Erweiterung des Praktikumversuchs "Bluetooth". - 106 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013
Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Überarbeitung des existierenden Bluetooth-Praktikumversuchs im Fachgebiet Kommunikationsnetze der Technischen Universität Ilmenau. Das ursprüngliche Praktikum verwendet veraltete Soft- und Hardware zur Versuchsdurchführung. Dieser Umstand macht es erforderlich, den aktuellen Stand dieser Technologie zu recherchieren. Zudem werden Schwachstellen in der bisherigen Versuchsanleitung aufgedeckt und überarbeitet. Nach umfangreicher Auseinandersetzung mit der Bluetooth-Technologie und deren neuen Eigenschaften in der aktuellen Version, erfolgt die Auswahl eines geeigneten Protokollanalysators für die Analyse der Bluetooth-Verbindungen und deren Visualisierung. Darüber hinaus ist es notwendig, Möglichkeiten für anwendbare Versuchsaufgaben zu entwerfen. Im praktischen Teil werden diese Aufgaben dann implementiert, getestet und überarbeitet oder verworfen falls erforderlich. Des Weiteren ist sowohl die Anfertigung zweierlei Versuchsanleitungen, für die Studenten sowie für den Praktikumsbetreuer, als auch die Durchführung von Testreihen mit geeigneten Probanden vorgesehen. Die abschließende Evaluierung der Testreihen führt gegebenenfalls noch zu einer Überarbeitung der Aufgabenstellungen und Versuchsanleitung beziehungsweise zur Bekanntgabe von Verbesserungsvorschlägen. Am Ende ist ein neuer, aktueller und verbesserter Praktikumversuch Bluetooth einsatzbereit.
Assistance system service development using a message-oriented middleware. - 76 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012
In dieser Arbeit wird beschrieben, wie Android-Anwendungen für ein Assistenzsystem, das eine Message-Oriented Middleware (MOM) verwendet, entwickelt werden können. MOM wird dabei aufgrund seiner Asynchronität und der Möglichkeit der Wahl des Kommunikationswegs sowie der Transformation als Programmiergrundlage verwendet. Für die Kommunikation wurde das Advanced Message Queuing Protocol (AMQP) ausgewählt, weil dieses eine vollständige Interoperabilität bietet. MAMMAS AMQP erweist sich hierbei als erfolgreicher Kandidat für die Realisierung des Assistenzsystems als Anwendung für das Betriebssystem Android. Es werden verschiedene Software Entwicklungsprozesse und -modelle (wie das Wasserfallmodell, das Spiralmodell, agile Software-Entwicklung, das Code & Fix-Modell sowie das inkrementelle und das iterative Modell) diskutiert. Die Android-Anwendung in dieser Masterarbeit wurde wegen ihrer Flexibilität und Eignung für kleine Projekte nach dem agilen, dem inkrementellen und dem iterativen Modell entwickelt. Um die Fähigkeit von Android zur Ad-hoc Kommunikation zu testen, wurde ein Bild transfer über Bluetooth realisiert. Darüber hinaus wurden Android-Anwendungskomponenten für folgende Anwendungsfälle entwickelt: Chat, Benutzer-Lokalisierung, Benutzermonitoring, Notruf und Bluetooth Datenübertragung. Die Arbeit kann in zwei logische Teile gegliedert werden. Der erste Teil behandelt das für die in der Arbeit behandelten Themen notwendige Hintergrundwissen. Im zweiten Teil wird gezeigt, wie die Konzepte, die im ersten Teil diskutiert wurden, in Android implementiert werden können, sodass am Ende daraus Schlussfolgerungen abgeleitet werden können. Alle Anwendungskomponenten wurden in eine einzigen Anwendung mit einer konsistenten Benutzeroberäche integriert, die über einen "Preferences"-Menüpunkt verfügtund durch ein Passwort geschützt ist.
