The work deals with the issue of indoor positiong system in the enviroment of the Android operating system, based on the efficient standard Bluetooth Low Energy, with conjunction of bluetooth beacons. The outcome of master‘s thesis is system topology, description of its components, standards needed for his creation and finally construction of the system.

This project has been carried out in, and under the supervision of the Mobile Services Laboratory at the department of Communication Systems, KTH. The task was to explore the technical specifics of the iBeacon technology and its practical limitations in terms of reliability and device placement. In plain text; how close the beacons can be placed to allow for reliable isolation of the pertinent beacon. The main method of reaching the set goal was data capture at certain key positions around the mounted beacons. The resulting data was processed, analyzed and visualized to provide an accessible overview. The measurements and data analysis resulted in fairly concrete data that most of all highlights the very real limitations, and also a word of caution regarding stretching the actual limitations of such a basic technology as it actually is. / Projektet har utförts på, och under överseende av Mobile Services Laboratory på avdelningen Kommunikationssystem vid KTH. Syftet med projektet var att utforska och undersöka de tekniska detaljerna kring iBeacon-teknologin samt dess praktiska begränsningar gällande dess tillförliglighet och fysiska placering av enheterna. I klartext; hur nära iBeacon-enheterna kan placeras samtidigt som en accepterbar nivå av tillförlitlighet gällande separation av den relevanta enheten kan nås. Huvudmetoden som användes för att nå målet var datainsamling på nyckelpositioner runt de monterade enheterna. Framtagen data behandlades, analyserades och visualiserades för att kunna framställa överblickbar data. Mätningarna och dataanlysen resulterade i konkret data som framförallt lyfter de de verkliga begränsningarna för teknologin, samt ett varningens ord om vilka problem som potentiellt kan uppstå när en såpass grundläggande teknik används på ett sätt den eventuellt inte är avsedd för.

This thesis explores the possibilities of constructing an indoor positioning system based on Bluetooth Smart technology. Two non-trainable trilateration approaches and two trainable fingerprinting were implemented and evaluated at Mobiento's offices in Stockholm, Sweden. A trilateration approach is based on finding a sought location based on known distances towards know locations, at least three locations and distances are needed. A fingerprinting approach is based on creating a radio map, which describes transmission signals within the room, towards different transmitters. A set amount of coordinates are assigned a fingerprint. These are then used as reference points for a sought location. For each major approach, trilateration and fingerprinting, a weighted approach is conducted. These approaches are evaluated in a disturbance free environment in term of accuracy, implementation and setup. In terms of accuracy, the non-weighted fingerprinting approach performs slightly better than the weighted fingerprinting approaches. Both of these are more accurate than the trilateration approaches. When it comes to implementation and setup, the trilateration algorithms impose less cost. These allow for better scalability when the indoor environment becomes larger.

Målet med detta examensarbete är att utreda de möjligheter som erbjuds vid introduktion av närvarodetektion och ett kommunikativt nätverk för vanliga vägguttag. Detta har undersökts med införandet av ett trådlöst nätverk med Smartphone styrning. En förundersökning har genomförts undersökandes de eventuella besparingar som kan göras genom att reducera standby-förluster i hushåll. Undersökningen ledde till slutsatsen att standby-energi står för en onödigt hög del av den totala energiförbrukningen i moderna hushåll. En prototyp med syftet att utvärdera genomförbarheten och nyttan av närvarodetekterande, styrbara och nätverkade strömuttag har designats och konstruerats. För kontroll av nätverket har även en mjukvaruprototyp för Smartphones tagits fram i programspråket Symbian C++. Informationsnätverket är baserat på Bluetooth-teknologi. Funktionaliteten hos den färdiga prototypen visar att det förslagna konceptet som sådant är fullt genomförbart men att blåtandstekniken har vissa begränsningar som måste arbetas runt för att få tillfredställande prestanda inom nätverket. / The aim of this master thesis has been to investigate the possibilities made available with the introduction of user awareness and network capabilities to an ordinary wall socket. This is done by the usage of wireless network construction and Smartphones for control of said network. A preliminary investigation was performed regarding the possible gains of reducing standby power consumption in households. The investigation concluded that standby power consumption stands for an unnecessary high part of the total energy consumption of a modern household. A prototype with the purpose of evaluating the feasibility and use of user aware, controllable and networked power sockets has been designed and constructed. An application using Symbian C++ deployed on a Smartphone has been developed for control and configuration of the network. The information network is based on Bluetooth technology. The functionality of the finished prototype shows that the proposed concept is fully realizable but that the Bluetooth technology has some inherent limits that need to be worked around in order to achieve satisfying network performance.

