restrict the region containing the area of incidence of events with the aim of reducing the energy consumption. A geocast approach was used to reduce the number of control messages sent and received. This reduction was achieved by constructing a routing tree limited and targeted to the region of incidence of events. In addition, the LARP uses a route selection mechanism that allows to the nodes decide locally for which route the data must be forwarded without incurring into high costs based on the knowledge of the entire network topology. Two geocast routing methods were evaluated: the cone geocast routing method (MRGC) and the rectangular geocast routing method (MRGR). Location information is used to reduce the energy consumption. The LARP also uses a route selection mechanism for choosing the path that has the highest residual energy with a smaller number of hops. Our solution differs from the solutions presented in the literature because we use a geocast approach to minimize the energy consumption in the occurrence of faults into a WSN, as well as by using a different mechanism for route selection. Simulations have showed that our proposal is more efficient from the energy standpoint, showing the rectangular Geocast routing method (MRGR) as the most efficient. / Este trabalho apresenta um protocolo de roteamento tolerante a falhas para redes de sensores sem fio (RSSF) chamado LARP (Location Aware Routing Protocol). No LARP, durante o processo de recuperação de falhas, as RSSF são configuradas para restringir a região que contém a área de incidência do evento com a finalidade de reduzir o consumo de energia. Uma abordagem geocast foi utilizada para reduzir o número de mensagens de controle enviadas e recebidas. Essa redução foi alcançada através da construção de uma árvore de roteamento limitada e direcionada à região de incidência do evento. Além disso, o LARP utiliza um mecanismo de seleção de rotas que permite aos nós decidirem localmente por qual rota encaminhar os dados sem incorrer em altos custos baseado no conhecimento de toda a topologia da rede. Dois métodos de roteamento geocast foram avaliados; o método de roteamento geocast cone (MRGC) e o método de roteamento geocast retangular (MRGR). São utilizadas informações de localização para redução do consumo de energia. O LARP usa ainda um mecanismo de seleção de rotas que permite escolher o caminho que possui maior energia residual com menor número de saltos. Nossa solução diferencia-se das soluções apresentadas na literatura pelo fato de usar uma abordagem geocast para minimizar o consumo de energia mediante a ocorrência de falhas em uma RSSF, como também por utilizar um mecanismo diferenciado de seleção de rotas. As simulações realizadas demonstraram que nossa proposta é mais eficiente sob o ponto de vista da energia, evidenciando o método de roteamento geocast retangular (MRGR) como o mais eficiente. Palavras-chave: Redes de Sensores sem Fio; Protocolo Tolerante a Falhas; Redução do Consumo de Energia, Roteamento Geocast.

Nowadays, wireless sensor devices have received wide attention across medical application areas; among them, implantable sensing devices are between the most important because of the contribution they make to healthcare and investigations. Nevertheless, the implantable sensing devices must be tested before pre-clinical or in-vivo studies are initiated and test benches are used to perform this previous tests. For this reason, this thesis presents the design and implementation of a test bench to acquire the data from an implantable sensing device that is being developed and will be used to sense the pressure within the thoracic cavity of mammals. The test bench consists on: a sealed container with two connections to increase and sense the internal pressure and is the environment where the sensor will be tested, and a wireless communication system that will acquire and process the sensor’s signal and is consisted of two principal modules that will communicate between them via radio frequency at the biomedical admitted band of 433 MHz using an implemented communication protocol. Finally, the calibration and tests on a pizoresistive pressure sensor have been performed to prove the functionality of the system and the experiments results are presented. / Tesis

