Genom att studera olika kommunikationsprotokoll kunna svara på vad det är som gör att ett visst protokoll är bäst anpassat för att användas mellan mobila enheter och IoT-enheter. I arbetet användes en kvalitativ litteraturstudie för att ge en grundlig teoretisk bakgrund samt en experimentell studie där ett par teorier undersökts ifall de stämmer med resultaten ifrån verkligheten. De fem faktorerna kompatibilitet, batteritid, frekvens, räckvidd och tillförlitlighet undersöktes hos kommunikationsprotokollen Bluetooth Low Energy (BLE), Närfältskommunikation (NFC) och Wi-Fi. Dessa tre valdes eftersom de stöds av nyare mobila plattformar idag. Kommunikations-protokollen analyserades sedan gentemot olika användningsområden inom IoT, eftersom påståendet vad som är bäst anpassat beror på vad situationen kräver för egenskaper. En systemutvecklare som ska välja kommunikationsprotokoll till en IoT-tillämpning och läser denna rapport bör själv jämföra de olika protokollen mot varandra inom de fem faktorerna för att kunna avgöra vilket protokoll som passar bäst inom dennes situation. I arbetet utfördes endast experimentella studier på BLE på grund av begränsningar inom utrustningen. Ytterligare experiment inom NFC och Wi-Fi skulle ge ett bredare perspektiv med fler infallsvinklar. / By studying different communication protocols respond to what it is that makes a certain protocol best suited for use between mobile devices and IoT devices. This study used a qualitative literature study to create a proper theoretical background and an experimental study where two theories were investigated in whether they matched wih the results from the reality. The five factors compatibility, battery loss, frequency, range and reliability were investigated in the communication protocols Bluetooth Low Energy (BLE), Near field communication (NFC) and Wi-Fi, these three because they are supported by newer mobile platforms today. The communication protocols were then analysed against various uses in the IoT, since the claim what it is that makes it best suited depends on what the situation requires. A system developer that is about to select the communication protocol to use in an IoT application and reads this study should compare the different protocols to each other within the five factors to determine which protocol is best suited for his situation. This study only performed experimental studies on BLE because of limitations in the equipment. Additional experiments on NFC and Wi-Fi would provide a wider perspective.

This thesis aims to develop an e-health embedded system with a real-time operating system (RTOS), which allows users to monitor their body condition, including heart rate and breath, through Bluetooth Low Energy (BLE). Meanwhile, the device is also able to provide guidance for breathing by simulating breathing according to given parameters. In practice, the system samples the heart rate every two milliseconds. To ensure reliability and validity, results are expected to be sent in realtime. However, numerous data cannot be transmitted directly without being processed. Otherwise, the system will crash, and hard faults will occur. A general idea to solve this problem is to classify messages into two categories based on the priority. One is urgent, and the other is unimportant. Two solutions are proposed, one using a unidirectional linked list, and the second using queues. Based on an ARM micro-controller, the e-health embedded system is designed and implemented successfully. The evaluation results show that the solution using a linked list is suitable for the system, while the solution using queues is unable to solve the problem. With the help of the message classification, the urgent messages can be timely transmitted with continuous data. / Avhandlingen syftar till att utveckla ett e-hälso-inbyggt system med ett realtidsoperativsystem (RTOS), som gör det möjligt för användare att övervaka sitt kroppstillstånd, inklusive hjärtfrekvens och andetag, genom Bluetooth Low Energy (BLE). Samtidigt kan enheten också ge vägledning för andning genom att simulera andning enligt givna parametrar. I praktiken samplar systemet hjärtfrekvensen varannan millisekund. För att säkerställa tillförlitlighet och giltighet bör resultaten skickas i realtid. Annars kraschar systemet och allvarliga fel uppstår. En allmän idé för att lösa detta problem är att klassificera meddelanden i två kategorier baserade på prioritering, en är brådskande och den andra är obetydlig. Två lösningar föreslås, en med hjälp av riktad länkad lista och en annan implementerad med hjälp av köer. Resultatmässigt, baserat på en ARM-mikrokontroller, är det inbyggda e-hälsosystemet framgångsrikt designat och konfigurerat. Lösningen med en länkad lista är lämplig för systemet, medan lösningen som implementeras med köer fortfarande inte kan lösa problemet. Med hjälp av meddelandeklassificeringen är de brådskande meddelandena inte ens försenade med kontinuerlig data.