Dagens smarta enheter bygger nuförtiden allt mer på att ständigt hålla sig uppkopplade till allt inom dess omgivning. Industrier och hem innehåller alltmer små batteridrivna sensorer samt enheter som kommunicerar med varandra, dock är detta en begränsning när det gäller räckvidden av en enhet. Målet med denna uppsatsen är att undersöka användarbarhet av nya funktioner inom Bluetooth, samt belysa fördelar och nackdelar vilket kan uppstå med respektive teknologi när det gäller förlängd räckvidd. Vidare utfördes en jämförelsestudie, med målet att framföra skillnader för hur Bluetooth Mesh skiljer sig gentemot de andra Mesh teknologierna.Resultatet av denna uppsatsen visar att Bluetooth Mesh och Long-range har diverse svagheter och styrkor när det gäller olika användningsområden. Överföring av data med en högre hastighet och ett måttligt avstånd skulle vara tillräckligt för Long-range, medan Bluetooth Mesh anpassar sig mer för en större täckning och lättare dataöverföringar. / The smart devices of today are more and more dependent on being constantly connected to everything in its surrounding. Industries and homes contain more and more small battery powered sensors and devices, communicating with each other. However, there is a limitation when it comes to the range coverage of a device. The purpose of this thesis is to investigate the usefulness of the new features mesh networking and extended range for Bluetooth, as well as highlight the pros and cons that may exist with respective extended range technologies. Furthermore, a theoretical comparative study was conducted, with the aim of presenting some of the differences between Bluetooth Mesh and other common Mesh technologies. The results show that both Bluetooth Mesh and Long-range have strengths and weaknesses when it comes to different use cases. Transferring data with a bit higher throughput and a moderate distance would be suitable for a Long-range purpose, while Bluetooth Mesh is more suitable for a larger coverage and lighter data transfer.

Detta är ett kandidatexamensarbete i mekatronik där ett elektroniskt hänglås med Bluetooth designas, konstrueras och utvärderas. Forskningsfrågorna som besvaras lyder enligt följande: Hur kan de mekaniska delarna utformas och integreras med elektroniken för en enkel och pålitlig konstruktion av ett elektroniskt hänglås? Vilka användningsområden är fördelaktiga för ett elektroniskt hänglås med Bluetooth? En prototyp av hänglåset designas i CAD och produceras sedan med hjälp av 3D-printing. Den elektroniska kretsen styrs av en Arduino Nano, som kontrollerar en servomotor, vilken i sin tur vrider låsmekanismen. Tester utförs på prototypens batteritid, Bluetooth-räckvidd och mekanism. Testerna visar att prototypen har en batteritid på 27 timmar, en- Bluetooth-räckvidd på 8 meter och en mekanism som fungerar felfritt. Utöver detta identifieras en rad brister angående låsets säkerhet och funktionalitet. Således visar undersökningen att ett elektroniskt hänglås med Bluetooth-funktion kan konstrueras på ett enkelt och pålitligt sätt, men slutsatsen dras att dess användnings områden begränsas tilllåsning under korta perioder där bekvämlighet är högre prioriterat än säkerhet. / This is a bachelor’s thesis in mechatronics where an electronic padlock is designed, constructed and evaluated. The research questions for the thesis are: How can the mechanical parts be designed and integrated with the electronics to create a simple and reliable construction of an electronic padlock? What use cases are advantageous for an electronic padlock using Bluetooth? A prototype of the padlock is designed in CAD and produced using 3D-printing. The electronic circuit is controlled by an Arduino Nano, which controls a servo motor, which in turn operates the locking mechanism. Tests are conducted on the prototype's battery, Bluetooth-range and mechanism. The tests show that the prototype has a battery-life of 27 hours, a Bluetooth range of 8 meters and a mechanism that works without fail. Additionally a number of fl aws are identified with the prototype, both regarding its security and functionality. The research thus shows that an electronic padlock using Bluetooth is possible to create in a simple and reliable way, but the conclusion is drawn that its use cases are limited to locking things during short periods, where user comfort is prioritized above security.

