Η διπλωματική εργασία έχει σαν σκοπό την ανάπτυξη ενός μοντέλου μέτρησης των παραμέτρων που επηρεάζουν την ποιότητα υπηρεσίας ενός βίντεο IPTV. Αναφέρονται επιγραμματικά όλες οι υπάρχουσες τεχνολογίες παράδοσης ψηφιακής τηλεόρασης και αναλύονται όλες οι τεχνολογίες και η αρχιτεκτονική της IPTV. Επίσης υπάρχει περιγραφή και ανάλυση όλων των μηχανισμών που πρέπει να χρησιμοποιηθούν ούτως ώστε να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο η επίδραση των παραμέτρων (απώλεια πακέτων, καθυστέρηση, jitter, εύρος ζώνης) στην ποιότητα υπηρεσίας της IPTV. Τέλος υπάρχει σύγκριση της IPTV με όλες τις υπόλοιπες μεθόδους παράδοσης ψηφιακής τηλεόρασης καθώς και με το Internet TV. / The aim of this paper is to create a model that measures the parameters of quality of service in IPTV. All the existing technologies that we use today for the delivery of digital television are succinctly reported and analyzed as well as the technologies and architecture of IPTV. There is also the description and analysis of all the mechanisms that the providers should use to decrease as much as possible the effect of the above parameters (packet loss, delay, jitter, bandwith) in the quality of service of IPTV. Finally there is a comparison of IPTV with all the technologies that we use for the delivery of digital television as well as with the Internet TV.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται διερεύνηση των βέλτιστων τεχνικών παραμέτρων σχεδιασμού υβριδικής τηλεπικοινωνιακής πλατφόρμας για την υποστήριξη της υπηρεσίας DVB-H μέσω δορυφόρου. Γίνεται μοντελοποίηση των δύο τύπων μεταδόσεων, επίγειας και δορυφορικής. Τα αποτελέσματα που εξάγονται από τις προσομειώσεις συγκρίνονται με στοιχεία που καθορίζουν πρότυπα του ΕTSI. / In this thesis are worked out the optimised parameters for the design of an hybrid platform which supports the DVB-H (Digital Video Broadcasting for Handheld devices)service via satellite. Two kinds of broadcasting are modelled, terrestrial and satellite. The results of the simulation of these models are compared with elements which are defined by ETSI standards.

Στα πλαίσια της διπλωματικής αυτής θα γίνει η μελέτη για την τεχνολογία τηλεπικοινωνιών μέσω των γραμμών ηλεκτρικής ισχύος BPL όπου τα τελευταία χρόνια γνωρίζει ραγδαία ανάπτυξη. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται γενική αναφορά για την τεχνολογία BPL,τα διάφορα δίκτυα BPL πρόσβασης καθώς και τις αρχιτεκτονικές αυτών των δικτύων που χρησιμοποιούμε για την υλοποίηση της τεχνολογίας. Στο δεύτερο κεφάλαιο μελετάμε το πώς επηρεάζει ο ηλεκτρομαγνητισμός αυτήν την τεχνολογία BPL καθώς και τα Διεθνής πρότυπα για ευρυζωνικό δίκτυο μέσω των γραμμών ηλεκτρικής ισχύος BPL Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφουμε τα επίπεδα του BPL δικτύου τις διάφορες τεχνικές διαμόρφωσης όπως ορθογώνια μέθοδος διαμόρφωσης με διαίρεση συχνοτήτων (OFDM) και την διαμόρφωση απλωμένου φάσματος. Επίσης θα ασχοληθούμε με την ποιότητα υπηρεσιών(QoS) καθώς και με την οικογένεια πρωτοκόλλων 802.11. Στο τέταρτο κεφάλαιο μελετάμε τις εφαρμογές της BPL τεχνολογίας που έχουν να κάνουν αρχικά με οικιακές εφαρμογές όπου στο σύνολο τους σκοπό έχουν την δημιουργία του έξυπνου σπιτιού και επίσης εφαρμογές κυρίως εξωτερικών χώρων που σκοπό έχουν την δημιουργία του έξυπνου δικτύου. Επίσης σε διάφορους πίνακες δείχνουμε σε ποιες περιοχές της Γής εφαρμόζονται κάποιες από τις εφαρμογές. Στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο σχεδιάζουμε κάποιες από τις Αρχιτεκτονικές της BPL τεχνολογίας στην περιοχή Δρομολαξιά (κωμόπολη στην επαρχία Λάρνακας στην Κύπρο) και αναλύουμε τις συσκευές που χρησιμοποιήθηκαν καθώς και το κόστος. / In this project we study the BPL which in recent years is developing very fast. In first chapter we studied the architectures of BPL. In second chapter we studied the EMC and the national prototypes of broadband network. In third chapter we studied the OFDM and Qos In fourth chapter we studied the applications of BPL. In fifth chapter we applied the architectures in field trials.