Indoor Positioning System (IPS) are becoming more common in many areas such as retail, warehouses, smart facilities, and manufacturing.In recent years, Bluetooth Low Energy (BLE)-based IPS has become increasingly popular due to its low cost and low energy consumption. One of the more recent updates, Bluetooth 5.1, provides the ability to compute the location using Angle of Arrival (AoA) or Angle of Departure (AoD). These new features have allowed for better positioning accuracies, where AoA-based positioning has shown sub-meter accuracy. An application area for BLE-based IPS is retail stores where the technology can benefit both the store and its customers. This thesis investigates how to populate a database to be used with an IPS in a real-life store. The assumption is that customers will have BLE equipped devices and run an application that will send the properly formatted BLE advertisements, such that an BLE IPS can locate the user in the store. Additionally, we assume that the application can use the device's e-compass or other means to determine in which direction the user's device is oriented. Based on the position and orientation of the user, the software is assumed to access a database to know what item(s) are near the customer. However, the question remains of how did this data get into the database? This degree project explores this in detail and assesses the amount of time and effort needed to populate this database and the amount of time and effort needed to keep this database up to date. This project followed an iterative Design Science Research (DSR) methodology where the artifact is the database. A relational database was used as they are widely used and joins can easily be performed and it is easy to modify existing tables. The application was developed in Spring Boot and React. Amazon Web Services (AWS) was used to host and provide the necessary services for the database and application. The result showed that the estimated time needed to populate the database in a supermarket with a sales area of 5300 m2, 36623 products, and 220 containers is 106.64 hours and 107.13 hours in the worst case assuming a walking speed of 1.4 m s-1. Updating a product would take 10.34 s and 10.37 s if the time it takes for a staff member to walk to the place where the product is located is excluded. / Inomhuspositioneringssystem (IPS) har blivit allt vanligare inom många områden. De senaste åren har Bluetooth Low Energy (BLE)-baserad inomhuspositionering blivit mer populärt på grund av egenskaper som låg kostnad och låg energikonsumption. En av de senaste versionerna; Bluetooth 5.1 kan beräkna positionen med hjälp av ankomstvinkeln (eng. Angle of Arrival (AoA)) och utgångsvinkeln (eng. Angle of Departure (AoD)). Angle of Arrival (AoA)-baserad positionering kan uppnå en noggrannhet under 1 m. Ett Bluetooth Low Energy (BLE)-baserat IPS kan tillämpas i butiker där det kan gynna både butikens medarbetare och dess kunder. Detta examensarbete kommer att undersöka hur en databas som ska användas med ett IPS i en butik kan populeras. Antagandet i detta projekt är att kunderna kommer ha BLE utrustade enheter som kör ett program som tillåter att användaren kan lokalisera sig i butiken. Dessutom antar vi att applikationen kan använda enhetens e-kompass eller annan hårdvara för att kunna avgöra i vilken riktning användarens enhet är orienterad. Baserat på användarens position och riktning, antas det att mjukvaran kan komma åt databasen och veta vilka produkter som ligger i närheten av kunden. Dock kvarstår frågan: Hur sparades denna data i databasen? Det här examensarbetet kommer alltså att undersöka hur en databas i en butik kan vara uppbyggd om vi utgår från antagandet att BLE är tillämpat i butiken. Vi kommer även bedöma hur mycket tid som krävs för att populera en databas och hålla denna databas uppdaterad. Ett iterativ arbetsätt tillämpades i examensarbetet. I projektet användes en relationsdatabas eftersom det är enkelt att utföra join-operationer och uppdatera tabbeller i databasen. Applikationen som skapades tillhandahåller funktioner för att spara, uppdatera, radera och söka produkter i databasen. Frontend var kodad i React och backend var kodad i Spring Boot. Amazon Web Services (AWS) molntjänser och deras verktyg användes för att köra applikationen och databasen. Resultatet visade att populera en databas med produkter i en mataffär med en säljyta på 5300 m2, 36623 produkter, och 220 behållare (hyllor, kylskåp, etc.) tog 106.64 timmar i bästa fall och 107.13 timmar i värsta fall om vi antar en gångfart i 1.4 m s-1.

