Tesis Doctoral

Tesis Doctoral

Autora: Jie Song

Director:  Asunción Santamaría Galdón

Estamos viviendo en un mundo lleno de sistemas integrados, que han formado una parte esencial de
nuestras vidas diarias. Con el desarrollo de Internet de las cosas, cada vez que hay más cosas como sensores, actuadores y dispositivos inteligentes para recopilar e intercambiar datos. Sin embargo, el uso de diferentes protocolos de comunicación conlleva un alto costo y un largo tiempo de desarrollo para la integración de diferentes tecnologías en el mismo sistema. Como una posible solución, el concepto «Web of Things» (WoT) surge con la idea de usar Web como la herramienta de aplicación para IoT, llamando la atención de varios investigadores.
Uno de los problemas que enfrenta IoT es «silos de datos», es decir, el aislamiento de datos. Este problema aparece porque el significado de los datos no está explicado claramente. La Web de las Cosas se dedica a mejorar la interoperabilidad semántica del IoT, que requiere la transmisión simultánea del significado con los datos, es decir, la semántica.
Esta tesis se centra en la implementación de un sistema de gestión de datos semánticos para una plataforma abierta de IoT. La plataforma se dedica a resolver el problema de la integración entre diferentes tecnologías de comunicación: redes capilares y protocolos tradicionales de domótica.
Además, la plataforma define un vocabulario común para proporcionar una descripción semántica a Cosas, incluidas las funcionalidades, la representación de los datos generados y los conceptos relacionados, como la ubicación o la autorización del usuario. Además, la plataforma implementa una API web, que permite a los usuarios o programas de software interactuar con Cosas a través de una
interfaz basada en la web.
Por otro lado, la participación con dispositivos reales en la Web requiere un mayor nivel de seguridad y protección de la privacidad, y el paradigma «multicliente y multiusuario» exige un enfoque más preciso para decidir la autoridad de cada usuario. Paraíso este desafío, se ha propuesto un nuevo concepto «Gráfico de conocimiento privado» (PKG) que representa un gráfico de conocimiento generado para el uso de un agente específico. Además, un mecanismo de control de acceso detallado está diseñado sobre la base de servicios web y PKG.
Finalmente, se presenta un estudio de caso para el proceso de trabajo del sistema de gestión de datos semánticos. Además, se proporciona un caso práctico para validar el rendimiento del sistema diseñado.

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Tesis Doctoral

Autor: Guillermo del Campo Jiménez

Director: Francisco José López Hernández

Durante la última década, la sustitución de las luces tradicionales por incandescentes, fluorescentes, LED se ha incrementado de manera exponencial, debido a todo a su alta eficiencia energética. Las luces por luz visible (VLC) se basan en el uso doble de las lámparas LED para iluminación y transmisión de información, aprovechando los bajos tiempos de conmutación de los LED. De este modo, las VLC se presentan como una alternativa o complemento a los sistemas de comunicaciones tradicionales en entornos domóticos. En los últimos años se ha realizado una gran cantidad de trabajos orientados a maximizar la tasa de transmisión de los sistemas VLC, en especial mediante técnicas de modulación de alta eficiencia espectral como OFDM. Sin embargo,
En este caso, la parte de la hipótesis de la forma de onda de la señal de modulación VLC influye en la eficiencia energética de la luz LED, y en concreto en el rendimiento energético de su elemento de control o controlador. Los conductores de iluminación LED suelen ser fuentes conmutadas que se aplican a la fuente de luz una corriente constante. La utilización de una señal de modulación con forma de onda conmutada se corresponde con este principio. Sin embargo, la utilización de una señal de modulación con formato de onda continua, empleada en las técnicas de modulación como OFDM, modifica la naturaleza de la corriente tanto en la fuente de luz (LED) como en el driver, lo que afectará a su comportamiento.
El objetivo principal de esta prueba es el análisis del efecto de la forma de onda de la señal de modulación en el rendimiento energético del controlador VLC. Para ello, el trabajo se divide en tres partes: modelo teórico; validación del modelo por simulaciones y experimentos; y obtención de resultados. Para analizar la eficiencia energética del conductor, definir el factor de calidad «η», al que se denomina Rendimiento Energético del conductor y cuyo valor es el cociente entre la potencia convertida en luz y la potencia total disipada. En el modelo teórico se analiza el rendimiento del controlador VLC (y de sus componentes LED y MOS por separado) en función de la forma de onda de la señal (conmutada o continua). A continuación, se prueba el modelo teórico mediante dos tipos de simulaciones: circuital, que tiene en cuenta efectos resistivos y capacitivos; y funcional, que determina el límite ideal del rendimiento energético. Posteriormente, se valida el modelo y las simulaciones con medidas reales. Por último, se analiza el efecto de los esquemas de modulación que se utilizan en los sistemas de comunicación reales (OOK, VPPM y OFDM) en la eficiencia energética de la luminaria LED.
Los resultados obtenidos se deben a que existe una fuerte dependencia entre la forma de onda de la señal de modulación y el rendimiento energético del controlador VLC (y consecuentemente de la luminaria LED). El rendimiento del controlador es bastante elevado para las técnicas de modulación basadas en señales conmutadas (OOK, VPPM) que para las señales que utilizan señales continuas (OFDM). El rendimiento óptimo para las señales con forma de onda conmutada está entre el 93% y el 95%, mientras que para las señales con forma de onda continua, varía entre el 66% y el 81%. Por otro lado, se ha demostrado que el nivel de iluminación de la lámpara LED afecta al rendimiento energético del controlador VLC, en especial para las formas de onda continua. Como para las señales continuas, la amplitud de la señal,
En conclusión, los resultados se obtuvieron en esta prueba para la utilización de técnicas de modulación en formas de onda conmutadas (OOK, VPPM) para no degradar la eficiencia energética de las luminarias LED al ser utilizado como emisores VLC. Al tratamiento del primer trabajo realizado en este ámbito, esta prueba puede derivarse de nuevas líneas abiertas, como el análisis energético de otras técnicas de modulación o del diseño de controladores eficientes al tratamiento con formas de onda continuas.

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