Η ανάγκη για αποτελεσματικότερη και αποδοτικότερη οικονομικά μετάδοση των RF σημάτων, αυξάνεται με την ταυτόχρονη αύξηση των ασύρματων τηλεπικοινωνιών. Μια από τις τεχνολογίες που μπορεί να προσφέρει αυτά είναι η τεχνολογία Radio Over Fiber (τεχνολογία μετάδοσης ραδιοσημάτων μέσω οπτικής ίνας). Η τεχνολογία αυτή έχει πλεονεκτήματα όπως το μεγάλο εύρος ζώνης, την χαμηλή κατανάλωση ισχύος, την εύκολη εγκατάσταση και τον φθηνό εξοπλισμό των μερών της, κάνοντας την ελκυστική για πολλά τηλεπικοινωνιακά συστήματα. Μια από τις τεχνικές διαμόρφωσης που ώθησαν την ανάπτυξη των ασύρματων τηλεπικοινωνιών είναι η OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing – Ορθογωνική Πολυπλεξία με διαίρεση συχνότητας). Η OFDM είναι μια τεχνική διαμόρφωσης ευρείας ζώνης για ασύρματες επικοινωνίες η οποία εξασφαλίζει αυξανόμενη δυναμική κατά της παραμόρφωσης λόγω συχνοτήτων και λόγω παρεμβολής και είναι αποτελεσματική ως προς το πρόβλημα των πολυοδεύσεων. Ακολουθώντας την ανάπτυξη των συστημάτων των οπτικών επικοινωνιών ο σχεδιασμός ημιαγωγικών λέιζερ, πέρασε από αρκετά στάδια, όπως είναι οι κοιλότητες Fabry–Perot που χαρακτηρίζονται από ένα ευρύ φάσμα εξόδου σε ένα νέο λείζερ με επιλεκτικό διάφραγμα για το μήκος κύματος. Αυτό είναι το DFB λέιζερ. Ένα μοντέλου τέτοιου λέιζερ χρησιμοποιείται στην παρούσα εργασία για τις προσομοιώσεις, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν στο περιβάλλον MATLAB-SIMULINK. Με βάση τις διαφορικές εξισώσεις του λέιζερ έγιναν μια σειρά αρχικών προσομοιώσεων με απλά σήματα (τριγωνικό σήμα, ημιτονικό σήμα, άθροισμα ημιτονικών σημάτων) που επέτρεψαν την μελέτη των χαρακτηριστικών του λέιζερ, όπως η δυναμική, το φαινόμενο υστέρησης, το ρεύμα διέγερσης, το εύρος λειτουργίας κ.τ.λ. Στην συνέχεια μελετάται η συμπεριφορά του οπτικού συστήματος σε διάφορα σχήματα αναλογικών διαμορφώσεων όπως AM-DSB, AM-DSBSC, FM. Στην συνέχεια προσομοιώνονται, σχολιάζονται και αναλύονται τα αποτελέσματα σε ευρυζωνικές διαμορφώσεις (QAM-OFDM). Το λέιζερ διαμορφώνεται με την μέθοδο της άμεσης διαμόρφωσης. Η οπτική ίνα και ο φωρατής για την απευθείας ανίχνευση σήματος του δέκτη, θεωρούνται ιδανικά. / -

Οι ασύρματες κινητές υπολογιστικές συσκευές (tablets) και οι εφαρμογές τους αποτελούν μια σημαντική πρόκληση για τα εκπαιδευτικά συστήματα, αφού διαφοροποιούν και επεκτείνουν τις χρήσεις των τεχνολογιών για μετάδοση και αναζήτηση πληροφοριών και για ανθρώπινη επικοινωνία και συνεργασία. Οι συσκευές αυτές είναι μεταφέρσιμες και λειτουργικές παντού, ενώ ταυτόχρονα μπορούν να συνδεθούν σε κινητά ή ασύρματα δίκτυα με σκοπό την ανταλλαγή οποιασδήποτε φύσης δεδομένων. Οι δυνατότητές τους αυτές, η φορητότητα και η συνδεσιμότητα, καθιστούν τις συσκευές αυτές εργαλεία που εν δυνάμει μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την εκπαίδευση και συνακόλουθα τη μάθηση. Σκοπός της συγκεκριμένης έρευνας είναι η ανάλυση της χρήσης των κινητών υπολογιστικών συσκευών στη σχολική τάξη και η μελέτη των δυνατών μαθησιακών χρήσεων των κινητών υπολογιστικών συσκευών στο δημοτικό σχολείο. Οι κινητές υπολογιστικές συσκευές, λόγω των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών τους, είναι δυνατό να αποτελέσουν εργαλείο διδασκαλίας και μάθησης σε όλα τα γνωστικά αντικείμενα του προγράμματος σπουδών. Πιο συγκεκριμένα, στόχοι της παρούσας έρευνας είναι η μελέτη του τρόπου αλληλεπίδρασης και συνεργασίας μαθητών δημοτικού σχολείου με τις κινητές υπολογιστικές συσκευές, η αναζήτηση αποτελεσματικού τρόπου ενσωμάτωσης των συσκευών αυτών στη μαθησιακή διαδικασία, με τη χρήση διαφορετικής κατηγορίας εφαρμογών, με στόχο την ανάδειξη των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών και δυνατοτήτων τους και η διερεύνηση της αποδοχή της συγκεκριμένης τεχνολογίας από τους μαθητές και τους εκπαιδευτικούς του δημοτικού σχολείου. Για το σκοπό αυτό, σχεδιάστηκε και αξιολογήθηκε ένα εκπαιδευτικό σενάριο, οι δραστηριότητες του οποίου αφορούσαν διαφορετικές μαθησιακές περιοχές του προγράμματος σπουδών του Δημοτικού Σχολείου. Αξιοποιήθηκαν οι δυνατότητες των κινητών υπολογιστικών συσκευών και αναδείχθηκαν οι δυνατότητές τους που υποστηρίζουν και πλαισιώνουν τη μαθησιακή διαδικασία. Το εκπαιδευτικό σενάριο υλοποιήθηκε στο 42ο Δημοτικό Σχολείο Πάτρας, και συγκεκριμένα στα δύο τμήματα της Τετάρτης Τάξης του σχολείου, σε συνεργασία με τον εκπαιδευτικό της τάξης στα πλαίσια μιας συμμετοχικής εθνογραφικής μελέτης περίπτωσης. Από την ανάλυση των δεδομένων της έρευνας φαίνεται πως οι κινητές υπολογιστικές συσκευές μπορούν να καταστούν ένα χρήσιμο και αποτελεσματικό εργαλείο που προάγει τη συνεργασία των παιδιών όταν αυτά δουλεύουν σε ομάδες, αρκεί να γίνει από τον εκπαιδευτικό ο κατάλληλος σχεδιασμός και η διαδικασία να υποστηρίζεται από τις κατάλληλες εφαρμογές. Ακόμη, οι εφαρμογές που φαίνεται να ενισχύουν ή να αναπτύσσουν την εποικοδομητική συνεργασία των μαθητών είναι οι εφαρμογές προσομοίωσης, χωρίς να σημαίνει πως οι άλλου τύπου εφαρμογές δεν προάγουν τη συνεργασία και την ορθολογική χρήση των συσκευών. Επιπλέον, είναι σημαντικός ο προσεκτικός σχεδιασμός μαθησιακών δραστηριοτήτων για στόχους του αναλυτικού προγράμματος σπουδών του δημοτικού σχολείου από άρτια, στην πράξη, επιμορφωμένους εκπαιδευτικούς που γνωρίζουν τις ανάγκες της τάξης και των μαθητών τους. Τέλος, μαθητές και εκπαιδευτικοί φαίνεται να είναι θετικοί στην ορθολογική ενσωμάτωση των συσκευών στην εκπαιδευτική διαδικασία. / -

Η υποστήριξη μικρών ομάδων, (που απαρτίζονται από 2-6 μέλη), οι οποίες συνεργάζονται για την επίτευξη κοινών στόχων, αποτελεί αντικείμενο έρευνας τόσο ανθρωπιστικών όσο και τεχνολογικών επιστημονικών πεδίων. Σήμερα, η τεχνολογία διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη συνεργασία ομάδων με διάφορους τρόπους: ως μέσο που επιτρέπει τo διάλογο από απόσταση ή εκ του σύνεγγυς, το διαμοιρασμό πόρων, τη συντήρηση και καθοδήγηση των μελών της ομάδας, το συντονισμό τους κλπ. Επιπλέον, μπορεί να υποστηρίξει σε μεγάλο βαθμό τον ερευνητή στην ανάλυση των δεδομένων που προκύπτουν από δραστηριότητες αυτού του τύπου με κατάλληλες μεθόδους και εργαλεία. O όρος groupware ή collaborative software (Ellis, Gibbs, Rein, 1991), ο οποίος αποδίδεται στη διατριβή αυτή ως συνεργατικό λογισμικό, περιλαμβάνει υπολογιστικά συστήματα τα οποία προορίζονται για την υποστήριξη ομάδων ανθρώπων διαφορετικών μεγεθών, οι οποίες εμπλέκονται σε δραστηριότητες με κοινούς στόχους. Συστήματα αυτού του τύπου μπορεί να είναι είτε γενικού σκοπού, όπως ηλεκτρονικό ταχυδρομείο, chat, συστήματα τηλεδιάσκεψης, φόρουμ συζητήσεων, wiki κλπ., είτε ειδικά λογισμικά που έχουν κατασκευαστεί για να υποστηρίζουν τη συνεργασία και κάποιες συνεργατικές δραστηριότητες στο χώρο εργασίας ή μάθησης. Προβλήματα που σχετίζονται με τη σχεδίαση συνεργατικού λογισμικού αφορούν αφενός την καλύτερη υποστήριξη των συνεργατικών δραστηριοτήτων, την κατανόηση της τυπικής συμπεριφοράς των μελών των ομάδων και της υποστήριξης που η τρέχουσα τεχνολογία είναι σε θέση να τους προσφέρει. Για το σκοπό αυτό είναι σημαντικό να γίνουν κατανοητοί οι παράγοντες που επηρεάζουν τη συμπεριφορά των ομάδων με αυτά τα χαρακτηριστικά. Η Ψυχολογία (και ειδικότερα η Γνωστική Ψυχολογία) και η Κοινωνιολογία είναι δύο επιστημονικοί κλάδοι που ασχολούνται με την μελέτη της συμπεριφοράς ατόμων που συνεργάζονται σε μικρές ομάδες. Οι επιστήμες αυτές προτείνουν μοντέλα τα οποία