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In this paper, a low-cost hardware solution for signal conditioning in underwater acoustic communications systems is present. It allows the detection of PPM and FSK modulations and can be reconfigured or adapted to the working frequencies of the final acoustic application. The proposed solution is particularly relevant for acoustic monitoring systems requiring large-scale deployments., Peer Reviewed

This work presents the implementation of an acoustic localization system that can work either with ranges or bearings. The algorithm is based on factor graphs and uses the information gathered from acoustic landmarks to estimate their position and the AUV pose without previous knowledge of their locations., Peer Reviewed

In addition to the potential global impact of climate change on marine ecosystems, the extensive use of high-impact fishing methods is a primary catalyst for benthic biodiversity degradation in the Mediterranean Sea. Implementing fishery no-take zones (FNTZs) emerges as a key measure for the sustainable recovery and management of overexploited stocks and habitats. To identify appropriate geographical scales for their implementation, it is crucial to understand the spatial connectivity of species and ecosystem functioning during long periods. Therefore, it is necessary to implement robust spatio-temporal multiparametric monitoring procedures, allowing the synchronous collection of biological (i.e., image-based), oceanographic and geochemical data. For this, we developed a spatial cooperative network of fixed (i.e., landers) and docked mobile (i.e., AUVs) platforms with wireless intercommunication capability (i.e., by acoustic modems). This system is designed for intelligent observation monitoring and mapping (i.e., AI-based recognition of species and bioturbation features) over extended periods with real-time, remote supervision and data transmission through the water column to an ASV., Peer Reviewed

Up until today, commercially available acoustic tags pose the inconvenience of lacking bidirectional communication capabilities. This implies that once deployed in the sea, they cannot be reconfigured in any way, limiting their potential applications and versatility. This paper aims to develop a firmware for an acoustic tag with bidirectional communication capabilities, enhancing its capabilities and versatility., Peer Reviewed

Resumen: El propósito general del proyecto llamado Algoritmos de la modulación por posición de pulso en entornos submarinos es desarrollar una herramienta potente para el estudio de distintos algoritmos que permita hacer pruebas en un entorno similar al fondo marítimo, esto logra reducir tiempos y cos-tes; se evitan los gastos y tiempo en hacer pruebas en el mar, sin una mínima garantía de éxito. El trabajo se basa en la modulación por posición de pulso, porque como unos de los objetivos es desa-rrollar algoritmos que consuman poca capacidad de procesado, una de las mejores modulaciones para eso, es la PPM. Se usará una herramienta de trazado de rayos, Bellhop. Con esta herramienta se podrá crear un canal submarino, indicando profundidades, velocidades del sonido en el agua, orografía del fondo marino, ángulos en los que incide los rayos, tanto en el fondo como en la superficie o el tamaño del oleaje. Con lo contado, se obtendrá la respuesta al impulso del canal submarino y a partir de ahí se desarrollarán algoritmos y sus pruebas correspondientes, para valorar su funcionamiento. Todo esto ha sido realizado con de lenguaje de programación Python, ha sido elegido por su potencia, cantidad de librerías para las comunicaciones y procesado de la señal y porque es un lenguaje que se está usando en el ámbito profesional y en proyectos de investigación. Las comunicaciones acústicas submarinas es un campo tecnológico que se está explotando actualmente. Los océanos y mares son aproximadamente el 71% de la superficie terrestre y son una fuente de riqueza. Las investigaciones marítimas se están llevando a cabo debido a la importancia de los océanos para el medio ambiente, la importancia del sector pesquero como fuente de alimento y riqueza para los países, los beneficios en el sector turístico, que está relacionado con el buen estado de mares y océanos, y, en casos más concretos como, la obtención de combustibles fósiles. Se han desarrollado tres algoritmos. Se han probado y o