La Tuberculosis constituye uno de los principales factores de mortalidad en el mundo; en particular, en el Perú representa un problema de salud pública cada vez mayor. Por otro lado, el constante interés y avance en los estudios sobre la detección de biomoléculas con el uso de nanoestructuras constituye una alternativa de diagnóstico eficiente en sensibilidad y especificidad, con potencial para generar dispositivos económicos y de fácil fabricación. El presente trabajo de tesis se basa en el diseño e implementación de un sistema para caracterizar las propiedades electrónicas de transistores de efecto campo con canales basados en grafeno. El sistema cuenta con tres módulos: el módulo de medición conformado por dos medidores de parámetros semiconductores, un módulo de manipulación conformado por una estación de pruebas y microposicionadores, y un módulo de adquisición de datos conformado por un programa y un computador. Para la validación del sistema se fabricó un dispositivo sensor, del tipo transistor de efecto campo, basado en grafeno (GFET), y se evaluaron los principales factores que condicionan su desempeño en la detección de biomoléculas; factores tales como el recocido térmico, la resistencia de contacto y el uso de un buffer fosfato salino como medio electrolítico de compuerta. Asimismo, se realizó la adquisición de las curvas I-V de salida y de transferencia en cada etapa de fabricación del dispositivo sensor, y se analizó cualitativamente su desempeño en la detección de la secuencia de ADN 5'- GGTCCAGCTGTGTATCCACTCCAG-3' específica de la Mycobacterium tuberculosis (MTB). En la primera parte del presente trabajo de tesis se presentan los antecedentes y aplicaciones de los GFETs en la detección de ADN. La segunda parte está dedicada a brindar información detallada de todos los procedimientos experimentales, la implementación del sistema de medición, las herramientas analíticas y los materiales utilizados a lo largo del trabajo de investigación. La última parte presenta una discusión de los resultados obtenidos y las conclusiones extraídas del trabajo. A partir de los resultados del trabajo se puede inferir que el sistema de medición implementado permite evaluar las propiedades electrónicas de un transistor de efecto campo con una precisión adecuada y analizar sensores base grafenocadenas de ADN para la detección sensible y selectiva de tuberculosis. Como trabajo futuro, se deberán estudiar otros parámetros de calidad de los dispositivos sensores tales como la estabilidad a lo largo del tiempo, la especificidad y la robustez o reutilización con el fin de contrastarlos con los métodos estándar. / Tesis

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major de Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado no INESC e orientado pelo Prof. Doutor Ireneu Dias e Prof. Doutor Sérgio Mendonça / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major Automação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de doutoramento. Ciências de Engenharia. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major de Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

In nature, vibrissae are tactile hairs of mammals used as sensor elements for the exploring the surrounding area. These hairs, also known as whiskers, can be found in different locations on an animals body. Mystacial vibrissae are distributed over a whiskerpad on a muzzle. Carpal vibrissae are located on the downside aspect of the forelimbs of mammals. The vibrissal hair has a conical shape and grows from a special heavily innervated hair follicle incorporating a capsule of blood. As the hair itself has no receptors along its length, the vibrissa may be considered as a system for transmitting forces and torques that arise from the contact between the hair and an object to sensory receptors inside the follicle. The present thesis deals with the vibrational motion of vibrissae dur- ing natural exploratory behaviour from the mechanical point of view. The phenomenon of the parametric resonance of the vibrissa is investigated the- oretically and numerically. In the first part of this thesis, two mechanical models of an elastic beam are presented based on findings in the literature. The first model considers a straight beam with the linearly decreasing radius of the circular cross-section. The second model takes into account the circu- lar natural configuration of the cylindrical beam. Within these models, the small transverse vibration of the beam under a periodic following force at the tip are analysed using the Euler-Bernoulli beam theory and asymptotic methods of mechanics. In the second part of the thesis, the numerical analysis of the problems is performed based on the finite element method using ANSYS 16.2 software. For each model, the dynamical response of the system on the parametric excitation is simulated for different frequency values. It is shown theoretically and numerically that at specific ranges of the excitation frequency the phenomenon of the parametric resonance of the beam takes place. That means that the amplitude of vibrations of the beam increases exponentially with time, when it is stimulated within one of the frequency ranges of the parametric resonance. These ranges depend on the geometrical and material parameters of the beam model, as well as the am- plitude of the periodic excitation. / Tesis