περιγράφουν χαρακτηριστικά των συμπεριφορών αυτών. Από αυτές τις επιστημονικές περιοχές αναδεικνύονται στα επόμενα κεφάλαια ορισμένοι από τους παράγοντες που επηρεάζουν τη συμπεριφορά των ατόμων κατά τη συνεργασία ούτως ώστε να διατυπωθεί τελικά πρόταση για το ρόλο της τεχνολογίας στον έλεγχο των παραγόντων αυτών. Η παρούσα διατριβή ασχολείται με το θέμα αφενός της ανάλυσης της συμπεριφοράς και αφετέρου της υποστήριξης με κατάλληλο συνεργατικό λογισμικό μικρών ομάδων που εμπλέκονται σε συνεργατικές δραστηριότητες με στόχο τη μάθηση. Στα πλαίσια αυτά έχουν τεθεί επί μέρους στόχοι, οι οποίοι επιτρέπουν την εμβάθυνση στην περιοχή αυτή: Πρώτος στόχος αποτελεί η ανάλυση ορισμένων κοινωνικών και τεχνολογικών παραμέτρων που επηρεάζουν τη συνεργασία μικρών ομάδων, εν συνεχεία η σχεδίαση και ανάπτυξη ενός πρωτότυπου συνεργατικού λογισμικού το οποίο επιτρέπει τη ρύθμιση των παραμέτρων αυτών, ούτως ώστε να είναι δυνατή η σχεδίαση συνεργατικών δραστηριοτήτων με διαφορετικά χαρακτηριστικά και να είναι δυνατός ο έλεγχος ισχύος των σχετικών θεωρητικών υποθέσεων που αφορούν στην επίδραση τους στη συνεργασία. Για την εξακρίβωση των υποθέσεων αυτών, επιδιώκεται η υποστήριξη της ανάλυσης της συνεργατικής δραστηριότητας της ομάδας όπως καταγράφεται από το ίδιο το συνεργατικό λογισμικό με κατάλληλα εργαλεία και μεθόδους ανάλυσης. Με σχετικές εμπειρικές μελέτες γίνεται έλεγχος της αποτελεσματικότητας των συστημάτων που έχουν αναπτυχθεί είτε ως προς την δυνατότητα υποστήριξης της συνεργατικής συμπεριφοράς, είτε ως προς τη δυνατότητα ανάλυσης της συμπεριφοράς αυτής. Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε για την επίτευξη των στόχων αυτών είναι η εξής. 1. Σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε αρχικά μία πλατφόρμα η οποία επιτρέπει την ανάπτυξη συνεργατικών εφαρμογών με παραμετρικά χαρακτηριστικά. Ο όρος «παραμετρικός» αναφέρεται στο γεγονός ότι στις εφαρμογές αυτές ορισμένοι όροι της συνεργασίας μπορεί κάθε φορά να μεταβάλλονται ώστε να υποστηρίζουν προσδοκώμενη συμπεριφορά των μελών της ομάδας. 2. Κατόπιν δημιουργήθηκε ένα μοντέλο καταγραφής της συνεργατικής δραστηριότητας και μια μεθοδολογία ανάλυσης αυτής. Η μοντελοποίηση αυτή βοηθάει, εκτός των άλλων, στην δημιουργία μετρικών για την υποστήριξη του αναλυτή της συνεργασίας. Τελικά, αναπτύχθηκαν συγκεκριμένα εργαλεία που υποστηρίζουν την μοντελοποίηση αυτή και τα οποία δημιουργούν οπτικοποιήσεις της συνεργατικής δραστηριότητας. 3. Τέλος, με τη βοήθεια δύο διαφορετικών παραμετρικών εφαρμογών (του συνεργατικού λογισμικού ModellingSpace και Synergo) και της μεθοδολογίας ανάλυσης των δεδομένων που προέκυψαν από τη χρήση των εφαρμογών αυτών, διατυπώθηκαν υποθέσεις σε σχέση με συγκεκριμένες παραμέτρους και τον τρόπο που επηρεάζουν τη συνεργασία και διεξήχθησαν εμπειρικές μελέτες για την επιβεβαίωση των υποθέσεων αυτών. Τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τις μελέτες αυτές απέδειξαν αφενός ότι η παραμετρική πλατφόρμα που σχεδιάστηκε είναι πράγματι ικανή να βοηθήσει στη δημιουργία ποικίλων συνεργατικών εφαρμογών με παραμετρικούς όρους συνεργασίας και αφετέρου ότι η μεθοδολογία ανάλυσης των συνεργατικών δεδομένων μπορεί πράγματι να βοηθήσει την ανάλυση δεδομένων από συνεργατικές δραστηριότητες και να υποστηρίξει την περαιτέρω κατανόηση των σύνθετων φαινομένων που παρατηρούνται κατά τη συνεργασία μικρών ομάδων με στόχο τη μάθηση. / -