Device Firmware Upgrade (DFU) is now widely used on PC and smartphones for users to enjoy the latest applications. The project is derived from the new device of Yohoo and the firmware embedded in the system. This system can guide users on how to breathe through multiple sensory effects to reduce the harm from excessive stress. In order to be applied by different people, some breathing courses and personal settings will be used in the system, which makes the upgrade of the internal firmware of the device more important. However, the firmware upgrade for some embedded devices is not as rapid and convenient as PC and smartphones, which is still erasing and then programming the whole storage. This is a waste of time and meaningless wear to the entire device. In order to solve this problem and improve the efficiency of the firmware upgrade, the partial firmware upgrade is proposed in this project, and the storage method of new codes is improved to get better performance during the partial DFU process. The idea of wear leveling is introduced to extend the lifetime of the internal storage. As a result, the partial firmware upgrade feature was successfully designed and implemented, and integrated and tested on new devices. At the end of this work, the prototype system of the embedded software based on the nRF52832 microcontroller has basically been designed, improved and tested, and some functions which need to be updated instead of the whole firmware can be transmitted via Bluetooth and work normally. For the specific case of partial DFU, the firmware package size that maximizes the update efficiency is obtained through testing. In addition, the flash module in the chip has been divided into multiple portions for the update. The wear-leveling method ensures that when a certain function is updated multiple times, one certain part of the flash will not be overused, but the entire block will be used uniformly to alleviate the adverse effects of data abnormality or loss caused by damaged bits of the flash memory. In addition, the lifetime of the flash memory is prolonged and the industrial waste is reduced at the same time. / Device Firmware Upgrade (DFU) används nu allmänt på PC och smartphones för att användare ska kunna njuta av de senaste applikationerna. Projektet kommer från den nya enheten till Yohoo och den inbyggda programvaran i systemet. Detta system kan vägleda användare om hur man kan andas genom flera sensoriska effekter för att minska skadan från för hög stress. För att kunna tillämpas av olika personer kommer vissa andningskurser och personliga inställningar att användas i systemet, vilket gör uppgraderingen av enhetens interna firmware viktigare. Firmwareuppgraderingen för inbäddade enheter är dock inte lika snabb och bekväm som PC och smartphones, som fortfarande raderar och sedan programmerar hela lagringsutrymmet. Detta är slöseri med tid och meningslöst slitage på hela enheten. För att lösa detta problem och förbättra effektiviteten för uppgradering av firmware föreslås partiell uppgradering av firmware i detta projekt, och lagringsmetoden för nya koder förbättras för att få bättre prestanda under den partiella DFU-processen. Idén om slitstyrning införs för att förlänga livslängden för den interna lagringen. Som ett resultat designades och implementerades delvist firmware uppgraderings funktionen och integrerades och testades på nya enheter. I slutet av detta arbete har prototypsystemet för den inbäddade programvaran baserat på mikrokontrollern nRF52832 i princip utformats, förbättrats och testats, och vissa funktioner som måste uppdateras istället för hela firmware kan överföras via Bluetooth och fungera normalt. För det specifika fallet med delvis uppgradering erhålls firmwarepaketets storlek som maximerar uppdateringseffektiviteten genom testning. Dessutom har flashmodulen i chipet delats upp i flera delar för uppdateringen. Slitstyrningsmetoden gör att när en viss funktion uppdateras flera gånger kommer en viss del av blixt inte att överanvändas, men hela blocket kommer att användas enhetligt för att lindra de negativa effekterna av data i normalitet eller förlust orsakat av skadade bitar av flashminnet. Dessutom förlängs flashminnets livstid teoretiskt och industriavfallet minskas samtidigt.