Resumen: Una de las enfermedades más comunes y que más afecta a la sociedad es el Parkinson. Se trata de una enfermedad neurodegenerativa que principalmente afecta el control del movimiento. Otros síntomas son el deterioro cognitivo, los trastornos del sueño y mentales o las alteraciones sensoriales. Se caracteriza por el deterioro de las neuronas en el cerebro, concretamente en la sustancia negra, lo que conduce a una disminución de dopamina, manifestándose en síntomas motores característicos como el temblor en reposo y la rigidez. Hoy en día, la observación y el diagnóstico de pacientes con la enfermedad del Parkinson dependen de los criterios evaluados por un médico en el momento de la consulta y de la implicación del paciente documentando y comentando su estado. No existe un seguimiento constante del paciente para comprobar de forma más fiable su estado y generar un diagnóstico más adecuado y preciso. Para atender esta necesidad, el Grupo de Investigación en Instrumentación y Acústica Aplicada (I2A2) trabaja en este objetivo para poder ayudar a mejorar la calidad de vida de quienes padecen esta enfermedad. El principal objetivo del grupo de investigación es la creación de biomarcadores digitales para la evaluación del estado motor de los pacientes. Para lograrlo, se utilizan tecnologías no invasivas, como relojes inteligentes o smartwatches, para facilitar el seguimiento y evaluación continua en condiciones de “vida libre (free-living)” del estado del paciente. Antes de generar biomarcadores, es necesario obtener de manera continua datos que caractericen el estado motor del paciente. Este es el propósito general de este proyecto, el desarrollo de un sistema de adquisición de datos basado en un reloj inteligente comercial, con sistema operativo Android, para obtener datos del acelerómetro y giroscopio integrados en él. En el sistema también se integra una aplicación de clasificación de ejercicios guiados, con el objetivo de determinar el efecto de la actividad fí

To improve our understanding of how marine ecosystems function, it is crucial to quantify their processes using proper spatio-temporal multiparametric monitoring techniques. Science and innovative technologies must play a central role in developing the Blue Growth in a sustainable manner, where advances in enabling technologies such as remote sensing, modelling, AI and autonomous systems, will enhance our capacity to monitor and predict, assess and manage ecosystems. The PLOME project proposes a spatially adaptive, non-invasive, modular platform of independent and wirelessly connected benthic stations and AUVs to intelligently observe, monitor and map marine ecosystems, during long-lasting periods with real-time supervision. The monitoring solution has a simple deployment and is easy-to-move from an experimental site to another, without any cable installation, for coastal and deep water environments. Stations provide continuous and intensive temporal observation, while AUVs can provide such intensive measurement at spatial level, when they undock for a mission from a station in which they previously recharged batteries and transmitted information. The PLOME project will demonstrate the proposed concept in two scenarios. The first one, involves testing independent capabilities in a real deep-sea scenario, while the second one entails a oneweek demonstration in shallow water, where an AUV will be operated from a docking station. This paper describes the Girona 1000 AUV from the Universitat de Girona that will be used for the deep tests , conducted at depths ranging from 200 to 400 meters. The AUV will be used in cooperation with two fixed stations developed by the Universitat Politècnica de Catalunya. Acoustic communications and ranges between the AUV and the stations will be used to coordinate the AUV’s work and to improve its navigation. Optical communications will be used to transmit data to the stations gathered from the AUV observations. The AUV will integrate a, Peer Reviewed

Las redes inalámbricas son una forma de conexión entre diferentes nodos sensorizados cada vez más necesitada y solicitada para el desarrollo de soluciones de monitorización y de control y otras tecnologías en auge, en concreto se ha de destacar la tecnología de IoT, que, gracias a su gran crecimiento, se ha visto un gran desarrollo en este tipo de redes. Estas redes inalámbricas, debido a su naturaleza, suelen estar creadas por nodos y dispositivos de bajo coste con una elevada tendencia al fallo, por lo que es importante poder reponerse a estas caídas de nodos o enlaces. Para ello es crucial la elección de un protocolo de enrutamiento flexible y resilente para el despliegue de dicha red inalámbrica de sensores. Dentro de estos dispositivos de bajo coste, uno de los más populares en el mercado es el ordenador de placa única Raspberry Pi, el cual permite aprovechar desarrollos en código abierto que pueden ofrecer un gran abanico de soluciones software y hardware a bajo coste. En este proyecto, se ha desplegado una red inalámbrica experimental con nodos formados a partir de Raspberry Pi, y en la cual se han implementado y analizado una colección de protocolos a través de serie de pruebas para más tarde compararlos entre ellos. En la presente memoria se pretende explicar tanto las razones y el contexto tecnológico donde se desarrolla este proyecto de fin de grado, como la forma y el desarrollo de éste, para luego exponer unas conclusiones obtenidas a través de las pruebas y análisis realizados. Abstract: Wireless sensor networks are a form of connection between different nodes that is increasingly needed and requested for the development of other technologies on the rise, in particular IoT technology has to be highlighted, which, thanks to its great growth, has seen a great development in this type of networks. These wireless networks, due to their nature, are usually created by nodes and low-cost devices with a great tendency to fail, so it is important to be able to

