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Publikationen

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Erstellt: Wed, 02 Dec 2020 23:04:38 +0100 in 0.0761 sec


Hein, Anna;
Validierung eines Sensorik-Konzeptes zur quantitativen Bewertung von Lateral-Flow-Teststreifen. - Ilmenau. - 129 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Diese Masterarbeit untersucht die quantitative Bewertung von medizinischen Lateral-Flow-Teststreifen (LFTs). Die Auswertung erfolgt anhand eines optischen Messprinzips. Es wird auf verschiedene Messverfahren eingegangen. Diese werden entworfen, aufgebaut, getestet und bewertet. Durch die Messverfahren wird die ideale Beleuchtungswellenlänge bestimmt, eine optimierte Versuchsanordnung gefunden und ökonomische Aspekte bei der Konstruktion des Messaufbaus berücksichtigt. Die Erkenntnisse der Voruntersuchungen werden zur Entwicklung eines Sensorik-Konzeptes genutzt. Die individuell angefertigte Beleuchtungs- und Sensoreinheit des Sensorik-Systems umfasst lediglich zwei Leuchtdioden und vier Photodioden. Das System besteht außerdem aus einer eigens dafür entwickelten analogen Auswertungsschaltung und einem mechanischen Blendenbauteil. Die Blendenöffnungen des Bauteils dienen der Fokussierung des Lichts auf ausgewählte Messbereiche auf den LFTs. Das Blendenbauteil wurde speziell für diesen Messaufbau konstruiert und mithilfe eines 3D-Druckers gefertigt. Für die finale Messung stehen zehn LFTs mit unterschiedlich ausgeprägten Messlinien zur Verfügung. Anhand des entwickelten Sensorik-Systems ist eine Unterscheidung dieser LFTs in sieben Quantisierungsstufen möglich. Die variierenden Linienpositionen auf den LFTs und die damit einhergehenden Schwierigkeiten bei der Positionierung der LFTs im Messaufbau sind derzeit der begrenzende Faktor für die Messgenauigkeit des Systems. Eine Verbesserung der LFTs und entsprechende Optimierungen am Messaufbau können die Quantisierungsstufenanzahl mehr als verdoppeln. Die theoretisch maximal erreichbare Anzahl an Quantisierungsstufen dieses Sensorik-System beträgt circa das 20-Fache an Stufen. Insbesondere die geringe Bauteilanzahl und der miniaturisierte Messaufbau heben das erarbeitete Sensorik-System von bereits bestehenden Kameraauswertungssystemen ab. Es kann als Grundlage für die industrielle Fertigung eines kostengünstigen Einweg-LFT-Messsystems genutzt werden.



Dupleich, Diego; Müller, Robert; Skoblikov, Sergii; Luo, Jian; Del Galdo, Giovanni; Thomä, Reiner;
Multi-band double-directional 5G street canyon measurements in Germany. - In: 2019 European Conference on Networks and Communications (EuCNC). - Piscataway, NJ : IEEE, (2019), S. 123-127

https://doi.org/10.1109/EuCNC.2019.8801951
Shala, Mendrit;
On-demand quality-of-service for crucial vehicle-to-pedestrian communication. - Ilmenau. - 76 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