Simning är en sport där små marginaler har stor inverkan på resultatet. I OS-finalen 2008 vann Michael Phelps över Milorad Čavić med en hundradels sekund. För att få marginalen på sin sida behöver simmaren träna otaliga timmar. I dagsläget har Kungliga Tekniska Högskolan inte en bra prototyp för att testa, utvärdera och mäta en simmares träning. Att kontinuerligt under ett helt träningspass få mätvärden som kan användas för att förbättra simtekniken skulle kunna ge en stor fördel. Målet med det här examensarbetet är att utvärdera möjligheten att utveckla en metod för att mäta dessa värden. Metoden som valdes var att med en IMU och mikrokontroller mäta rörelser. En jämförelseanalys gjordes mellan mikrokontrollers för att ge plattformen bästa utvecklingsmöjligheter. Efter resultatet från jämförelseanalysen införskaffades de två olika mikrokontrollers som hade störst potential och dessa två jämfördes vidare. Därefter utvecklades flera möjliga designer för plattformen med störst potential som kan användas för att kvantifiera simträning. Resultatet blev två funktionella protyper som uppfyllde de krav som ställdes. Framtida utveckling skulle vara att testa och utvärdera plattformarna vidare och hitta andra sporter och användningsområden. / Swimming is a sport where small margins can have a big impact on the result. In the 2008 Olympic finals Michael Phelps won over Milorad Čavić by one hundredth of a second. To get the margin on their side, the swimmers need to practice countless hours. Currently, the Royal Institute of Technology does not have a good prototype for testing, evaluating, and measuring a swimmer's training. Continuously getting measured values during an entire training session that can be used to improve a swimming technique could provide a great advantage. The aim of this thesis is to evaluate the possibility of developing a method for measuring these metrics. The method chosen was to measure movements using an IMU and microcontroller. A comparison analysis was made between microcontrollers to provide the platform with the best development opportunities. Following the results of the comparison analysis, two different microcontrollers with the greatest potential were acquired and these two were further compared. Subsequently, several possible designs were developed for the platform with the greatest potential that can be used to quantify swim training. The result was two functional prototypes that met the requirements. Future development would be to test and evaluate the platforms further and find other sports and areas of use.

Denna rapport beskriver ett kandidatarbete som genomfördes i kursen TDDD96 Kandidatprojekt i programvaruutveckling år 2023. Den produkt som framställdes under projektet är en webbapplikation för felsökning av informationsskyltar via Bluetooth och arbetet genomfördes med en agil arbetsmetodik. Syftet med denna rapport är att förklara hur projektgruppen arbetade under kandidatprojektet och skapade värde för kunden, samt att belysa både tekniska lärdomar och andra erfarenheter som projektgruppen fick under arbetet. Rapporten beskriver överförbar kunskap gällande projektarbeten respektive utveckling med Bluetooth som kan vara användbar i framtida projekt. För att dokumentera erfarenheter, skapa värde för kunden och förbättra arbetsprocessen under projektet genomfördes mätningar, testning, informationssamling, prototypframställning och utvärderingsmöten i form av retrospektiv och en muddy-cards-utvärdering.  Projektgruppen har utvecklat en webbapplikation som använder sig av Web Bluetooth API för att hämta en godtyckligt stor fil givet att användaren skriver in dess sökväg i felsökningsapplikationen. För att skicka filer av godtycklig storlek delas de upp i paket som alla skickas separat. En av de främsta fördelarna med det använda API:t är att ingen nedladdning eller installation krävs men en stor nackdel är att det inte är kompatibelt med alla webbläsare. Vidare har erfarenheter såsom för- och nackdelar med mobbprogrammering, vikten av olika sprintlängder, antal scrum-möten samt uppdelning av arbete dokumenterats. Under projektet har det även visats att en systemanatomi hjälper utvecklare att dela in och se kopplingar mellan olika delar i ett system samt att kundmöten är centrala för att säkerställa att en beställd produkt är av värde för kunden.