© 2021 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works., Acoustic underwater tags are key devices to study marine animals and comprehend their patterns, which provide essential behavioural information for applying new conservation policies. At present, all the acoustic tags have a unidirectional communication protocol, which introduces important limitations for their localisation such as range measurement, and in situ reconfiguration. To solve these issues and improve the current state-of-the-art acoustic tags, a new bidirectional tag device is presented in this paper. This innovative tag will allow new studies and will open a wide tracking capability by using autonomous underwater vehicles and range-based algorithms. Here, the main architecture of the tag, and its characteristics are presented alongside the first laboratory tests, and the results obtained., This work received financial support from different research projects of the Spanish Ministerio de Economía y Competitividad (SASES: RTI2018- 095112-B-I00, RESNEP: CTM2017-82991-C2-1-R, and RESBIO: TEC2017-87861-R), of the Generalitat de Catalunya “Sistemas de Adquisición Remota de datos y Tratamiento de la Información en el Medio Marino (SARTI-MAR)” 2017 SGR 371. J. Navarro was funded by the Spanish National Program Ramón y Cajal (RYC-2015-17809). This project has also received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska-Curie - Individual Fellowship grant agreement AIforUTracking No 893089., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

© 2021 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works., Acoustic underwater tags are key devices to study marine animals and obtain information regarding their behaviour. This information is essential to increase our knowledge of oceanic species and implement efficient conservation policies. At present, all the acoustic tags have a unidirectional communication protocol, which introduces important limitations for their localization such as range measurement, and in situ reconfiguration. To solve these issues and improve the current state-of-the-art of acoustic tags, a new bidirectional tag device has been developed. This new tag will allow new studies and will open a wide tracking capability by using autonomous underwater vehicles and range-based algorithms. The main characteristics of the tag communications scheme such as the chosen modulation, its implementation and the communication protocol are presented on this paper. Also, the simulation software and the conclusions that lead to the initial prototype design are presented., This work received financial support from the Spanish Ministerio de Economía y Competitividad (contract TEC2017-87861-R project RESBIO, RTI2018-095112-B-I00 project SASES, and CTM2017-82991-C2-1-R project RESNEP), from the Generalitat de Catalunya “Sistemas de Adquisición Remota de datos y Tratamiento de la Información en el Medio Marino (SARTI-MAR)” 2017 SGR 371. J. Navarro was funded by the Spanish National Program Ramón y Cajal (RYC-2015-17809). This project has also received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska-Curie - Individual Fellowship grant agreement AIforUTracking No 893089., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