In den letzten Jahren haben die Fahrzeug-zu-Fußgänger (V2P) Kommunikationssysteme bei mehreren Interessengruppen, von der Wissenschaft über Normungseinrichtungen bis hin zur Industrie, zunehmend an Bedeutung gewonnen. V2P-Kommunikationssysteme bieten mehrere Komfortapplikationen, vor allem aber Anwendungen zur Erhöhung der Sicherheit von ungeschützten Verkehrsteilnehmern (VRU) im Straßenverkehr. Bis es aber zum Einsatz von V2P-Sicherheitsanwendungen im Straßenverkehr kommen kann, muss vorerst noch einigen zentralen Problemen in der Forschung nachgegangen werden. In städtischen Szenarien, in denen der Verkehr besonders dicht ist, sind Überlastungen des Kommunikationsnetzes ein großes Problem. Diese werden durch den regelmäßigen Austausch von Sicherheitsmeldungen zwischen Fahrzeugen und VRUs verursacht, was die Zuverlässigkeit dieser Kommunikation beeinträchtigt. Für ein Fahrzeug und einen Fußgänger, die unmittelbar vor einem Unfall stehen, ist es jedoch gerade wichtig, zuverlässig zu kommunizieren, und so den Unfall vermeiden zu können. Als mögliche Lösung dieses Problems stellt diese Arbeit ein neues On-Demand-Quality-of-Service Framework vor. Es verwendet einen neuen Mechanismus, der benachbarte (also die Gefahrensituation umgebende) Knoten (Fahrzeuge und Fußgänger) über den nahenden Unfall informiert und sie auffordert, die Priorität ihrer Sicherheitsmeldungen vorübergehend zu verringern. Um diese Anforderung zu vermitteln, wird eine neue Nachricht entworfen sowie ein Mechanismus zur Verarbeitung der neuen Nachricht und ein Mechanismus zur Senkung der Priorität von Nachrichten beim Empfänger. Das vorgestellte Framework basiert auf dem System "Dedicated Short Range Communication/Wireless Access in Vehicular Environments" (DSRC/WAVE) und ist rückwärtskompatibel mit seinen Protokollen. Es wird durch Simulationen validiert, bei denen mehrere Simulationswerkzeuge eingesetzt werden. Die Leistungsanalyse des Frameworks wird unter Berücksichtigung des Packet Delivery Ratio (PDR) von Sicherheitsmeldungen zwischen Fahrzeug und Fußgänger, die kurz vor einem Unfall stehen, beobachtet. Die Simulationsergebnisse zeigen eine signifikante Erhöhung der Zuverlässigkeit der Kommunikation zwischen akut unfallgefährdetem Fahrzeug und Fußgänger, und bestätigen damit, dass das vorgestellte Framework eine wertvolle Quality-of-Service Lösung sein kann.



Hellweg, Bastian;
Bestimmung der Feuchte von Gewebebahnen mittels Ultra-Breitband-Radar. - Ilmenau. - 108 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erarbeitung und Validierung eines Konzeptes zur Bestimmung der Feuchte von Gewebebahnen mittels Ultra-Breitband-Radar, wobei der Kennwert der Feuchte einen Anteil an Wasser im Material beschreibt. Wasser verfügt über eine hohe Permittivität im Frequenzbereich der Mikrowellen, sodass sich trockene und feuchte Stoffe unterschiedlich im elektromagnetischen Wechselfeld verhalten. Weiterhin hängt die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen jedoch von vielen weiteren Einflussfaktoren ab, welche unter realen Einsatzbedingungen zeitlichen Änderungen unterliegen können. Um dennoch den Wassergehalt anhand der Messergebnisse bestimmen zu können, ist eine geeignete Auswertung der Messdaten erforderlich. Dazu wird ein Messaufbau entworfen, welcher sich den realen Einsatzbedingungen möglichst annähert. Für das geschaffene Messszenario wird ein physikalisches Modell entwickelt, um die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen zu beschreiben. Auf dessen Grundlage wird ein komplexes Regressionsmodell verwendet, um trotz der parasitären Einflüsse den Wassergehalt der Gewebebahnen schätzen zu können. Als breitbandige Mikrowellen-Sensoren werden m-Sequenz-Geräte angewendet, welche im Frequenzbereich von ca. 3 bis 10 GHz arbeiten.



