Inom kanotsporten är synkronisering av paddeltag i en kanot med fler än en kanotist väldigt viktig för att uppnå en så hög hastighet som möjligt. Hans Rosdahl från Gymnastik- och Idrottshögskolan har därför gett i uppdrag att utveckla en mobilapplikation som ger respons till kanotisten som använder applikationen om dennes paddeltag är synkroniserad med frontkanotisten. En förstudie har därför utförts för att bland annat undersöka de olika sensoralternativen som fanns tillgängliga och en applikation inom operativsystemet Android har utvecklats. Applikationen ansluter sig till IMU-sensorer, Intertial Measurement Unit, som sitter på varje paddel och som mäter tröghetskrafterna för att bestämma orientering av sensorn. Applikationen tar emot IMU-data från sensorerna som sitter på användarkanotistens och frontkanotistens paddlar och varje sensor avgör när ett paddeltag har utförts genom orienteringen på sensorn. Denna sensordata som visar ett utfört paddeltag används för att beräkna tidsskillnaden är på paddeltagen från båda kanotister. När tidsskillnaden har räknats ut får användaren visuell respons på mobilskärmen om denne är synkroniserad med frontkanotisten eller inte och på vilken nivå synkroniseringen ligger. / Synchronisation of paddle stroke is an important aspect within the sports of paddling with multiple paddles in one boat to maximise the velocity. Hans Rosdahl from The Swedish School of Sport and Health Sciences, GIH, therefore provided a task to develop a mobile phone application that offers feedback to the paddlers using the application if their paddle stroke is synchronised with the paddler in front. A pre-study has been carried out to investigate possible sensor alternatives that are available, and an application has been developed for the mobile operative system Android. The application connects to an IMU, Inertial Measurement Unit, sensor that measures inertia to determine the orientation of the sensor node. The application receives sensor data from the IMU from the user paddler’s and the front paddler’s sensor nodes and each sensor determines when a paddle stroke has occurred using its orientation. The data showing a stroke is used to calculate the time difference between these strokes to evaluate if the user is synchronised with the front paddler or not. After this evaluation, the user receives a visual response of their synchronisation level on their screen.

Improving the productivity in construction sites is an ongoing priority within the construction industry due to the benefits that comes with increased efficiency in construction projects where sensor technology has become a more common tool used for the pursuit of increased productivity. This project set out to implement a sensor-based system that is used on a construction site to register when a dump truck tilts its flatbed, acting as a confirmation of delivery. The work was done for a Swedish company active in the construction industry. Since construction sites provide a rough environment to operate in, a requirements specification was developed from interviews and observations done on the construction site. From the requirement specification, two prototypes were developed for testing, one with an ultrasonic sensor and one with an accelerometer. The prototypes both used an Arduino board as a controller, the Bluetooth protocol for communication between the controller and the gateway. An Android smartphone was used as the gateway. These prototypes were then tested in two phases, first in office and later mounted on a truck on the construction site. While the results from the test on the construction site were inconclusive, the results from the first test phase showed a slight advantage to the prototype implemented with the accelerometer. / Förbättrad produktivitet på byggarbetsplatser är en pågående prioritet inom byggbranschen på grund av fördelarna med ökad effektivitet i byggprojekt. Sensorbaserad teknik har blivit ett vanligare verktyg som används i sträva efter ökad produktivitet. Det här projektet hade som mål att implementera ett sensorbaserat system som skulle kunna registrera när en bygglastbil tippar sitt flak och då agera som bekräftelse på en leverans. Arbetet gjordes för ett företag som är aktivt inom byggindustrin. Eftersom att byggarbetsplatser har en tuff miljö att verka inom, så togs en kravspecifikation fram från intervjuer och observationer som utfördes på byggarbetsplatsen. Från kravspecifikationen utvecklades två prototyper för testning, en med en ultraljudssensor och en med en accelerometer. Båda prototyperna använder vardera sig av ett Arduino kort som controller, Bluetooth protokoll för kommunikation mellan controller och gateway. En Android smart telefon användes som gateway. Prototyperna testades sedan i två faser, först kontorstester, sedan monterade på en lastbil på byggarbetsplatsen. Trots att testresultaten från byggarbetsplatsen var ofullständiga, så visade testresultaten från den första testfasen en fördel för prototypen som implementerats med en accelerometer.

