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‣ Sensores e actuadores baseados em polímeros piezoeléctricos

Castro, H. F.
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em 13/02/2007 Português
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Dissertação de Mestrado em Electrónica Industrial, área de Especialização em Automação e Robótica.; Há cerca de 100 anos, Jacques e Pierre Curie confirmaram a existência do efeito piezoeléctrico em cristais de quartzo. Nos últimos 50 anos os sensores piezoeléctricos provaram ser uma ferramenta versátil na medida de vários processos. Actualmente, são usados na determinação de pressão, aceleração, deformações ou forças na qualidade, controlo de processo e desenvolvimento entre diferentes industrias. Muitos materiais piezoeléctricos também tem propriedades piroeléctricas e/ou ferroeléctricas, estas propriedades atraíram a atenção sobre os polímeros sintéticos orgânicos por causa da sua flexibilidade e o seu fácil fabrico. Polímeros que contém dipolos moleculares cujo alinhamento pode ser alcançado quando aplicado um campo eléctrico (CC) e que podem ser mudados quando se aplica uma tensão mecânica, exibem propriedades piezoeléctricas e piroeléctricas. Alguns cristais não-polares que não possuem respostas piroeléctricas e piezoeléctricas macroscópicas podem ser transformados na forma polar quando aplicado um forte campo eléctrico, tornando o cristal responsivo a actividades eléctroactivas. O polímero orgânico Poli(Fluoreto de Vinilideno)...

‣ An optical fiber sensor for the detection and monitoring of cracks in reinforced concrete structures

Benard, Abraham Diaz de León
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Tese de Doutorado
Publicado em 10/09/2007 Português
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Tese de Doutoramento em Engenharia Civil - Área de Conhecimento de Estruturas; Advances in the emerging fiber optic sensing technology have contributed to the recent development of innovative systems for health monitoring of civil engineering structures. The main reasons for this development are the reduced weight and dimensions of fiber optic sensors, the strong immunity to electromagnetic interference, the improved environmental resistance and the scale flexibility for small-gage and long-gage measurements. Researchers at the Massachusetts Institute of Technology and Brown University have proposed a method for the detection and monitoring of cracks in concrete structures. The method is based on a distributed optical fiber microbending sensor called the sensor plate. The proposed sensor does not require prior knowledge of the crack locations, which is a significant advancement over existing crack monitoring techniques. Moreover, several cracks can be detected, located and monitored with a single fiber. The basic design of the sensor is a polymer sheet containing an embedded inclined fiber that is coupled to a structure. The sensor principle is that cracking in a structural member leads to cracking in the polymer sheet which induces fiber bending leading to optical power loss. Monitoring the backscattered signal within the fiber provides crack location and opening size. This thesis provides an overview of the challenges in the development and improvement of the sensor plate...

‣ Efficient aggregate computations in large-scale dense wireless sensor networks

Pereira, Nuno Alexandre Magalhães
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Tese de Doutorado
Publicado em 10/09/2010 Português
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Tese de doutoramento em Informática; Assuming a world where we can be surrounded by hundreds or even thousands of inexpensive computing nodes densely deployed, each one with sensing and wireless communication capabilities, the problem of efficiently dealing with the enormous amount of information generated by those nodes emerges as a major challenge. The research in this dissertation addresses this challenge. This research work proves that it is possible to obtain aggregate quantities with a timecomplexity that is independent of the number of nodes, or grows very slowly as the number of nodes increases. This is achieved by co-designing the distributed algorithms for obtaining aggregate quantities and the underlying communication system. This work describes (i) the design and implementation of a prioritized medium access control (MAC) protocol which enforces strict priorities over wireless channels and (ii) the algorithms that allow exploiting this MAC protocol to obtain the minimum (MIN), maximum (MAX) and interpolation of sensor values with a time-complexity that is independent of the number of nodes deployed, whereas other state-of-the-art approaches have a time-complexity that is dependent on the number of nodes. These techniques also enable to efficiently obtain estimates of the number of nodes (COUNT) and the median of the sensor values (MEDIAN). The novel approach proposed to efficiently obtain aggregate quantities in large-scale...