Rolapp, Georg;
Universelles Monitoring in vermaschten Weitverkehrsfunknetzen zum Einsatz im Katastrophenfall. - Ilmenau. - 199 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

In Kommunikationsnetzwerken ist das Monitoring des Zustands der Kommunikationsverbindungen genauso wichtig, wie das Überwachen der kommunizierenden Geräte und die Verfügbarkeit der angebotenen Dienste. Vermaschte Weitverkehrsfunknetzwerke sind im Katastrophenfall schnell einsetzbar. Verbreitete Monitoring-Systeme sind häufig für den Einsatz in Unternehmensnetzwerken ausgelegt. In Funknetzwerken werden andere Anforderungen an das Monitoring gestellt. Das Monitoring-System sollte möglichst keine negativen Auswirkungen auf die Datenraten des überwachten Netzwerks haben. Sensordaten sollten u.a. zusätzlich zu den üblichen System-Metriken gesammelt werden können. Eine umfangreiche Visualisierung und Alarmierung beim Überschreiten von Schwellwerten ist essentiell. Die Eignung von verbreiteten Monitoring-Systemen für den Einsatz in vermaschten Weitverkehrsfunknetzwerken im Katastrophenfall wird in dieser Arbeit untersucht. Es werden die Grundlagen und Eigenschaften dieser speziellen Funknetzwerke beschrieben und reale Umsetzungen aufzeigt. Für den Vergleich werden Anforderungen und Metriken definiert. Verschiedene Monitoring-Systeme, die durch ihre Eigenschaften hervorstechen, werden vorgestellt. Die modernen quell-offenen und frei verfügbaren Monitoring-Systeme Icinga2 und Prometheus, welche die meisten definierten Anforderungen erfüllten, wurden in einem Testsystem installiert und qualitativ funktional sowie quantitativ anhand von Messungen verglichen. Obwohl die untersuchten Lösungen sehr unterschiedliche Ansätze verfolgen, konnte je nach Einsatz-Szenario und entsprechender Konfiguration beiden Systemen eine Eignung nachgewiesen werden.



Yatchev, Ivan; Balabozov, Iosko; Brauer, Hartmut; Gueorgiev, Vultchan;
Computer modeling and experimental verification of a hybrid electromagnetic system with magnetic flux modulation. - In: 2019 16th Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems (ELMA) : ELMA 2019 : proceedings : 6-8 June 2019, Varna, Bulgaria.. - [Piscataway, NJ] : IEEE, (2019), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1109/ELMA.2019.8771639
Li, Fanbo;
Recherche und Implementierung von "Synthetic Aperture Radar"-Algorithmen. - Ilmenau. - 74 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

In diesem Artikel stellen wir die Einschränkungen des traditionellen Radars vor. So wurde Synthetic Aperture Radar (SAR) eingeführt. Wir haben zuerst ein 3D SAR-Modell gebaut. Da das 3D Ultraschall-Modell jedoch dem SAR-Modell ähnelt, haben wir auch ein 3D Ultraschall-Modell erstellt und die beiden Modelle verglichen. Wir haben dann sieben SAR-Algorithmen untersucht. Wir werden alle im Fall von 3D erklärt. Da 3D gut funktioniert, muss auch 2D passieren. Diese sieben Algorithmen sind jeweils Back-Projection (BP) Algorithmus, Delay-and-Sum (DAS), Optical Algorithmus, Time Domain Correlation (TDC) Algorithmus, Synthetic Aperture Focusing Technique (SAFT) Algorithmus, Fast Iterative Shrinkage Thresholding (FISTA) Algorithmus und Orthogonal Matching Pursuit (OMP) Algorithmus. Der DAS-Algorithmus muss berechnet werden, nachdem alle Messungen abgeschlossen sind. Der BP-Algorithmus verbessert dies und kann in der Messung berechnet werden. Die Geschwindigkeit des optischen Algorithmus hängt davon ab, wie viel Fokus eingestellt ist. Der TDC-Algorithmus ist ein genauer, aber zeitraubender Algorithmus. Der SAFT-Algorithmus ist gut fokussiert, aber die Berechnungen sind komplex. Der FISTA- und OMP-Algorithmus kann auch gut fokussiert sein, die Iteration ist jedoch komplex und zeitaufwändig. Als nächstes untersuchten wir die Cuda-Beschleunigung. Wir haben vorgestellt, wie Cuda im Matlab angewendet wird. Wir haben zwei Algorithmen beschleunigt: den BP-Algorithmus und den SAFT-Algorithmus. Der BP-Algorithmus wurde erfolgreich beschleunigt. Leider konnten wir den SAFT-Algorithmus nicht beschleunigen. Zum Schluss geben wir die Simulationsergebnisse verschiedener Algorithmen an. Aufgrund der Begrenzung des Papierformats geben wir jedoch nur die Simulationsergebnisse des BP, SAFT, Optical und TDC-Algorithmus mit den Simulationsdaten an. Außerdem werden die Simulationsergebnisse von BP, SAFT und TDC-Algorithmen unter realen Daten angegeben.



