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Autor:   Laura Mascaraque Greciano

Tutor:  Jose Luis Pinela Ocaña, profesor de la Universidad Carlos III de Madrid             

La presente Memoria corresponde al estudio energético de una base en la Luna. La base empleada pertenece al proyecto Moon Village, diseñado por la ESA y el MIT. La selección de la energía óptima depende de las extremas condiciones lunares. Se opta por la solar fotovoltaica, ya que es renovable, viable tecnológicamente y la más empleada en el espacio. La ubicación de la instalación fotovoltaica se escoge por tres factores críticos: el recurso solar, el agua y la temperatura. Los requerimientos energéticos de la base se estiman en 72,1 kW, principalmente por la climatización. Para abastecer a las cargas se calculan y seleccionan los paneles fotovoltaicos, reguladores y baterías más adecuados del mercado, siendo estas últimas esenciales para almacenar energía cuando la irradiación solar sea nula. La eficiencia energética se consigue convirtiendo a la instalación fotovoltaica en una SmartGrid y a la base lunar en un SmartBuilding, sensorizada y automatizada.

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Autor:   Gonzalo Calderón Lillo

Tutor:  Guillermo del Campo Jiménez              

This master thesis takes advantage of the continuous growth of the Internet of Things and is supported by two current technological innovations such as search engines and distributed systems. In this way, an open-source platform for the management of peripheral devices based on Elasticsearch is developed. The platform not only integrates essential functionalities to allow communication between users with their devices, but also integrates modules to centralize the maintenance of the platform using the Elastic Stack tools. Hence, the solution proposed in this master thesis stores and manages large volumes of data in real-time, coming from devices, servers and services on the platform, allowing its visualization and analysis.

Traditionally, these types of platforms were centralized and dedicated to specific use cases. However, due to the popularization of the Internet of Things, this model results inefficient to process and store large volumes of data. Therefore, a platform that provides scalability and performance to process data from different sources is presented. In addition, thanks to its distributed and replicated architecture, it guarantees the availability and consistency of the stored data. However, the management and maintenance of distributed architectures require complex mechanisms to detect and anticipate potential errors in its modules. To carry out this work efficiently and easily, this project proposes a solution that centralizes the storage, management and visualization of the systems and services of the platform, using the Elastic stack tools: Elasticsearch, Beats, and Kibana.

In this master thesis a design and implementation of an Elasticsearch infrastructure with nine nodes to store documents, structured and unstructured, and index them in real time is presented. In this way, making queries and searches on the stored information are carried out quickly and efficiently. Subsequently, a communications module between the gateway and the application server through Apache Kafka is presented. It allows the streaming of messages in a secure, reliable, and independent way. Additionally, modules that collect and send information about the metrics, logs, and network traffic of each server and system on the platform through Beats agents are designed and implemented. Finally, the graphical representation of the data stored in Elasticsearch is provided to the users and administrator of the platform. Finally, dashboards to manage devices and monitor and control platform status are provided using Kibana tools.

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Autor:  Guillermo Cañada Valverde

Tutores: Ricardo Vergaz Benito,  Guillermo del Campo Jiménez                           

El objetivo del proyecto de este Trabajo de Fin de Máster, BatLocation, es diseñar un sistema de monitorización no intrusivo que pueda ser utilizado en el cuidado de personas mayores y dependientes.
La solución propuesta consiste en la detección de actividad basada en las variaciones de la señal RF (Radio Frecuency) que producen las personas al interferir con las señales emitidas por dispositivos IoT (Internet of Things).
El sistema está formado por un conjunto de dispositivos que se encargan de medir dichas perturbaciones, procesarlas y comunicar, mediante redes móviles, la actividad en el espacio monitorizado al usuario final.

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Autor:  Ángel Almeida Arlucea