The development of new technology has made it possible for new ways of shopping. By providing more digital services in the physical stores, there is a possibility for the stores to provide a more ubiquitous and smart shopping experience for its customers. The report will present an iOS application prototype, as part of an ubiquitous store system concept, which will turn an iPhone into a temporary, integrated part of a smart store system concept. The purpose of the system is to enhance the shopping experience by reducing known non-technical issues such as perceived low level of service, lack of product information and the slow speed of the shopping process, with the use of technology based solutions, such as self-scanning with the use of an iPhone and indoor localization for easier navigation and faster service. The developed iOS application enables a user to scan any product, with a barcode, in the store and get further information about availability, color options and so forth. It will enables the user to request products from the staff members if sizes are not available in the actual store. It also provides easier and faster service with the use of indoor localization and positioning, to find the user or find product sections in the store faster. The focus of the report was the development of the iOS application prototype, and a case-study was used to evaluate the prototype in a retail store setting. The evaluation included a case scenario where participants were asked to perform three tasks related to a general shopping scenario, as well as the identified problems. The time difference to finish each task was observed and measured to determine the actual impact in time on each task, together with a survey to determine the perceived impact of the developed application prototype on each task. 83,3 % of the participants found it easier to navigate in the store, as well as getting product information with the use of the application. 66,3 % found that the application did not fully compensate the services generally provided by the store staff, but was a good complement. The overall experience of the application was positive, with emphasis on the scanning possibility in store, as well as the great concept with having indoor location. Further, a total time improvement of 31,6 % for the full scenario was achieved with the use of the application. The thesis conclude that an application can be designed to reduce some common time-related issues, such as low level of service, lack of product information and the slow speed of the shopping process. Although the proof of concept is deemed satisfactory, further work and test are needed to fully implement and integrate the prototype and store system concept in reality. / Utvecklingen av ny teknik har möjliggjort nya sätt att shoppa. Genom att förse de fysiska butikerna med fler digitala lösningar skapas det möjligheter för butiker att tillhandahålla en mer ubikvitär och smart shoppingupplevelse för sina kunder. Rapporten kommer att presentera en iOS-applikation prototyp, som en del av ett ubikvitär butikssystemskoncept, som kommer att göra en iPhone till en tillfällig integrerad del av ett smart butikssystemkoncept. Syftet med systemet är att förbättra shoppingupplevelsen genom att minska kända icketekniska problem som uppfattad låg servicenivå, brist på produktinformation och låg hastighet på shoppingprocessen, med hjälp av tekniskt baserade lösningar, som självskanning, med hjälp av en iPhone, och inomhuslokalisering för enklare navigering och snabbare service. Den utvecklade iOS-applikationen möjliggör för en användare att skanna en produkt, med streckkod, i butiken och få mer information om tillgänglighet, färgalternativ och så vidare. Den gör det även möjligt för användaren att begära produkter från personalen om storlekar inte finns tillgängliga i den aktuella butiken. Applikationen möjliggör också enklare och snabbare service med användning av inomhuslokalisering och positionering, för att hitta användaren eller hitta produktsektioner i butiken snabbare. Rapportens inriktning var utvecklingen av iOS-applikation prototypen, och en fallstudie användes för att utvärdera prototypen i en simulerad butikmiljö. I utvärderingen ingick ett scenario där deltagarna ombads utföra tre uppgifter relaterade till ett generellt köpescenario, samt de identifierade problemen. Tidsskillnaden för att slutfora varje uppgift observerades och mättes för att bestämma den aktuella effekten i tid för varje uppgift, tillsammans med en enkätundersökning för att bestämma den upplevda effekten av den utvecklade applikationsprototypen på varje uppgift. 83,3% av deltagarna fann det lättare att navigera i affären, samt att få produktinformation med användningen av applikationen. 66,3% fann att applikationen inte fullt ut kompenserade för de tjänster som allmänt tillhandahålls av butikspersonalen, men den ansågs vara ett bra komplement. Den övergripande upplevelsen av applikationen var positiv, med tonvikt på möjligheten att skanna varor själv i butiken, såväl som det bra konceptet med inomhuslokalisering. Vidare uppnåddes en total tidsförbättring på 31,6% för hela scenariot med användning av applikationen. Arbetet drar slutsatsen att en applikation kan utformas för att minska vissa vanliga tidsrelaterade problem, såsom låg servicenivå, brist på produktinformation och inköpsprocessens långsamma hastighet. Trots att “proof of concept” anses vara tillfredsställande krävs ytterligare arbete och tester för att fullt ut kunna implementera och integrera prototypoch butikssystemskonceptet i verkligheten.