Dynamische Softwarekomponentenverwaltung einer Kommunikationsmiddleware. - 53 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012
Ziel dieser Masterarbeit ist die Entstehung eines Verwaltungssystem zur automatischen individuellen An- und Abmeldung verschiedener Gateways. Die Gateways sollen sich zur Laufzeit dynamisch im System registrieren können, ohne das Gesamtsystem neugestartet werden zu müssen. Demnach gliedert sich die Arbeit in 2 Teile. Erstens in die Recherche über verschiedene Verfahren zum dynamischen Komponentenmodell und die Unterschiede zwischen relationale Datenbankschnittstelle und objektrelationale Datenbankschnittstelle. Zweitens in die Konzeption und Umsetzung eines optimalen dynamischen Software Verwaltungssystems. Im ersten Teil werden 4 Ansätze recherchiert: CORBA, Jini, EJB, und OSGi. Anhand ausgewählter Kriterien, wie z.B. Plattformunabhänigkeit, Kapselung und Versionierung werden sie anschließend miteinander verglichen. OSGi wird letzendlich gewählt, da OSGi die neueste und optimalste Variante ist. Die Vor- und Nachteile von verschiedenen Datenbankschnitstellen werden auch berücksichtigt. Eine relationale Datenbank ist leichter zu realisieren, aber bei einer objektorientierten Progammierung hat objektrelationale Datenbank einen klaren Vorsprung. Mit Hilfe von einer Objekt Relational Mapping- (ORM)Software, wie z.B. EclipseLink oder Hibernate sei dies kein großes Problem mehr. Im zweiten Teil wird ein Konzept zur Verwaltung verschiedener Kommunkationsgateways erläutert. Hierbei stellt ein zentrales Element der Middleware einerseits eine Schnittstelle zum Assistenzsystem zur Verfügung und andererseits übernimmt dieses Modul die Verwaltung der einzelnen Gateways. Die Kommunikation zwischen der zentralen Schnittstelle und den Kommunikationsgateways soll ausschließlich über die vorhandene Message Oriented Middleware (MOM), in diesem Fall Advanced Message Queuing Protocol (AMQP), erfolgen. Die notwendige Speicherung vorhandener Informationen durch das zentrale Modul soll auf Basis der objektrelationalen Datenbankschnittstelle erfolgen.
Konzeption und Realisierung eines mobilen Erfassungssystems für Infrastrukturdaten von Wanderwegen. - 42 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Wandern ist in Deutschland eine immer beliebtere Freizeitbeschäftigung geworden. Um den Erwartungen an qualitativ hochwertigen Wanderwegen gerecht zu werden, ist es die Aufgabe der jeweiligen Besitzer, für eine fortlaufende Überwachung, Pflege und Instandhaltung der Wege Sorge zu tragen. Für die Planung und Realisierung dessen wird in dieser Arbeit ein Programm der Firma SEI zur mobilen Erfassung von Wegdaten auf Grundlage von GPS Daten vorgestellt. Es wird untersucht, inwiefern es für die geforderten Aufgaben geeignet ist. In den sechs Kapiteln werden neben der Vorstellung des erwähnten Programms die allgemeinen Anforderung an solch ein System erläutert, die möglichen Fehlerquellen der GPS Technologie betrachtet, sowie ein Konzept zur programmiertechnischen Umsetzung erstellt. Weiterhin werden Konzepte erörtert, die bei Ausfall des GPS Signals die Robustheit des Systems weiter gewährleisten können. Hierfür werden bereits vorhandene Projekte geprüft, ob sie dem aktuellen Konzept hinzugefügt werden können. Dabei wird zum Einen die Verwendung von zusätzlichen Sensoren für die Messung von Weglängen in Betracht gezogen, als auch der Einsatz von Geoinformationssystemen, aus denen man manuell genäherte Koordinaten beziehen kann.
Hybrid spectrum sharing in dynamic spectrum access. - 64 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012
Radiofrequenzknappheit ist eines der katastrophalen Probleme in der Wireless-Branche für die Zukunft der Kommunikation. Verschiedene Ursachen für die Frequenzknappheit wurden identifiziert. Industriebranchen behaupten jedoch, dass dieses Problem wegen der Spektrum-Politik entsteht, die sehr unflexibel für dynamische Änderungen in der Industrie ist. In Reaktion auf diese kündigte die FCC an, dass die Frequenzknappheit nicht ein dauerhaftes Problem ist und dies würde durch Anheben der strengeren an den primären Benutzer aufgetragenen Vorschriften behoben werden. Die aktualisierte Richtlinie erlaubt dem primären Benutzer Untervermietung ihrer lizenzierten Spektrum und folglich schaffte mehrere Technologien, die es ermöglichen, das Spektrum effizienter zu nutzen. Dynamic Spectrum Access ist ein solches Konzept, das unter den Forschern und der Industrie sehr gut empfangen wurde. Dynamic Spectrum Access Prozess vorschlug eine Reihe von Regelungen, um das Spektrum zugreifen. Dennoch konzentrierten sich Forscher hauptsächlich auf Schemen, wie Overlay Spektrum Sharing und Underlay Spektrum Sharing. Overlay Spektrum Sharing nutzt die Spektrumslöcher und besetzt das ungenutzte Spektrum. Underlay Spectrum Sharing ermöglicht Koexistenz von sekundären Anwendern mit gleichzeitigem Schutz für die primären Benutzer durch eine Interferenzeinschränkung und Pflege von Quality of Service. In unserer Forschungsarbeit haben wir einige vorhandene Spektrum Sharing Techniken studiert und schlugen ein neuartiges Schema vor, die wir als Hybrid Spektrum Sharing Scheme nannten. Hybrid Spektrum Sharing Scheme kombiniert bereits vorhandene oben genannte Spektrum Sharing Methoden und verwendet beide Schemen gleichzeitig anstatt separat. Durch den Einsatz der Systeme zusammen, wird System-Durchsatz verbessert. Wir haben unser Modell mit der Verwendung von Continuous Time Markov Chain enwickelt. Interaktionen von primären und sekundären Benutzern wurden mit der Anwendung der Continuous Time Markov Chain modelliert. Wir haben unsere Arbeit bestätigt und präsentiert in Form von Diagrammen. Unser Schema legt einen Grundstein für weitere Arbeit auf dem Gebiet und kann verbessert und umgesetzt werden.