Tutores: Marta Portela García, Luca Piovano                           

En la actualidad se está apostando a nivel institucional por la reducción de la demanda de energía a través de un aumento de la eficiencia energética en empresas y hogares. La optimización del proceso de acondicionamiento de estos entornos tiene un importante impacto económico y ambiental. En este contexto, es crítico aumentar la eficiencia en las actuaciones sobre los sistemas de climatización e iluminación, entre otros, teniendo en cuenta las variables que afectan al confort de los usuarios.
En este Trabajo Fin de Máster se describe el proceso llevado a cabo para diseñar y desarrollar un dispositivo de medida de condiciones ambientales auto-alimentado, con el objetivo de formar parte de la plataforma IoT BatNET, desarrollada por el Centro Domótico Integral (CeDInt) de la Universidad Politécnica de Madrid. Dicha plataforma dispone de múltiples dispositivos orientados a tareas específicas, compartiendo todos ellos la característica de que requieren fuentes de alimentación externas para su funcionamiento.
La aportación de este proyecto a dicha plataforma es la de crear un nuevo dispositivo sensor muy eficiente energéticamente que se auto-alimente, ya sea mediante baterías únicamente o combinando el uso de estas con generación energética mediante un minipanel fotovoltaico. La autonomía del dispositivo sensor se amplía gracias a la generación fotovoltaica, pudiendo reducir la capacidad de la batería a utilizar y con ello el tamaño y el peso del dispositivo final. De esta manera, la ubicación física de este nuevo sensor es universal, pudiendo instalarlo en prácticamente cualquier ubicación.
A lo largo del documento se analizan, en primer lugar, las decisiones de diseño que se han tomado con los objetivos de reducir el consumo del dispositivo, gestionar eficientemente la energía (tanto la generada por el panel fotovoltaico como la existente en la batería) y compatibilizar el dispositivo con el resto de la plataforma BatNET, optimizando las comunicaciones. A continuación se describe a nivel hardware y firmware la implementación de las decisiones de diseño y posteriormente se describen una serie de pruebas realizadas para corroborar el correcto funcionamiento del dispositivo.

Finalmente se extraen una serie de conclusiones y se establecen líneas de desarrollo futuras.

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Autor: Clara Jiménez Recio

Tutor: D. Miguel Páramo Castrillo                             

Ponente: Dª. María Teresa Arredondo Waldmeyer

El número de usuarios en Internet experimenta importantes crecimientos y supera actualmente el 50% de la población mundial. Estudios realizados en los últimos años muestran un aumento del 7% en el último año, alcanzando en el año 2018 la cifra de 4021 millones de usuarios, cifra que corresponde a un 53% de la población mundial. En España, los usuarios de Internet alcanzan el 85% de la población, lo que supone un crecimiento en el último año en torno al 4%.
En cuanto a las vías de acceso a Internet, el uso de los dispositivos móviles, una fuente de tráfico Web en auge, protagoniza un crecimiento importante; más de la mitad de los usuarios de Internet optan principalmente por navegar desde estos dispositivos. En términos de recursos informativos, según datos de 2012, un usuario consulta contenido de noticias una media de 12 minutos al día a través de su teléfono móvil. En el contexto actual, el acceso a herramientas y contenido online se convierte en una capacidad necesaria para el desarrollo personal, profesional y social.
No obstante, en paralelo a esta situación de crecimiento en el uso de Internet se observa la existencia de diversas carencias en torno a aspectos de accesibilidad en el ámbito de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC). En el contexto anterior, se observa que el acceso a servicios públicos en la red se torna en una tarea compleja para personas que experimentan barreras al acceso ocasionadas por su divergencia funcional o desconocimiento tecnológico, suponiendo esto una brecha social digital que debe ser mitigada y encauzada.
Con este proyecto se pretende desarrollar y evaluar un sistema integral cuyo objetivo es proponer un mecanismo de acceso alternativo para abordar algunas de las barreras de acceso presentes en la sociedad de la información y comunicaciones. El sistema resultante está compuesto por una arquitectura cliente-servidor: El servidor expone un panel de configuración y una serie de servicios que permiten ofrecer reglas de extracción de contenido online público para su posterior procesado mientras que el cliente hace uso del anterior para lograr la adaptación de dicho contenido informativo público a las necesidades y capacidades de una población diversa.
Por medio de herramientas de adaptación de contenido, es posible presentar la información al público con necesidades especiales de una forma simplificada, accesible y bajo un entorno controlado. De esta manera, se deberá realizar inicialmente un análisis de componentes Web susceptibles de ser filtrados para proceder seguidamente al diseño de determinadas reglas de adquisición de información que serán almacenadas en una base de datos NoSQL que permite su gestión remota por parte de clientes externos. El conjunto de subsistemas software conformará una estructura basada en el stack MEAN (MongoDB, Express, AngularJS, Node.js), proporcionando así un desarrollo end-to-end mediante el uso de JavaScript tanto en el frontend como en el backend. Se desarrollará adicionalmente una aplicación móvil en Android para el sistema, la cual permitirá mostrar finalmente el contenido Web filtrado y adaptado al usuario empleando técnicas de Web Scraping. Este proyecto se basa por tanto en el desarrollo de una solución para la gestión de reglas de filtrado Web sobre recursos Web públicos que
ofrezca servicios para, entre otras utilidades, fomentar la integración social de personas con cierto grado de discapacidad o desconocimiento tecnológico, en el ámbito de las TIC.
Mediante este proceso se conseguirá eliminar por completo aquella información no relevante e innecesaria para el usuario. Con ello, mecanismos de adaptación siguiendo criterios de diseño accesible pueden ser aplicados en conjunción con otras tecnologías (como la síntesis de voz para personas invidentes o la aplicación de nuevas formas de interacción). Este proyecto permite así facilitar a los usuarios la experiencia y el manejo de la tecnología haciéndoles partícipes de un entorno privado y seguro, logrando ofrecer una alternativa que consiga redimir las diferencias sociales existentes en el omnipresente terreno de las nuevas tecnologías.
Este proyecto a realizar se compone de un conjunto de ejercicios técnicos que dan lugar a un producto extremadamente potente y transversal a muchos otros desarrollos aparte de permitir la inclusión digital y la accesibilidad pudiendo ser la tecnología a desarrollar aplicable como punto de partida en diversos campos adicionales como motores de búsqueda especializados, asistentes de voz basados en lenguaje natural, o incluso Open Source Intelligence (OSINT) aplicada a marketing o sociología.