A mesh network is a technology that is being repopularized and becoming commonly used by the general public. As this increase in use is observed, technologies such as Bluetooth are being adapted to create mesh variants. In this thesis, a Bluetooth mesh network is created and tested using raspberry pi 4’s and the Bluetooth interface, btferret. This thesis attempts to approach the limits of this technology using accessible tools, outlining the performance the network possesses to serve as a guideline to determine if it suitable for use for tasks at hand. Experimentation is split into two overarching methods where a test for latency and throughput is conducted. The thesis goes on to expose these tests to different stressors, categorized as either internal or external. The data collected aims to show the impacts of internal properties, in this case size of the packets transmitted, the size of the network, and finally the number of hops a packet is able to make within the network. The external factors tested for consists of various environmental properties in the form of obstacles and interference. Walls and a microwaves were used as obstacles while WiFi and other Bluetooth signals were used for interference. The results show that Bluetooth Low Energy (BLE) mesh networks are clearly affected by several internal and external factors. From the experimentation conducted, the thesis illustrates the relative effects of each property the tests are exposed to. / Ett mesh nätverk är en teknik som blivit populär igen och används ofta av allmänheten. Eftersom denna ökade användning observeras, tekniker som Bluetooth anpassas för att skapa mesh nätverksvarianter. I denna avhandling skapas och testas ett Bluetoothnätverk med Raspberry pi 4’s och Bluetoothgränssnittet, btferret. Denna uppsats försöker nå gränserna för denna teknik med hjälp av tillgängliga verktyg, definiera nätverks prestandan som en riktlinje för att avgöra om det är lämpligt för användning för uppgifter till hands. Resultaten visar att BLE mesh nätverk har tydliga begränsningar som avslöjar sig i olika sammanhang. I denna raport så undersöks paket storlek och antal hopp som ett paket kan göra inom nätverket utan signifikant prestandafall. Dessutom har olika andra faktorer, såsom väggar och andra störande radiofrekvenser visat sig påverka nätverket. Från alla experiment som genomförts så illustreras relativa effekt av det olika faktorer.