Auswertung der Sensordaten eines Smartphones zur Positionsbestimmung und zum Personenmonitoring. - 83 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012
Modern smartphones are equipped with several sensors, to collect lots of information about the user and his environment. Many applications and services on smartphones can benefit from this information, to raise their effectiveness. A service which is used frequently on smartphones is navigation. Until now, smartphones can locate their position by using GPS or mobile networks. Those methods have some serious disadvantages. This work focuses on an approach to determine users location by using built-in sensors. By detecting steps and directions, positioning can be done completely independent from GPS, without getting serious inaccuracy. The application has been launched in the Google PlayStore and can be downloaded by many Android smartphones. A second app has been developed to show the benefit in the need of monitoring of persons. By determing users position and detecting critical activities like a fall and by sending the collected information to a server, the usage of smartphone sensors can support the monitoring of persons significantly.
Linkabrissprädiktion zur Handoverentscheidung in drahtlosen Netzen. - 52 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde das Thema "Linkabrissprädiktion zur Handoverentscheidung in drahtlosen Netzen" untersucht. Betrachtet wird speziell die Linkabrissprädiktion. Im Fachgebiet Kommunikationsnetze wurde die Roaming-Enabled Architecture (REACH) entwickelt. Sie dient dazu, einen nahtlosen Wechsel zwischen Netzen jeglicher Art zu ermöglichen. Dazu wird mit Hilfe von Ausreissererkennung und linearer Regression ein in der Zukunft liegender wahrscheinliches Abrisszeitpunkt berechnet. Ziel dieser Diplomarbeit war es zu prüfen, ob mit anderen mathematischen Verfahren besserer Prädiktionsergebnisse erzielt werden können. Es wurden zunächst die Bayessche Statistik und Partikelfilter betrachtet, da dies als ein vielversprechender Ansatz erschien. Da dies aus Zeitgründen nicht zu einem Ergebnis führte, wurde die Statistik der durchgeführten Messreihen zur Prädiktion benutzt. Mit Hilfe der vorkommenden Übergangswahrscheinlichkeiten in diesem Datensatz wird die Prädiktion auf einer Eingangsmessreihe durchgeführt. Am Ende werden die Ergebnisse graphisch dargestellt.
Konzept eines JMS Gateways zur Verarbeitung von Daten medizinischer Geräte. - 81 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Es gibt unterschiedliche Kommunikationsprotokolle und Datenstrukturen, die die Kommunikation zwischen unterschiedlichen Geräten ermöglichen. Um die Daten in einheitlichen Strukturen darzustellen und die Interoperabilität und Kommunikation zwischen den Geräten von unterschiedlichen Herstellern zu ermöglichen, spielen die Standards und Protokolle eine große Rolle. Die große Vielfalt verschiedener Anwendungsfälle für medizinische Geräte unterschiedlicher Hersteller hat die Folge, dass sich eine heterogene Umgebung von medizinischen Anwendungsfällen entwickelt hat. Wegen der Besonderheiten jedes medizinischen Anwendungsfalls ist es nicht einfach, diese zu homogenisieren. Eine Vielzahl unterschiedlicher Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle wie z.B. DICOM -HL7 -GDT -Innity -XML -XDT -ADT -BDT -D2D - EDIFACT - KVDT -LDT -PAD -SCIPHOX -VCS etc. stehen für die Datenübertragung zwischen medizinischen Messgeräten und verschiedenen medizinischen Informationssystemen wie Krankenhausinformationssystemen (KIS) und Arzt-Praxis-Systemen zur Verfügung. Die Zielsetzung dieser Arbeit war die Realisierung eines Gateways am Beispiel eines Kommunikationsprotokolls zum Auslesen der generierten medizinischen Messdaten der jeweiligen Geräten. Nach entsprechender Aufarbeitung werden diese bzw. weitere auf deren Basis aggregierte Daten mittels der Kommunikationsmiddleware (JMS-Nachricht) an ein Assistenzsystem weitergeleitet. Am Beispiel eines Alarmmanagementsystems werden die Alarmsignale (Alarmmesswerte) von der Alarmquelle empfangen und als SMS-Nachricht oder E-Mail an die zuständige Person bzw. an das Assistenzsystem weitergeleitet.