‣ Remote vital signs monitoring based on wireless sensor networks

Fernández-López, Helena
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Tese de Doutorado
Publicado em 09/12/2011 Português
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Tese de doutoramento em Líderes para as Indústrias Tecnológicas; Governmental and private institutions face a major challenge to provide quality health care to a population consisting of a growing number of elderly and chronically ill patients. According to the World Health Organization, in 2006, the total global health expenditures exceeded US$ 4 trillion and are rising in the majority of countries including Portugal which, during 2006, expended 9.9% of its gross domestic product in health care. The use of remote vital signs monitoring systems increases the probability of early detection of risky situations, allows frequent monitoring of in-patients, elderly and chronically ill patients, and streamlines the work of health professionals. However, at present, these systems are expensive, complex and employ obtrusive sensors, which limit their application to intensive care units and cardiac intermediate care units. This work is part of a project that aims to design, prototype and evaluate a remote vital signs monitoring system based on the IEEE 802.15.4 and ZigBee protocols, which allow the development of small low-power sensors. The prototype system comprises electrocardiogram/heart rate and axillary thermometer sensors...

‣ Desenho e otimização do processo de fabrico de um biossensor piezoelétrico de base polimérica

Monteiro, T. S.
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2011 Português
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Dissertação de mestrado em Micro e Nanotecnologias; A constante aposta na melhoria da qualidade de vida humana, particularmente no ramo da Saúde e Medicina, tem proporcionado o desenvolvimento de técnicas e metodologias que permitam a geração de produtos mais eficientes, baratos e úteis. Um dos casos recentes de sucesso consiste na aplicação dos domínios da Física, Quimíca, Biologia, Ciências dos Materiais e Engenharia para o desenvolvimento de dispositivos portáteis de análise de fluídos biológicos. Estes dispositivos têm a capacidade de fornecer uma resposta in situ sobre o conteúdo a analisar, dispensando-se o transporte da amostra para um laboratório de análises, o que poderia demorar dias. Atualmente, existem inúmeros dispositivos de análises comercialmente disponíveis ou descritos na literatura. A maior parte destes dispositivos baseiam-se em (bio)sensores e muitos desses biossensores baseiam-se no efeito piezoelétrico. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um biossensor piezoelétrico, sensível a variações de massa, cujo elemento transdutor é o Polifluoreto de vinilideno e trifluoroetileno, PVDF-TrFE, um polímero piezoelétrico de fabrico e implementação relativamente simples e com baixos custos de produção. Neste trabalho foram criados vários protótipos utilizando técnicas como Pulverização Catódica por Magnetrão para a deposição de Titânio como elemento condutor e Spincoating para a deposição de PVDF-TrFE. A polarização do elemento transdutor foi realizada recorrendo-se a métodos de Polarização por Pratos Paralelos e por Descarga Corona. As propriedades das amostras foram estudadas por Medidas Elétricas de 4 pontas...

‣ Photonic platform for bioelectric signal acquisition on wearable devices

Fernandes, Mariana de Sousa
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Tese de Doutorado
Publicado em 12/03/2012 Português
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Programa doutoral em Bioengenharia; Among all physiological functions, bioelectric activity may be considered one of the most important, since it is the backbone of many wearable technologies used for health condition diagnostic and monitoring. The existent bioelectric recording devices are difficult to integrate on wearable materials, mainly due to the number of electrical interconnections and components required at the sensing places. Photonic sensors have been presented in the medical field as a valuable alternative where features like crosstalk and attenuation, electromagnetic interference and integration constitute a challenge. Furthermore, photonic sensors have other advantages such as easy integration into a widespread of materials and structures, multiplexing capacity towards the design of sensing networks and long lifetime. The aim of this work was to develop a multi-parameter bioelectric acquisition platform based on photonic technologies. The platform includes electro-optic (EO) and optoelectronic (OE) stages, as well as standard filtering and amplification. The core sensing technology is based on a Mach-Zehnder Interferometer (MZI) Modulator, which responds to the bioelectric signal by modulating the input light intensity. Only optical fibers are used as interconnections...