Privacy is a crucial aspect of any system involving user-supplied data. There exist multiple approaches to protecting the identity and secrecy of users in data submission systems. In this thesis, I consider the case of privacy-enhancing of data reporting in Participatory Sensing systems. I conducted an extensive literature overview to explore privacy-oriented enhancements to data submission that are applicable in the PS systems. I designed a protocol for proximity-based data aggregation that utilizes Multi-party Secure Computations over Bluetooth Low Energy. Users are divided into groups that perform sub-aggregations and report results to central entities, protecting themselves from honest-but-curious adversary threats. I present a mobile app and web servers for central entities that follow the design of the protocol. I evaluated the achieved effectiveness and discuss the utility and privacy trade-offs. The implementation performs typically for an MPC system with high communication overhead, and is implemented over Bluetooth, with the additional time needed for discovering and connecting devices. The overall performance of the system suggests that deployments targeting 1-second intervals of data submission are feasible. Main use cases are sensitive measurements, such as medical data or highly private user information. / Sekretess är en avgörande aspekt av alla system som involverar data som tillhandahålls av användare. Det finns flera tillvägagångssätt för att skydda användarnas identitet och sekretess i datainlämningssystem. I den här avhandlingen behandlar jag fallet med integritetsförbättrande datarapportering i Participatory Sensing-system. Jag genomförde en omfattande litteraturöversikt för att utforska integritetsorienterade förbättringar av datainlämning som är tillämpliga i PS-systemen. Jag designade ett protokoll för närhetsbaserad dataaggregering som använder flerpartssäkra beräkningar över Bluetooth Low Energy. Användare är indelade i grupper som utför sub-aggregeringar och rapporterar resultat till centrala enheter, och skyddar sig själva från ärliga men nyfikna motståndarhot. Jag presenterar en mobilapp och webbservrar för centrala enheter som följer protokollets design. Jag utvärderade den uppnådda effektiviteten och diskuterade nytta och sekretessavvägningar. Implementeringen fungerar som man kan förvänta sig för ett MPC-system med höga kommunikationskostnader, och implementeras över Bluetooth, med den extra tid som krävs för att upptäcka och ansluta enheter. Systemets övergripande prestanda tyder på att implementeringar som är inriktade på 1-sekunds intervaller för datainlämning är genomförbara. Huvudsakliga användningsfall är känsliga mätningar, såsom medicinska data eller mycket privat användarinformation.

Blind and visually impaired (BVI) users desire an indoor navigation tool that is inexpensive, convenient, and reliable. The purpose of this thesis is to examine the feasibility of using a smartphone as a platform for such a navigation tool. A good navigation tool should have both a good positioning accuracy and a user-friendly interface. Thus, one focus of this thesis is to improve the performance of an indoor positioning systems running on smartphones, as compared to existing systems. Another focus is to customize this indoor positioning system specifically for BVI users.  The proposed indoor positioning system is based upon Bluetooth Low Energy (BLE). It consists of two parts: BLE beacons deployed in the user’s environment and an Android phone which calculates its position and provides navigation assistance by audio and vibration. Two versions of the positioning software were developed based on different algorithms. One version uses a hybrid technique combining triangulation and fingerprinting. This version achieves a positioning accuracy of 1.83 meter, and volunteers (blind-folded sighted people) took on average 91.7 seconds to complete a complex 12-meter route. The other version uses a proximity algorithm, thus it does not give as accurate positioning results. With this algorithm, a blind user was able to finish a route of 115 meters consisting of two different floors in a building including entering/exiting an elevator and multiple office doors in 4 minutes 48 seconds. The blind user found the product to be helpful and user-friendly. Finally, we draw the conclusion that a smartphone can be a good platform for a BVI navigation tool, under the condition that the algorithm is proximity based and navigation utilizes a priori information about the environment. Another insight we gained is that we should put beacons on braille signs so that blind people can find them by using the navigation app. / Blinda och synskadade (BVI) användare önskar sej ett inomhus navigeringsverktyg som är billigt, bekvämt och pålitligt. Syftet med detta examensarbete var att undersöka möjligheten att med en smartphone och utplacerade fyrar/beacons ge en bra plattform för en inomhus navigeringsmetod. Ett bra navigationsverktyg bör ha både en bra positioneringsnoggrannhet och ett användarvänligt gränssnitt. Således är ett fokus för detta arbete att förbättra prestanda för på ett inomhus positioneringssystem som körs på smartphones, jämfört med andra befintliga system. Ett annat fokus är att anpassa denna inomhus positioneringssystem för speciella BVI användare. Det vidare utvecklade inomhuspositionering systemet bygger på Bluetooth Low Energy (BLE). Den består av två delar: BLE fyrar/beacons utplacerade i kontorsmiljön och en smartphone som beräknar sin position och ger navigeringshjälp av ljud/röst och vibrationer. Vi utformade två versioner av positionerings programvaran med olika algoritmer. En version använder en hybridteknik med triangulering och en med fingerprints. Det uppnår en positioneringsnoggrannhet som är <1,83 meter och den testades på tolv seende personer med bindel för ögonen. Det tog vid testet 91.7 sekunder i genomsnitt att utföra en komplex 12 meter lång bana. Den andra versionen använder en närhets-algoritm som inte ger ett specifikt positioneringsresultat. Med denna algoritm kunde en blind användare avsluta en rutt 115 meter bestående av två olika våningar från ingång i golvplanet samt ta en hiss och gå in på ett kontor och genom hela kontoret på 4 minuter och 48 sekunder. Den blinda användaren ansåg att navigeringsverktyget var både användbart och användarvänligt. Slutligen, drar vi slutsatsen att en smartphone kan vara en bra plattform för ett BVI navigeringsverktyg och då under förutsättning att algoritmen tar med närhet/position och inomhusmiljöinformation för att ge bästa möjliga användbarthet. En annan insikt vi fått är att vi ska lägga fyrar på punktskrift tecken så att blinda kan hitta dem med hjälp av navigering app.