Οι εφαρμογές συναίσθησης (awareness applications) αποτελούν συστήματα ενίσχυσης της αντίληψης της παρουσίας (presence) και εντάσσονται στην ευρύτερη κατηγορία των συστημάτων υποστήριξης της επικοινωνίας με τη διαμεσολάβηση υπολογιστών (computer mediated communication systems). Μια πληθώρα τέτοιων εφαρμογών – μικρών και εξειδικευμένων ακόμη – έχει αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια (π.χ. MSN, Facebook), ενώ αναμένεται η ευρύτερη διάδοσή τους ως αποτέλεσμα της ανάπτυξης των κινητών επικοινωνιών. Η παρούσα διπλωματική εργασία βασίζεται στην πλατφόρμα ανάπτυξης εφαρμογών συναίσθησης ASTRA. Το συγκριτικό πλεονέκτημα της πλατφόρμας απέναντι στις υπάρχουσες εφαρμογές είναι ότι είναι γενικευμένη και συνεπώς μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη πλήθους εφαρμογών με σχετικά εύκολο τρόπο, δίνοντας τεράστια ώθηση στην ευρύτερη ανάπτυξη του πεδίου. Η εργασία αποσκοπεί στην δημιουργία ενός πλαισίου αξιολόγησης (evaluation framework) εφαρμογών συναίσθησης, το οποίο θα βασίζεται κυρίως στο πρότυπο ISO 9126. Για το σκοπό αυτό θα αναλυθεί το εν λόγω πρότυπο και θα εντοπιστούν οι ιδιαίτερες διαστάσεις των συστημάτων συναίσθησης (τα οποία θα αναλυθούν ως εφαρμογές διαδικτύου). Στη συνέχεια θα ομαδοποιηθούν τα χαρακτηριστικά τους και θα ενταχθούν στα τέσσερα στοιχεία εξωτερικής ποιότητας που προβλέπει το πρότυπο. Ως πεδίο εφαρμογής του πλαισίου θα χρησιμοποιηθεί η πλατφόρμα ASTRA, η οποία θα αξιολογηθεί με βάση αυτό. Για το σκοπό της εργασίας θα αναπτυχθούν και ορισμένες εφαρμογές συναίσθησης με τη χρήση της πλατφόρμας. / This thesis presents a quality evaluation framework for awareness systems. These are Computer Mediated Communication (CMC) systems, which support people’s needs to communicate and enhance their sense of presence. In general, quality is defined by the extent to which the software meets user needs and requirements. Our framework is based on the ISO9126 standard, which includes two quality dimensions, external and internal, and defines a set of quality criteria for each. We have chosen to adopt the end-user standpoint in evaluating awareness systems, thus we model only the four criteria groups of external quality, that is, functionality, usability, reliability and efficiency. Firstly, we present a brief introduction to software quality and the ISO9126 standard. Then, we present presence and awareness systems, and discuss their emergence and the needs they serve. We continue with a broad survey of presence and awareness systems and social software. For each of the surveyed systems (the list includes Facebook, MSN, Twitter, YouTube, LinkedIn et al), we present an extensive list of features, which support user/community management and application management. A comparative table summarizes the features of the systems surveyed. Based on this discussion, we develop the proposed evaluation framework, by listing detailed criteria for each of the four groups of external quality, according to ISO9126. For each group, we list two tables of criteria, one for community management evaluation and one for application evaluation. The criteria are sub-grouped into presentation, navigation, escalation, content, applications, communication, awareness, and connectedness. Each table is followed by a brief explanation of the criteria it contains and the range of values they assume. Then we present in detail ASTRA, the first pervasive CMC system that was designed and developed in order to enhance presence without requiring users to use a computer to join. ASTRA applies a pervasive computing interface on top of a social computing system, which supports community and awareness application management. The focus-nimbus model is used to describe the awareness framework and a novel connectedness theory is validated with the system. Finally, we evaluate and classify the presence and awareness systems, including ASTRA, according to the proposed evaluation framework.