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Autor: Edgar Saavedra Darriba

Directora: Asunción Santamaría Galdón

This Master Thesis aims to offer an easy way for metering power consumption at electric lines without the need of encroaching electric installations. Since the main objective is providing a simple manner to monitor electric consumption remotely, the device proposed in this Master Thesis will be self- powered thank to inductive energy harvesting techniques —taking advantage of the magnetic fields inducted around the electric lines themselves. This yields to attaining a very low power consumption for the microcontroller and peripherals as well as a clever energy management system due to the energy harvested being extremely low.
First, a deep research on low power modes (LPM) for the microcontroller will be done to reach the lowest energy intake possible. This is a crucial factor in the project owing to the fact that the lower the consumption, the more flexibility on the design of the device. The microcontroller’s behaviour shall be in bursts as the energy available from the magnetic fields is not enough to drive a full processor continuously in time. This means an energy storage system will be required in sync with a dynamic firmware for the microcontroller.
For this reason, according to the available energy, the microcontroller must behave one way or another changing the period of measurements, the period of wireless transmissions, etc.
Second, several measures on how much energy will be available to harvest from the magnetic fields will be carried out to study the viability of the project. Taking for granted that this will be accomplished, the next stage is designing the power management and storage electronics in order to fulfil the microcontroller’s minimum power demand, as said before. This system will use a battery and a capacitor to manage the incoming power in the most effective manner. Also, it must be able to provide the microcontroller with enough power in compliance with its needs.
Finally, the proper firmware for the microcontroller will be developed in conformity with the available energy resources, as well as the wireless transmission protocol. This firmware must be able to handle the above-stated resources and change its behaviour automatically to satisfy the system constraints. It must ensure that the energy present in the storage element never drops to zero as the device might remain futile.
Carrying out all these stages and blending things together, a fully functioning, autonomous metering device will be ready to use. This development will keep track on power consumptions without the necessity of either altering current electric installations or deploying feeding and data lines for the metering devices themselves. This consumptions record can help us save energy by enhancing our habits at the same time that we are aiding the environment by reducing pollution.

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Autor: Silvia Calatrava Sierra

Directora:  Ana María Ugena Martínez

El objetivo de este TFM es el de generar un sistema que determine la presencia o ausencia de estrés en un grupo de muestras generadas a partir de un conjunto de señales electromiográficas obtenidas a través de un estudio acerca del estrés emocional agudo en estudiantes.
Este sistema de detección de presencia o ausencia de estrés agudo incluye el proceso de obtención de datos (medidas fisiológicas), el preprocesado de la señal EMG obtenida, el proceso de extracción y selección de características y el proceso de clasificación propiamente dicho que se desarrollará a partir de técnicas y algoritmos de Deep Learning tales como las Deep Feedforward Networks o las Convolutional Neural Networks.

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