Presently, large cities have significant problems with noise pollution due to human activity. Transportation, economic activities, and leisure activities have an important impact on noise pollution. Acoustic noise monitoring must be done with equipment of high quality. Thus, long-term noise monitoring is a high-cost activity for administrations. For this reason, new alternative technological solutions are being used to reduce the costs of measurement instruments. This article presents a design for a versatile electronic device to measure outdoor noise. This device has been designed according to the technical standards for this type of instrument, which impose strict requirements on both the design and the quality of the device’s measurements. This instrument has been designed under the original equipment manufacturer (OEM) concept, so the microphone–electronics set can be used as a sensor that can be connected to any microprocessor-based device, and therefore can be easily attached to a monitoring network. To validate the instrument’s design, the device has been tested following the regulations of the calibration laboratories for sound level meters (SLM). These tests allowed us to evaluate the behavior of the electronics and the microphone, obtaining different results for these two elements. The results show that the electronics and algorithms implemented fully fit within the requirements of type 1 noise measurement instruments. However, the use of an electret microphone reduces the technical features of the designed instrument, which can only fully fit the requirements of type 2 noise measurement instruments. This situation shows that the microphone is a key element in this kind of instrument and an important element in the overall price. To test the instrument’s quality and show how it can be used for monitoring noise in smart wireless acoustic sensor networks, the designed equipment was connected to a commercial microprocessor board and in

En este trabajo de fin de carrera se procede a diseñar una pequeña pulsera electrónica de bajo coste, con la capacidad de medir las vibraciones en la muñeca y enviarlas a través de una conexión Wi-Fi. Este dispositivo se desarrolla con el propósito de hallar la función de transferencia mano-muñeca que servirá para realizar mediciones precisas de vibraciones que afecten al brazo con un acelerómetro situado en la muñeca. Las aplicaciones potenciales están orientadas al análisis del movimiento humano o al análisis de la exposición a vibraciones. Se ha desarrollado una aplicación Arduino para programar la pulsera que lee los datos de aceleración y los envía a PC conectado a la misma red de área local, donde se ejecuta otra aplicación implementada en Python que recibe los datos. Para configurar la frecuencia de muestreo de la pulsera se programa una página HTML que utiliza a la pulsera como servidor, donde se selecciona la frecuencia de muestreo. Antes de hallar la función de transferencia del sistema mano-muñeca, se procede a calibrar la pulsera mediante el procedimiento de calibración por comparación (back-to-back), que utiliza un sistema de precisión como referencia. Una vez calibrada la pulsera, se halla la función de transferencia mano muñeca. El diseño de la pulsera se realiza para que sea lo más económica posible, evitando costes innecesarios y permitiendo así ser fabricadas varias unidades para su posible uso en un futuro. El diseño también se realiza para que sea sencilla de programar, utilizando una plataforma Arduino de bajo coste. Además, se especifica que el sistema sea inalámbrico (wireless), para poder recuperar los datos de la pulsera en tiempo real y no necesitar de una memoria externa. Dadas estas características, el sistema pertenece a los grupos de tecnología wearable e IoT que están en auge en la actualidad. Dicha pulsera contará con un acelerómetro tipo MEMS de bajo coste y reducido tamaño, que utiliza un protocolo serie SPI para comunicarse con el

En la sociedad actual y viendo como avanzan las nuevas tecnologías se puede observar que todos los dispositivos están conectados entre si con diversas finalidades, desde la mejora de procesos de automatización industrial, hasta la previsión de un accidente. Este tipo de conexión de todos los dispositivos conectados entre si y, la tecnología que hay detrás de esa conexión conocida como Internet de las cosas o IoT por sus siglas en inglés (Internet of Things). El concepto de IoT fue creado en el MIT en el año 1999 donde se realizaban pruebas con sensores y la tecnología de radiofrecuencia (RFID). El número de dispositivos IoT crece de manera exponencial debido a su utilidad en la sociedad actual. En este proyecto se ha utilizado esta tecnología para la domotización de un hogar. Gracias a esta tecnología y a los dispositivos IoT, se ha diseñado un dispositivo dotado de una comunicación inalámbrica capaz de conectarse a un servidor y poder encender y apagar la iluminación de una habitación y saber en todo momento la temperatura y humedad que existe en esa habitación. Para que este dispositivo funcione de forma correcta y se pueda conectar a los distintos dispositivos tanto dentro del recinto como fuera de él (ordenadores, móviles, tabletas, ...) es necesaria una correcta y eficiente comunicación, para ello se ha optado por la utilización de una comunicación basada en la tecnología Wifi. El proyecto está compuesto de dos partes diferenciadas: Por un lado, una parte hardware donde se ha creado el dispositivo y testeado mediante la simulación y el análisis de las señales y, por otro lado, la parte software donde se ha diseñado y compilado un programa en el microprocesador que se encuentra en el dispositivo para dotarlo de la conectividad con sus diferentes sensores y con el recinto para su posterior domotización. Para la domotización del recinto se ha implementado un servidor que tiene integrado una página sencilla en HTML la cual permite saber en tiempo real la temperatur