Sensors have been an integral part of our life since a long time. Traditionally, the transmit information to a data collection center through a physical wire. However, with the introduction of Bluetooth Low Energy (BLE) communication protocol, more research is being done into the field of wireless sensor networks (WSN). BLE was introduced to target low power applications. The CC2650 Launchpad designed by Texas Instruments (TI) can lead to a bulky final product. The aim was to design hardware for the CC2650 micro-controller with the aim of making it more compact for use in WSNs. A top-down approach was used wherein the available product is studied to identify the redundant and reverse engineer it to design a new product. A 2 layer printed circuit board (PCB) was designed which resulted in a 64 percent decrease in size compared to the Launchpad. Also, experiments were performed to test the proof of concept.

This project investigated the current market regarding wireless net and the communication between the tools used for diagnostics/maintenance and an embedded system. Based on documentation obtained through interviews a demo system was created based on Bluetooth Low Energy (BLE) communication between an embedded system and an Android device. This report intends to describe the tools and methods used in the design of the demo system and the result of an analysis of the BLE communication. Bluetooth Low Energy is an exciting protocol with wide applicability within the industrial field. This project investigated the communicational possibilities between a Smartphone and a Raspberry Pi and based on the results that emerged the conclusion can be drawn that BLE is a protocol with many beneficial applications within industrial IT. / Projektet undersökte dagens marknad gällande trådlösa nät samt kommunikation mellan verktyg som används för diagnostik/underhåll och ett inbyggt system. Utifrån underlaget som erhölls genom intervjuer har ett demosystem skapats som bygger på Bluetooth Low Energy (BLE) kommunikation mellan ett inbyggt system och en Android-enhet. Denna rapport avser redogöra för de verktyg och metoder som använts för att konstruera ett demosystem samt resultatet av en analys av BLE-kommunikationen. Bluetooth Low Energy är ett spännande protokoll med stora tillämpningsmöjligheter inom industrin. Detta projekt har undersökt möjligheterna att kommunicera mellan en Smartphone och en Raspberry Pi och utifrån resultaten som uppkommit kan slutsatsen dras att BLE är ett protokoll som kan ha många och fördelaktiga tillämpningar inom Industriell IT.