‣ Convergência entre dispositivos móveis e redes de sensores sem fios

Leroux, Sébastien
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2013 Português
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Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Comunicações; As redes de sensores sem fios, apesar de terem um papel muito importante em áreas tão distintas como a saúde, o ambiente, a domótica, etc., possuem várias restrições que as impedem de serem mais eficientes e mais abrangentes. Esta dissertação tem como objetivo analisar a forma como algumas destas limitações podem ser ultrapassadas através do uso de dispositivos móveis, implementando módulos exemplificativos da integração destas duas tecnologias. O primeiro módulo é um programa que permite aumentar o alcance de uma rede de sensores sem fios, aproveitando a variedade de interfaces de comunicação que um dispositivo apresenta. Este software foi implementado num smartphone HTC utilizando o sistema operativo Windows Mobile. O segundo módulo é uma aplicação que exemplifica a complementaridade entre as redes de sensores sem fios e os dispositivos móvel. A aplicação é um sistema de deteção de quedas, em que o dispositivo móvel lê os dados provenientes da rede de sensores e aciona um alarme em caso de queda do utilizador. O dispositivo sensor utilizado é baseado num acelerómetro de três eixos. O algoritmo de deteção de quedas e respetiva interface com o utilizador foram implementados em Matlab. Os resultados obtidos nos testes efetuados sugerem que o sistema pode funcionar com poucas falhas na monitorização de pessoas em que as movimentações são limitadas...

‣ Sistema de localização através de ondas de som no interior de edifícios

Albernaz, Andreia Filipa Guerra
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Publicado em //2013 Português
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Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Comunicações; Com a evolução de robôs de utilização doméstica, caminha-se a largos passos para uma era onde o suporte a certas camadas da sociedade, nomeadamente os idosos ou pessoas com incapacidade ou dificuldade de locomoção, poderão ser acompanhados e assistidos por máquinas a todo o momento para as mais variadas tarefas do quotidiano. Um dos aspetos mais importantes com a utilização destas máquinas é a forma de as chamar aquando da necessidade de ser prestado um qualquer serviço (trazer uma bebida por exemplo). A forma atualmente utilizada passa pelo recurso a um controlo remoto, com funcionamento por infravermelhos ou por rádio frequência, que necessita da utilização de uma bateria. Infelizmente, estas baterias perdem o seu nível de energia incapacitando o funcionamento do dispositivo de chamamento. Por forma a ultrapassar esta limitação, a utilização de um dispositivo passivo que não necessita de qualquer tipo de alimentação é de todo aconselhável, mas que pode levantar outro tipo de problemas nomeadamente na localização do mesmo e por sua vez, da localização do chamador para lhe ser prestado o serviço. Nesta dissertação é proposta uma solução para este desafio...

‣ Development of piezoresistive sensors for biomedical applications

Correia, Vítor Manuel Gomes
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Tese de Doutorado
Publicado em 11/09/2013 Português
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Tese de doutoramento em Engenharia Electrónica Industrial e de Computadores; In the last decades there has been an increase in sensing systems applied in a variety of situations with a large variety of sensor ranges. This represents a growing area with high potential. One of the areas of sensor development that require a great deal of attention is the area of sensor for biomedical applications and biosensors. These sensors have to overcome a number of challenges and limitations inherent to the environment where they are introduced. These difficulties lead to the necessity of using new materials and new techniques for their construction together with the more traditional materials, e.g. silicon based, which have already proven their potential in this area. Among the various materials, polymers have proven to be a good choice, due to a set of advantages such as simple processing, flexibility and facility of being obtained in different shapes. Therefore it is interesting to fabricate polymer based piezoresistive sensors for functional coatings of implantable hip prosthesis. These sensors will allow coating the prosthesis and provide new functionalities to the implants such as the possibility to measure forces and deformations between the prosthesis and the bone and therefore improving the postoperative diagnostic. In this works...