Stegner, Johannes; Fischer, Michael; Gropp, Sebastian; Stehr, Uwe; Müller, Jens; Hoffmann, Martin; Hein, Matthias;
Highly integrated RF-MEMS multi-frequency oscillator on a silicon-ceramic composite substrate. - In: 2019 IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS). - [Piscataway, NJ] : IEEE, (2019), S. 782-785

https://ieeexplore.ieee.org/document/8700986
Fomin, Alexander; Bräunig, Sylvia;
A wireless sensor system for traffic flow detection based on measurement of earth's magnetic field changes. - In: 2019 8th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO) : including ECYPS '2019 : Budva, Montenegro, June 10th-14th, 2019 : proceedings.. - Piscataway, NJ : IEEE, (2019), insges. 4 S.

https://doi.org/10.1109/MECO.2019.8760134
Al Saad, Majd;
A defence mechanism for defeating forged packets attack in Software Defined Networking (SDN). - Ilmenau. - 53 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Software Defined Networking (SDN) ist ein neues Netzwerkschema, das hohe Flexibilität und einfache Verwaltbarkeit von Computernetzwerken bietet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Netzwerken, entkoppelt SDN die Steuerungsebene von den Netzwerkgeräten. Durch die Entkopplung ermöglicht SDN eine einfache Verwaltung von Netzwerkressourcen und die Bereitstellung von Netzwerkanwendungen. Daher eignet sich SDN für eine hohe Bandbreite, damit die heutigen Anwendungen eine gute Leistung erbringen können. Obwohl SDN großen Erfolg bringt, sind verschiedene Sicherheitslücken in der Struktur von SDN und im OpenFlow-Protokoll aufgetreten. Controller in SDN ist logisch zentralisiert und hat eine globale Sicht auf das Netzwerk, wodurch das Risiko besteht, dass der Controller gefährdet wird. Der SDN-Controller ist für die Planung des gesamten Netzwerkverkehrs verantwortlich. Andererseits sind die Netzwerkressourcen in SDN relativ begrenzt. Somit hat SDN eine begrenzte Verarbeitungskapazität. Daher dringen Angreifer in das Netzwerk ein und überlasten Ressourcen und Verarbeitungskapazität. In dieser Arbeit wurden verschiedene SDN-Schwachstellen untersucht sowie die aktuellen Erkennungs- und Abschwächungsmechanismen von gefälschten Paketangriffen in SDN untersucht. Darüber hinaus, wird ein neuer Abwehrmechanismus gegen böswillige Benutzer eingeführt, um einen gefährdeten SDN-Controller vor nicht authentifizierten Benutzern und die Netzwerkressourcen und -dienste vor Erschöpfung zu schützen. Ein simuliertes Modell wurde in der Ryu-Steuerung mit Unterstützung der Hardwareerweiterung in der Mininet-Simulationsumgebung implementiert. Die Ergebnisse unseres Ansatzes zeigen Leistungsverbesserungen und zeitliche Komplexität im Vergleich zum vorherigen Ansatz. Unsere erweiterte Lösung bietet einen gegenseitigen Schutz für gefährdete Controller und für gefährdete Erweiterungen. Außerdem erkennt sie böswillige Benutzer effizient im Netzwerk und reduziert sie so schnell wie möglich.