<p>Bluetooth is the de facto standard for short-range wireless communications. Besides Bluetooth Classic (BC), Bluetooth also consists of Bluetooth Low Energy (BLE) and Bluetooth Mesh (Mesh), two relatively new protocols, paving the way for its domination in the era of IoT and 5G. Meanwhile, attacks against Bluetooth, such as BlueBorne, BleedingBit, KNOB, BIAS, and BThack, have been booming in the past few years, impacting the security and privacy of billions of devices. These attacks exploit both design issues in the Bluetooth specification and vulnerabilities of its implementations, allowing for privilege escalation, remote code execution, breaking cryptography, spoofing, device tracking, etc.</p> <p><br></p> <p>To secure Bluetooth, researchers have proposed different approaches for both Bluetooth specification (e.g., formal analysis) and implementation (e.g., fuzzing). However, existing analyses of the Bluetooth specification and implementations are either done manually, or the automatic approaches only cover a small part of the targets. As a consequence, current research is far from complete in securing Bluetooth.</p> <p><br></p> <p>Therefore, in this dissertation, we propose the following research to provide missing pieces in prior research toward completing Bluetooth security research in terms of both Bluetooth specification and implementations. (i) For Bluetooth security at the specification level, we start from one protocol in Bluetooth, BLE, and focus on the previously unexplored reconnection procedure of two paired BLE devices. We conduct a formal analysis of this procedure defined in the BLE specification to provide security guarantees and identify new vulnerabilities that allow spoofing attacks. (ii) Besides BLE, we then formally verify other security-critical protocols in all Bluetooth protocols (BC, BLE, and Mesh). We provide a comprehensive formal analysis by covering the aspects that prior research fails to include (i.e., all possible combinations of protocols and protocol configurations) and considering a more realistic attacker model (i.e., semi-compromised device). With this model, we are able to rediscover five known vulnerabilities and reveal two new issues that affect BC/BLE dual-stack devices and Mesh devices, respectively. (iii) In addition to the formal analysis of specification security, we propose and build a comprehensive formal model to analyze Bluetooth privacy (i.e., device untraceability) at the specification level. In this model, we convert device untraceability into a reachability problem so that it can be verified using existing tools without introducing false results. We discover four new issues allowed in the specification that can lead to eight device tracking attacks. We also evaluate these attacks on 13 Bluetooth implementations and find that all of them are affected by at least two issues. (iv) At the implementation level, we improve Bluetooth security by debloating (i.e., removing code) Bluetooth stack implementations, which differs from prior automatic approaches, such as fuzzing. We keep only the code of needed functionality by a user and minimize their Bluetooth attack surface by removing unneeded Bluetooth features in both the host stack code and the firmware. Through debloating, we can remove 20 known CVEs and prevent a wide range of attacks again Bluetooth. With the research presented in this thesis, we improve Bluetooth security and privacy at both the specification and implementation levels.</p>

Denna rapport omfattar konstruktionen av ett fristående drivkort med tillhörande mobilapplikation för styrning och konfiguration av ett hydraulsystem. Projektets syfte var att på beställaren Bosch Rexroth ABs begäran undersöka om pump control module (PCM) - en del ur det existerande Spider 3 styrsystemet - kunde användas som en fristående modul. Hårdvara med en Bluetoothmodul skapades och kopplades mot PCM för att möjliggöra kommunikation via Bluetooth. En mobilapplikation utvecklades i Android studio för att tillåta konfiguration från en mobil enhet. Mjukvaran i PCM modifierades för att kommunicera med Bluetooth-hårdvaran över CAN och även för att tillåta analog styrning av pumpen via en strömstyrd ingång. De grundläggande kraven för systemet uppfylldes och en fungerande prototyp kunde uppvisas vid projektets slut. Prototypen visade stor potential men saknade dock viss funktionalitet som vore önskvärd hos en kommersiell produkt. / This report encompasses the development of a standalone drive card with an accompanying mobile application for control and configuration of a hydraulic system. The purpose of the project was to - according to an inquiry from the client Bosch Rexroth - investigate whether the pump control module (PCM) from the existing Spider 3 control system could be used as a standalone module. Hardware including a Bluetooth module was assembled and connected to the PCM to allow communication over Bluetooth Low Energy (BLE). A mobile application where developed in Android Studio to allow configuration from a mobile device. The software of the PCM were modified to communicate with the Bluetooth hardware over CAN and also for allowing analog control of the hydraulic pump through a current controlled input.The basic demands for the system were met and a working prototype could be demonstrated at the end of the project. The prototype did show large potential but was lacking some functionality which would be desirable for a commercial product.