‣ Router dual-radio para redes de sensores sem fios

Rodrigues, Rui Miguel Costa
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Publicado em //2013 Português
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Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Comunicações; As redes de sensores sem fios são cada vez mais utilizadas, tanto na indústria como em aplicações domésticas, muito devido ao grande desenvolvimento que têm sofrido nos últimos anos. Este desenvolvimento tem levado a que surjam novos sensores de baixo consumo, baixo débito, e baixo custo. A informação adquirida pelos sensores precisa de ser enviada para outros nós da rede (e.g., uma estação base ou um atuador). Em redes ZigBee, os routers tem a função de reencaminhar a informação para o destino, em topologias multihop, como malha e árvore. Isto tem um impacto sobre o desempenho, principalmente em aplicações que geram um tráfego elevado como é o caso do transporte de informação de eletrocardiografia (ECG), eletroencefalografia (EEG) ou postura (captura de movimentos). Nesta dissertação é feito o estudo, desenvolvimento e teste de um router dualradio 802.15.4/802.15.4 com o objetivo do aumento de desempenho de redes IEEE 802.15.4 e ZigBee, ou a extensão de protocolos single-hop, como o LPRT, para topologias multihop. A implementação é feita utilizando plataformas de hardware e software da Texas Instruments. Inicialmente é feita a análise do desempenho de uma rede ZigBee com topologia em estrela e com topologia em árvore com dois saltos...

‣ Sensorização, fusão sensorial e dispositivos móveis : contribuições para a sustentabilidade de ambientes inteligentes

Rosa, Luís Miguel Ferreira
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2013 Português
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Dissertação de mestrado em Engenharia Informática; A sustentabilidade está dependente das decisões que o ser humano toma no ambiente em que se envolve. Por outro lado, é necessário ter consciência sobre o impacto das suas ações no meio ambiente. O crescimento da tecnologia e da área científica de sistemas inteligentes tem sido cada vez maior, tornando-se parceiras do ser humano, e o seu potencial para Ambientes Inteligentes e sustentabilidade tem sido evidenciado nos últimos tempos. Para enriquecer a resposta do Ambiente Inteligente aos seus utilizadores poder-se-á recorrer a sensores dispostos no ambiente e à fusão sensorial e de informação. As recomendações e previsões produzidas têm como objetivo a avaliação e o estudo da sustentabilidade do ambiente, nomeadamente, da utilização equilibrada da energia. Dentro dos contextos de sensibilização, de prevenção das ações do utilizador e da sustentabilidade do ambiente em que o ser humano esteja inserido, existem outros objetivos a alcançar, nomeadamente, a fusão de informação como ferramenta na utilização em suporte tecnológicos. A necessidade de aliar este processamento de dados/informação ao desenvolvimento de um conjunto de plataformas que permitam ao utilizador perceber efeitos negativos ou positivos que as condições analisadas têm...

‣ Ciberagressões, adolescência e envolvimento parental; Cyber agressions, adolescence and parental involvement

Novo, Fábio Jorge Ribeiro
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Publicado em //2014 Português
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Dissertação de mestrado integrado em Psicologia; A crescente difusão das tecnologias de informação e comunicação conduz a uma maior visibilidade social de fenómenos relacionados com as agressões no ciber espaço, entre elas o ciberstalking. A presente investigação tem como intuito estudar o lado obscuro da comunicação interpessoal online entre os adolescentes, em particular, a taxa de perpetração de agressões no ciberespaço e cyberstalking, a presença de sobreposição de papéis (i.e., ser vítima e agressor) e as dinâmicas de supervisão e/ou envolvimento parental. O estudo foi conduzido junto de 627 adolescentes portugueses (12-16 anos) e 586 encarregados de educação. Os resultados refletem uma taxa de prevalência preocupante de agressões no ciber espaço, reforçando a tendência encontrada em estudos internacionais anteriores. Os dados encontrados documentam também a existência de uma elevada sobreposição de papéis entre vítimas e ofensores e a influência que os encarregados de educação podem ter no comportamento agressivo dos seus educandos adolescentes no meio virtual.; The increasing diffusion of information and communication technology leads to a greater social visibility of phenomena related to aggression in cyberspace...