Wearable technology has had a significant growth in the last years; this is particularly true of smartwatches, due to their potential advantages and ease of use. These smart devices integrate sensors that can be potentially used within industrial settings and for several applications, such as safety, monitoring, and the identification of occupational risks. The accelerometer is one of the main sensors integrated into these devices. However, several studies have identified that sensors integrated into smart devices may present inaccuracies during data acquisition, which may influence the performance of their potential applications. This article presents an analysis from the metrological point of view to characterize the amplitude and frequency response of the integrated accelerometers in three currently available commercial smartwatches, and it also includes an analysis of the uncertainties associated with these measurements by adapting the procedures described in several International Organization for Standardization (ISO) standards. The results show that despite the technical limitations produced by the factory configuration, these devices can be used in various applications related to occupational risk assessment. Opportunities for improvement have also been identified, which will allow us to take advantage of this technology in several innovative applications within industrial settings and, in particular, for occupational health purposes.

Changes in weather have a major influence on driving safety. On wet pavement, tyre grip is reduced and drivers must adapt their driving style accordingly. The correct operation of this adaptation mechanism depends on the perception the driver has of the asphalt status. Due to certain effects, this perception does not always correspond with reality. To improve this perception, it is essential to inform the driver about the asphalt status, efficiently and as quickly as possible. This could be achieved by installing an asphalt status detection system on the vehicle itself. The system could display asphalt status information in the vehicle’s console, allowing drivers to adapt their driving style accordingly.In this paper we propose an asphalt status classification system based on real-time acoustic analysis of tyre/road noise. The proposed system uses a practical approach that allows it to be integrated into a real vehicle. We present the system architecture used to measure the noise and the signal processing algorithms used for the classification of the asphalt state. A practical implementation of the proposed system has been developed and tested. For this preliminary prototype, only wet and dry asphalt states have been covered. Obtained wet/dry classification results have been reported, showing very high success rates.

La invención consiste en un sistema de captación sonoro que es capaz de detectar la activación de la reversa durante el aterrizaje de los aviones a partir de la detección e identificación de los sonidos producidos en el proceso. Así mismo, la invención incluye el procedimiento que debe seguirse con respecto a la ubicación de los sensores. La invención dotará a los aeropuertos de una herramienta con la que velar por el cumplimento de las normativas referidas a la activación de la reversa en materia de ruido y medio ambiente.

Environmental acidity is a key parameter in Cultural Heritage conservation issues since it has a direct impact on degradation of both exposed and stored materials. Unfortunately, most of the acidity sensors now available are electrodes, which are not able to measure pH in gaseous phases and, therefore, are not suitable for measuring the environmental acidity of the air. This paper describes the development of an interface electronic system designed for the practical application and using of environmental acidity sensors prepared by the Sol–Gel procedure. These chemical sensors were investigated previously. They have optical response: their color changes reversibly depending on the pH of the surrounding environment (air). A simple portable unit with a wireless ZigBee interface has been designed and developed to measure the environmental acidity in museums, showcases, store and exhibition rooms and several Cultural Heritage buildings. Main achievements of the interface electronic system have focused, on the one hand, on conversion of the optical signal of sensors into an electric current and, on the other hand, on the computer interfacing to obtain quantitative data of environmental pH. Quantitative data are obtained through the calibration curve of sensors and the software designed for managing the whole system.

Se describe un sistema para determinación de acidez ambiental basado en sensores que cambian su color en función del pH ambiental. El dispositivo objeto de la invención permite determinar el pH de ambiente mediante el uso de unas unidades lectoras que hacen pasar una radiación por el sensor cuando éste ha modificado sus características ópticas a consecuencia del pH del ambiente donde se encuentra ubicado.