The decreasing cost of web-enabled smart devices utilizing embedded processors, sensors, and wireless communication hardware have created an optimal ecosystem for the Internet of Things (IoT). IEEE802.15.4, IEEE802.11ah, WirelessHART, ZigBee Smart Energy, Bluetooth (BT), and Bluetooth Low Energy (BLE) are amongst the most commonly used wireless standards for IoT systems. Each of these standards has tradeoffs concerning power consumption, range of communication, network formation, security, reliability, and ease of implementation. The most widely used standards for IoT are Bluetooth, BLE, and Zigbee. This paper discusses the vulnerabilities in the implementation of the PHY and link layers of BLE. The link layer defines the scheme for establishing a link between two devices. Scanning devices are able to establish communication with other devices that are sending advertising packets. These advertising packets are sent out in a deterministic fashion. The advertising channels for BLE, specified by the PHY layer, are Channels 37, 38, and 39, at center frequencies 2.402, 2.426, and 2.480 GHz, respectively. This scheme for establishing a connection seems to introduce an unintentional gap in the security of the protocol. Creating and transmitting tones with center frequencies corresponding to those of the advertising channels, a victim BLE device will be unable to establish a connection with another BLE device. Jamming a mesh network of BLE devices relies on this same concept. The proposed jamming system is an inexpensive one which utilizes the following hardware. Three individual synthesizers, a microcontroller (MCU), Wilkinson power combiner, power amplifier, and antenna, integrated on a single PCB, are used to transmit a 3-tone signal. Due to the unprecedented nature of the COVID-19 pandemic, necessary adjustments were made to the jammer system design. In the first modified jamming scheme, a single synthesizer evaluation board, power amplifier, and antenna, are used to transmit jamming tones in the form of a frequency hop. Limitations of the frequency hop approach necessitated a second modified scheme. In this second scheme a synthesizer and two Software Defined Radios (SDR), connected to a personal computer, continuously generate three individual jamming tones. The proposed jammer and the modified ones all classify as constant jammers as the transmission of jamming signals is continuous. Both modified jamming schemes are tested. The results of jamming using the second modified scheme validate the objective of simultaneous jamming of the advertising channels of BLE devices. The success of the modified scheme enables the original goal of creating a relatively inexpensive custom PCB for BLE advertising channel jamming. By exploiting the weakness of the BLE protocol, the hope is to have the governing body for Bluetooth, Bluetooth Special Interest Group (SIG), improve security for the future releases of BLE.

Syftet med detta arbete är att undersöka om det är möjligt att upptäcka om ett barn fallit i vattnet. För att undersöka det har ett system har utvecklats för att upptäcka ett fall i vatten har skett, med hjälp av en smartklocka och smarttelefon. Systemet består av en algoritm för att upptäcka fall i vatten och två applikationer, en på smartklockan och en på smarttelefon. Applikationen på smartklockan implementerar algoritmen som utvecklats under arbetet för att upptäcka om ett fall i vatten har skett och skickar det vidare till den uppkopplade smarttelefonen. Vid detektion av ett fall i vattnet varnas föräldern via sin smarttelefon. Arbetet resulterade i att algoritmen tillförlitligt kunde upptäcka om ett fall i vatten har skett. / The purpose of this paper is to investigate the possibility of detecting if a child has fallen into a pool. To investigate this a system has been developed, using a smartwatch and smartphone. The system contains an algorithm to detect falls in water and two applications has been developed, one on the smartwatch and the other on the smartphone. The application on the smartwatch implements the algorithm to detect if a fall in water has occurred and communicates this with the smartphone. When a fall in the water is detected the parents gets an alert on their smartphone. The work resulted in an algorithm which can reliably detect a fall in water.