Entwurf und Implementierung eines Flottenmanagement Web-Interface für Elektrorollstühle. - 118 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Das Fraunhofer IOSB - AST hat zusammen mit der Otto Bock Mobility Solutions GmbH ein Fernwartungs- und Flottenmanagementsystem auf Basis der Technologien GPRS und GPS entwickelt. Es dient dazu, die E-Rollstühle aus dem Hause Otto Bock von einer Servicezentrale aus parametrieren zu können sowie den aktuellen Systemzustand zu analysieren. Darüber hinaus kann zeitzyklisch auf Positions und Statusinformationen der Rollstühle zugegriffen werden. In dieser Diplomarbeit wird die Planung, Konzeption und Programmierung einer Webanwendung beschrieben, die eine Verwaltung und Auswertung von E-Rollstuhl-Fernwartungsmodulen ermöglicht. Die Anwendung wurde in verschiedene Bereiche untergliedert, um den Zielgruppen Hersteller, Händler und Endanwender eine individuelle Sicht auf das System zu geben. Für die Programmierung wurden verschieden Technologien verglichen und geeignete, wie z.B. das PHP-basierte "Zend Framework" und die JavaScript-Bibliothek "jQuery", ausgewählt. Das Ergebnis der Arbeit ist eine funktionsfähige und skalierbare Software, die neben der Visualisierung von Positions- und Statusinformationen, auch Distributionsstrukturen, die durch den Verkauf und die Nutzung von Fernwartungsmodulen entstehen, abbildet.
Nutzung eines Smartphones als Rückkanal für digitalen Rundfunk. - II, 81 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Enth. außerdem: Thesen
Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Nutzung eines Smartphones als Rückkanal für herkömmlichen Fernsehrundfunk, da sich Fernsehstandards, wie DVB-RCS/C/T oder HbbTV, zum Senden von Daten bisher nicht durchgesetzt haben bzw. nicht umgesetzt wurden. Demnach soll das Smartphone über das Internet einen Rückkanal zum Fernsehrundfunk bilden, um Buchungsinformationen senden zu können. Die Idee dabei ist eine über das Fernsehbild eingeblendete optische Marke mit dem Smartphone abzufotografieren, diese zu interpretieren und die Buchung in Form einer Nachricht mit einer auf dem Smartphone gespeicherten Nutzer-ID an eine vom Kommunikations-Middleware zu senden. Demnach gliedert sich die Arbeit in zwei Teile. Erstens in die Recherche, die Anforderungsanalyse und die Wahl einer geeigneten optischen Marke. Zweitens in die praktische Umsetzung, die das Dienstbuchungssystem sowohl auf der Client- als auch auf der Server-Seite behandelt. Im ersten Teil wurde nach Charakterisierung und Kategorisierung von optischen Marken eine Anforderungsanalyse für eine geeignete Marke durchgeführt. Die sich daraus ergebenden Codes, Code-128, Data Matrix und QR Code wurden in einer praktischen Testreihe gegenübergestellt. Die Wahl fiel letztendlich auf den QR Code, da sich dieser bzgl. des Leseabstands und des horizontalen Betrachtungswinkels am flexibelsten vom Fernsehgerät auslesen lässt. Der zweite Teil bezieht sich auf die praktische Umsetzung des Dienstbuchungssystems. Als Smartphone Betriebssystem wurde das von Google entwickelte Android OS verwendet. Zum Scannen des QR Codes wurde die Android App ZXing Barcode Scanner benutzt, die auf der Open-Source ZXing Bildverarbeitungsbibliothek basiert. Die buchbaren Dienstleistungen werden auf einem mySQL-Server zentral gespeichert. Die Dienstbuchung erfolgt durch das Senden einer Nachricht an eine Middleware namens openMQ. Da Android zur Dienstabfrage und -buchung keine externen SQL-Anfragen unterstützt und kein JMS Interface implementiert hat, wurde ein Universal Message Service (UMS) und ein PHP-Skript zur Server-Seite hinzugefügt. Diese beiden Zwischeninstanzen fungieren dabei jeweils als ein RESTful Interface, womit der Android Client mittels einfacher HTTP-Nachrichten mit dem Dienstbuchungssystem kommunizieren kann.