Σήμερα η ανάγκη για δημιουργία ποιοτικών και φθίνων και ανταγωνιστικών βιομηχανικών προϊόντων έχει σαν αποτέλεσμα να χρειαζόμαστε αυτοματισμούς και αυτόματο έλεγχο ηλεκτρικών μηχανών με μεγάλη ακρίβεια και αδιάλειπτη λειτουργία απο διαταραχές του περιβάλλοντος . Επιπλέον το ενεργειακό πρόβλημα που είναι από τα σπουδαιότερα προβλήματα του πλανήτη και του ανθρώπου σήμερα οδηγούν στην ανάγκη ελαχιστοποίησης των ενεργειακών απωλειών με αποτέλεσμα συνήθως να επιθυμούμε λειτουργία των ηλεκτρομηχανικών συστημάτων με μηδενική κατανάλωση/ παραγωγή άεργου ισχύος . Η Ηλεκτρική μηχανή συνεχούς ρεύματος με διέγερση σε σειρά χρησιμοποιείται λόγω των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών της σε πολλές εφαρμογές που χρειάζονται υψηλή ροπή εκκίνησης όπως ανυψωτικά μηχανήματα, σιδηροδρομικά οχήματα. Οι ανορθωτές με ελεγχόμενη έναυση αλλά και σβέση κατά PWM προτιμούνται έναντι των διόδων και των θυρίστορς γιατί μας δίνουν περισσότερες δυνατότητες ελέγχου . Η Μοντελοποίηση , σχεδιασμός συστήματος ελέγχου, ευστάθειας του συστήματος για την μηχανή συνεχούς ρεύματος οδηγούμενης από τριφασικό ανορθωτή ερευνάται. Γίνεται εξαγωγή του μοντέλου, στο τριφασικό σύστημα και στο πλαίσιο park, με βάση την δυναμική ανάλυση Εuler -Lagrange . Για την εξαγωγή του μοντέλου γίνεται ακόμα χρήση του Averaging Analysis . Ανάλυση που βασίζεται στην παθητικότητα μάς δείχνει ότι το σύστημα είναι ευσταθές πεπερασμένης εισόδου-πεπερασμένης κατάστασης. Οι ελεγκτές που αναπτύσσονται σε αυτή τη εργασία είναι ο ασαφής ελεγκτής, ο νευροασαφής που χρησιμοποιούνται ευρέως σε μη γραμμικά συστήματα στην βιομηχανία, ο PI σειριακός (cascade) ελεγκτής που συνηθίζεται στις ηλεκτρικές μηχανές. Τέλος επιχειρείται ο σχεδιασμός ενός PI ελεγκτή με υπολογισμό κερδών από νευροασαφή εκτιμητή. Ο ασαφής ελεγκτής σχεδιάζεται με πρόβλεψη σφάλματος και επιτυγχάνει πολύ καλή ρύθμιση των στροφών και καλό έλεγχο στης αέργου ισχύος, εξομοιώσεις επιβεβαιώνουν την απόδοση του ελεγκτή. Ομοίως ισχύουν για τον νευροασαφή ελεγκτή με το πλεονέκτημα μικρότερου υπολογιστικού χρόνου αλλά μειονεκτεί μεγαλύτερης εμφάνισης ενός μόνιμου σφάλματος. Ο PI σειριακός (cascade) επιτυγχάνει άριστη ρύθμιση αέργου ισχύος και καλή ρύθμιση στροφών ενώ ο PI casacde- Anfis μας δίνει ελαφριά καλύτερα αποτελέσματα αλλά αφήνει αρκετές δυνατότητες για περαιτέρω σχεδιασμό και έρευνα. Επίσης γίνεται κάποια ανάλυση για εξαγωγή συμπερασμάτων ευστάθειας και σύγκλισης για τα σύστημα κλειστού βρόχου. Τα αποτελέσματα τα επιβεβαιώνουμε και τα συγκρίνουμε μέσω εξομοιώσεων. / Nowadays , the demand for precise control in industrial applications require the design and development of advanced controllers. Also the energy problem which is one of the most important global problems lead to the need of high energy efficient systems. In industrial applications in most cases ,due to the energy problem , we desire operation with unity power factor. The dc series connected motor is preferred in many application such as railway and levitating systems due to its high starting torque. We choose the 3 -phase pulse width modulation rectifier because of its many capabilities comparison with thyristor rectifiers. Modeling, control design and stability analysis of series connected dc motor fed by three-phase PWM ac/dc voltage converter are investigated. The designed controllers are fuzzy , neuro fuzzy, PI cascade and Anfis- pi cascade controller. The model is obtained via Euler -Lagrange dynamic analysis. Also we used the averaging analysis in order to determine the dynamic model of the system in a-b-c frame and d-q park's frame. We prove the ISS stability of the open loop system based on passivity analysis. The fuzzy use a predictive logic based on the acceleration of the motor, we result excellent precise control of angular velocity and a satisfied control of reactive power. Neuro Fuzzy controller has the same effectiveness with less computational effort but has a possibility to occur a small permanent error in angular velocity. PI cascade controller has as a result a excellent response at reactive power and good response in angular velocity with more less computational effort. ANFIS -PI cascade controller have a bit better results from PI-cascade controllers but it leaves hopes for more optimum designs in feature. Furthermore there are some stability and convergence analysis for the closed loop system. Simulation results verify the effectiveness of each controller for comparison.