‣ Desenvolvimento de matrizes de sensores piezoresistivos para aplicações avançadas; Development of matrices of piezoresistive sensors for advanced applications

Carvalho, Maria de Fátima Ribeiro
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2014 Português
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Dissertação de mestrado em Engenharia Mecatrónica; A utilização de compósitos baseados em matrizes poliméricas veio introduzir novas possibilidades na análise do comportamento dos materiais. Nos últimos anos, matrizes poliméricas reforçadas com materiais condutores tornaram-se materiais fundamentais para o desenvolvimento de componentes micro e nanoeletrónicos. As tecnologias eletrónicas assumiram um papel fundamental no apoio à aquisição de competências para as mais variadas áreas. O estudo realizado ao longo da dissertação consiste no desenvolvimento de sensores piezoresistivos baseados em compósitos poliméricos, na sua caracterização e estudo do seu desempenho. Foram desenvolvidos compósitos formados por um termoplástico elastómero (TPE, do inglês thermoplastic elastomer) estireno-butadieno-estireno (SBS, do inglês styrenebutadiene- styrene), com a incorporação de nanotubos de carbono. A combinação destes materiais resulta em materiais com propriedades elétricas apropriadas para serem integrados em sistemas como sensores de deformação. Baseado no princípio de que as propriedades elétricas dos compósitos mudam quando sujeitos a deformações, foi testado experimentalmente o comportamento dos materiais/sensores quando submetidos a deformações elevadas. Os sensores piezoresistivos foram obtidos através de diferentes métodos de impressão...

‣ Plataforma integradora de serviços em tempo real baseada em tecnologia OSGi

Brandão, João Pedro Almeida
Fonte: Universidade do Minho Publicador: Universidade do Minho
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2013 Português
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Dissertação de mestrado em Engenharia Informática; Este projeto tem o objetivo principal de melhorar a qualidade de vida de pessoas idosas, com deficiências físicas ou psicológicas. Quando ficam em casa sozinhas são privadas de uma vida autónoma e ativa o que leva à necessidade de uma monitorização continua. Tendo em consideração a crescente disponibilidade de dispositivos interativos num ambiente doméstico abre-se uma porta para necessidade de sistemas de integração e fusão de sensores. Uma plataforma inteligente de monitorização capaz de comunicar com os vários dispositivos prova a sua utilidade ao ser capaz de tornar as pessoas mais autónomas proporcionando aos familiares e amigos mecanismos de monitorização ajustados conforme o perfil do utilizador em caso de ausência. Pretende-se desenvolver um sistema que possa ser implementado num dispositivo central que estabeleça a comunicação entre os diferentes dispositivos e sistemas electrónicos, seja capaz de integrar serviços em tempo real e registe o seu estado em determinado momento. Tem o intuito de aproveitar todos os aparelhos e serviços que as pessoas já possuem, evitando assim um gasto monetário exagerado tendo em conta o estado económico existente e a capacidade monetária dos utilizadores. Estes sistemas electrónicos ou dispositivos podem ser...

‣ Routine prenatal screening for HIV in a low-prevalence setting

Patrick, D M; Money, D M; Forbes, J; Dobson, S R; Rekart, M L; Cook, D A; Middleton, P J; Burdge, D R
Fonte: PubMed Publicador: PubMed
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 20/10/1998 Português
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BACKGROUND: The objectives of this study were to assess the effect of British Columbia's June 1994 guidelines for prenatal HIV screening on the rate of maternal-fetal HIV transmission and to estimate the cost-effectiveness of such screening. METHODS: The authors conducted a retrospective review of pregnancy and delivery statistics, HIV screening practices, laboratory testing volume, prenatal and labour management decisions of HIV-positive women, maternal-fetal transmission rates and associated costs. RESULTS: Over 1995 and 1996, 135,681 women were pregnant and 92,645 carried to term. The rate of HIV testing increased from 55% to 76% of pregnancies on chart review at one hospital between November 1995 and November 1996. On the basis of seroprevalence studies, an estimated 50.2 pregnancies and 34.3 (95% confidence interval 17.6 to 51.0) live births to HIV-positive women were expected. Of 42 identified mother-infant pairs with an estimated date of delivery during 1995 or 1996, 25 were known only through screening. Of these 25 cases, there were 10 terminations, 1 spontaneous abortion and 14 cases in which the woman elected to carry the pregnancy to term with antiretroviral therapy. There was one stillbirth. One instance of maternal-fetal HIV transmission occurred among the 13 live births. The net savings attributable to prevented infections among babies carried to term were $165...