Τα τελευταία χρόνια η αναμφισβήτητα εντυπωσιακή τεχνολογική πρόοδος έχει δώσει τεράστια ώθηση σε ένα ευρύ φάσμα επιστημονικών πεδίων τα οποία βασίζονται σε αυτή, με χαρακτηριστικό παράδειγμα τον τομέα των Τηλεπικοινωνιών. Απόλυτα λογικό αποτέλεσμα είναι η παγκόσμια αγορά να έχει κατακλυστεί από δισεκατομμύρια κινητές συσκευές, η χρήση των οποίων διευκολύνει απίστευτα και την ανάπτυξη της έρευνας στους αντίστοιχους κλάδους. Μία από τις χαρακτηριστικές τεχνολογίες που εκμεταλλευόμενη πλήρως αυτή τη αλματώδη πρόοδο έχει επιφέρει εντυπωσιακά αποτελέσματα είναι η Επαυξημένη Πραγματικότητα. Βασίζεται στην γεφύρωση του χάσματος μεταξύ της εικονικότητας και της πραγματικότητας με ένα μοναδικό τρόπο ενίσχυσης της αντίληψής μας ως προς την τελευταία και με εφαρμογές από το Στρατό και τη Διαφήμιση ως τα ερευνητικά πεδία της Αναγνώρισης Εικόνας και της Εκπαίδευσης. Αυτή της όμως η σημαντικότατη ανάπτυξη γεννά αναπόφευκτα πέρα από την παραγωγή γνώσης και βασικά ερωτήματα που απασχολούν την ερευνητική κοινότητα, ορισμένα εκ των οποίων είναι αν μπορεί η χρήση τεχνικών Επαυξημένης Πραγματικότητας μέσω της αναγνώρισης εικόνας, πέρα από την εξέλιξη του ευρύτερου κλάδου της Υπολογιστικής Όρασης, να συμβάλλει στη βελτίωση μαθησιακών εμπειριών και αν ναι κατά πόσο είναι εφικτή η αντιμετώπιση θεμελιωδών εκπαιδευτικών προβλημάτων, όπως η διάσπαση προσοχής και η έλλειψη διαδραστικότητας. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας προσπαθώντας να δώσουμε ουσιαστικές απαντήσεις στα παραπάνω ερωτήματα δημιουργήσαμε τη διαδραστική εφαρμογή «AugMentor», ειδικά σχεδιασμένη για τις ανάγκες της ξενάγησης των επισκεπτών του Μουσείου Επιστημών του Πανεπιστημίου Πατρών. Έχοντας ενσωματώσει ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον Επαυξημένης Πραγματικότητας εντός της εφαρμογής αναπτύξαμε ένα παιχνίδι κρυμμένου θησαυρού κατά το οποίο οι επισκέπτες του μουσείου δέχονται ένα συγκεκριμένο αριθμό ερωτήσεων οι οποίες βασίζονται στα μουσειακά εκθέματα και αμέσως μετά καλούνται να περιηγηθούν οι ίδιοι στους εσωτερικούς χώρους του. Με βάση την επιτυχή αναγνώριση του κάθε εκθέματος και την προσωποποιημένη απεικόνιση των εκάστοτε απεικονιζόμενων πληροφοριών προσπαθούν να δώσουν απαντήσεις στα ερωτήματα αυτά. Η εφαρμογή AugMentor υλοποιήθηκε για κινητές συσκευές που υποστηρίζουν το λειτουργικό σύστημα Android και πλέον αποτελεί μέρος της μόνιμης ξενάγησης του Μουσείου Επιστημών και Τεχνολογίας. Παρουσιάζουμε μια περιγραφική και αναλυτική μελέτη περίπτωσης χρήσης της εφαρμογής, υλοποιώντας πειραματικά στο Μουσείο Επιστημών μια κανονική ξενάγηση. Χρησιμοποιώντας την εφαρμογή AugMentor οδηγούμαστε σε ασφαλή συμπεράσματα ως προς την επίτευξη του κύριου στόχου υλοποίησής της, ο οποίος είναι το κατά πόσο οι επισκέπτες του μουσείου στην προσπάθειά τους να απαντήσουν τις ερωτήσεις που τους ανατέθηκαν θα μπορούσαν να μάθουν και επιπρόσθετες πληροφορίες για τα εκθέματα, βελτιώνοντας τη μάθηση μέσω της χρήσης κινητών συσκευών. Το πείραμα που πραγματοποιήσαμε χωρίστηκε σε δύο μέρη, το πρώτο βασίζεται στα πρότυπα μιας κανονικής ξενάγησης των επισκεπτών, χωρίς τη χρήση κάποιας εφαρμογής και το δεύτερο στην ξενάγηση μέσω της εφαρμογής AugMentor. Στους επισκέπτες δόθηκαν αντίστοιχα ερωτηματολόγια και στις δύο περιπτώσεις και στη συνέχεια αξιολογήθηκε συγκριτικά η συμβολή της εφαρμογής AugMentor στη συνολική εμπλούτιση της μουσειακής εμπειρίας ενός επισκέπτη. / Over the last few years the indisputably outstanding technological advances have given a huge boost to a wide range of scientific areas of study that are based on it. A typical example can definitely be considered the one associated with Telecommunications. An utterly rational outcome constitutes the fact that global market is overwhelmed by billions of mobile devices, the use of which facilitates to a large extent the whole research development towards those fields. An iconic technology that fully exploiting this rapid progress has brought about impressive results is Augmented Reality. Augmented Reality is based on bridging the gap between virtuality and reality in a unique way to enhance our perception as to the latter and its applications vary from Army and Advertisement to the research fields of Image Recognition and Education. It is exactly the impressive growth of Augmented Reality which inevitably generates essential questions that research community has to deal with. Some of these questions are whether the use of Augmented Reality techniques, through Image Recognition, apart from the wider development of Computer Vision, can help improving learning experiences and if so to which extent it is possible to address fundamental educational problems, such as distractibility and lack of interactivity. In this master thesis, trying to give substantial answers to these questions we have created the interactive application «AugMentor», specially designed for the tour needs of Museum of Science and Technology, located in University of Patras. Having incorporated an integrated Augmented Reality environment inside this application, we developed a treasure hunt game in which visitors receive a certain number of questions closely related to museum’s exhibits and afterwards they have to wander within its interiors. Based on the successful recognition of each exhibit and personalized display of each respective information, visitors attempt to answer these questions. AugMentor is implemented for mobile devices that support the Android operating system and is now part of permanent museum guidance. Our main objective is improving Mobile Learning, which is learning through the use of mobile devices. We present a sufficient case study, selecting Museum of Science and Technology as an experimental space so as to determine the degree to which AugMentor application can practically contribute to this purpose. One of our key points towards this perspective was estimating the amount of totally imparted knowledge, since involving students with a significant pool of knowledge provides them with a motivation to have an active role during their guidance. The experiment we conducted was divided into two parts, the first one was based on the standards of a normal tour of visitors without using any application and the second one was based on a tour using AugMentor application. Guests are respectively given questionnaires in both cases and then we assessed AugMentor’s relative contribution to the overall implementation regarding enriching the museum experience of a visitor.

Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη μεθοδολογίας προσδιορισμού της κατανομής της σκληρότητας και του βάθους διείσδυσης της σκλήρυνσης που προκαλείται σε ένα εξάρτημα το οποίο έχει υποστεί Σκλήρυνση μέσω Λείανσης (Grind-Hardening). Η διεργασία Σκλήρυνσης μέσω Λείανσης είναι μία νέα επιφανειακή θερμική κατεργασία η οποία χρησιμοποιεί την θερμότητα που αναπτύσσεται στην ζώνη λείανσης για την θερμική κατεργασία του κομματιού. Η παρούσα διατριβή επικεντρώνεται στην ανάπτυξη μαθηματικών μοντέλων ικανών να προβλέψουν τα διάφορα χαρακτηριστικά της διεργασίας (δηλ. τη τοπογραφία της επιφάνειας του λειαντικού τροχού, τις δυνάμεις κατεργασίας, την παραγωγή και τον επιμερισμό της θερμότητας και την θερμοκρασιακή κατανομή). Τα μοντέλα αυτά συνδυαζόμενα επιτρέπουν τον προσδιορισμό της κατανομής σκληρότητας και του βάθος δι-είσδυσης της σκλήρυνσης συναρτήσει των παραμέτρων της διεργασίας και των χαρακτηριστικών του λειαντικού τροχού που χρησιμοποιείται. Παράλληλα, η εφαρμογή των μοντέλων αυτών οδηγεί σε χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με τα όρια εφαρμογής της διεργασίας. Μετά την επιβεβαίωση των θεωρητικών προβλέψεων, εξάχθηκε βάση δεδομένων υπολογισμού του βάθους διείσδυσης της σκλήρυνσης συναρτήσει της ροής θερμότητας στο κομμάτι και των παραμέτρων της διεργασίας. Η μεθοδολογία που αναπτύχθηκε εφαρμόστηκε για την περίπτωση σκλήρυνσης οδηγών κύλισης (raceway). Το σημαντικότερο συμπέρασμα που προκύπτει από την συγκεκριμένη διατριβή είναι ότι η διεργασία σκλήρυνσης μέσω λείανσης μπορεί να θεωρηθεί αρκετά «ώριμη» ούτως ώστε να μπορεί να εισαχθεί στην βιομηχανική πρακτική για την επιφανειακή σκλήρυνση εξαρτημάτων. Τα διάφορα χαρακτηριστικά της διεργασίας μπορούν να προβλεφθούν ενώ τέθηκαν οι βάσεις δημιουργίας ενός συστήματος παρακολούθησης και προγραμματισμού της διεργασίας. / The objective of the present study is the development of a methodology capable of predicting the hardness distribution and the hardness penetration within a grind-hardened workpiece. Grind-hardening is a novel-alternative surface hardening process that utilizes the heat generated in the grinding zone for the heat treatment of the workpiece material. The present work has employed analytical and numerical modeling techniques for describing the characteristics and output of the process, i.e. the topography of the grinding wheel, the process induced forces, the heat generation and partition and the temperature distribution within the work-piece. These models when coupled allow the estimation of the hardness distribution and the hardness penetration depth as a function of the process parameters and the characteristics of the grinding wheel. Additionally, through the process modeling, the process limitations are identified. After proving the validity of the theoretical predictions, the coupled models were utilized for the extraction of a data base providing the hardness penetration depth as a function of the heat flow entering the workpiece and the process parameters. The developed methodology was used for programming the grind-hardening of raceways. The main conclusion of this work is that grind-hardening process can be nowadays introduced in the industrial practice. The methodology developed, allows the prediction of the process outcome and can be used in the future for setting up an on-line monitoring system and / or develop an off-line process programming system.