The work done in this report as requested by H&D Wireless is performed by using an already developed real time positioning system called Griffin Enterprise Positioning Service and integratingit with ultrasound sensors for presence detection in order to enable assets to park in a visualized environment being actualized by tagging the asset with radio technology hardware. The testing environment was deployed with radio technology hardware equipped for transmitting and receiving radio signals for position estimation of tagged objects where hardware tags emits radio signals being received by sensing radio technology chips called sensepoints which also serves as communication links for further data processing.The thesis focus is on evaluating how different radio technologies combined with different positioning techniques perform in terms of accuracy and precision in positioning tests to assess eachones positioning performance characteristic and the technologies upsides and downsides.This was firstly evaluated by comparing three different technology positioning techniques based on one for Bluetooth Low Energy and two using Ultra Wideband technology being subject to generic tests including a static, dynamic and a walking positioning test for each technology.These initial tests were utilized as a foreground to evaluate which of the two positioning techniques based on Ultra Wideband technology that would compete in the parking tests alongside Bluetooth Low Energy that would serve as the primary objective to accomplish in the thesis.A final implication on parking tags between the two technologies is that Bluetooth Low Energy had to be implemented with higher requirement restrictions for parking due to insufficient relative accuracy and precision in parking positioning which also limited its ability to be parked in alternative manners explored but with power efficiency as a highly valuable aspect for consideration of this technology. Parking tag using Ultra Wideband technology proved highly successful as it saw large distance margins to be allowed parking in all test cases as well as exhibiting sufficient positioning performance to be considered for alternative parking methods without risk of exposure for failed attempts of parking. / Arbetet utfört i denna rapport på order av H&D Wireless utfördes genom att använda en redan utvecklat realtids positionerings tjänst vid namn Griffin Enterprise Positioning Service och integreradetta system med ultraljudssensorer för närvaro upptäckning för att på så sätt göra det möjligt för tillgångar att parkera i en visualiserad miljö möliggjord av att märkta tillgångar, också kallade taggar, med radioteknologisk hårdvara. Test miljön var utformad med radioteknologisk hårdvara föratt kunna sända och ta emot radio signaler för positionerings estimering av märkta objekt där dessa taggar utsänder radio signaler som upptas av kännande radioteknologiska chip som kallas för sensepoints vilka också tjänar som kommunikationslänkar för vidarearbetning av data.Uppsatsen fokuserar på att utvärder hur radioteknologierna Bluetooth Low Energy och Ultra Wideband tillsammans med förbestämda positionerings tekniker presterar i termer av noggranhet och precision i positionerings tester för att kunna bedöma varderas positionerings karakteristiska prestanda och teknologiernas fördelar och nackdelar. Detta påbörjades genom att utvärdera tre olika teknologiska positioneringstekniker baserade på en med Bluetooth Low Energy och två med Ultra Wideband teknologi som utsattes av generiska tester,som inkluderar ett statisk, dynamiskt och gående positionerings test genomfört för vardera teknologi. Dessa initiala tester användes som grund för att utvärdera vilka två av positionerings teknikerna baserade på Ultra Wideband teknologi som skulle utgöra kandidat i parkerings testerna vid sidan om Bluetooth Low Energy vilket var det primära målet att genomföra i uppsatsen.En följd av att parkera taggar mellan de två teknologierna var att Bluetooth Low Energy krävde högre restriktioner vid implementering för parkering eftersom den uppvisade relativ otillräcklig noggranhet och precision i dess parkerings positionering vilket också begränsade dess förmåga att kunna parkera med alternativ parkings metoder förslagna i rapporten medan dess låga effektförbrukning som en fördelaktig aspekt vid övervägande av tekniken. Att parkera en tagg med Ultra Wideband teknologi demonstrerade framgångsrika resultat då den såg stora avståndsmarginaler för att tillåtas parkera i alla testfall såväl som uppvisande av tillräcklig hög positionerings prestanda för att kunna övervägas med alternativa parkerings metoder utan risk för misslyckade försök till att bli parkerad.

Logging plays a crucial role in debugging endeavors, assisting technicians in identifying errors and improving the overall sustainability of electrical systems. This thesis focuses on integrating local logging capabilities into the Balise Transmission Module (BTM), a legacy control system that lacks such features. The project also aims to incorporate real-time remote logging functionalities. It should be noted that the BTM does not have power output, necessitating the logging system to derive energy from existing signals while ensuring the safe operation of the control system. The thesis starts by introducing the project’s context, then explains the system architecture and relevant background information. Subsequently, it delves into the design aspects of a power supply that efficiently extracts energy from the control system. Additionally, the thesis explores wireless data transfer solutions and local data storage alternatives, addressing other pertinent details related to the logging system. Finally, it presents an evaluation of the design and an analysis of the results. The power supply design was developed to incorporate in-rush current limiting, a buck converter, and current limiting mechanisms to ensure the safe operation of the BTM. Through simulations, this thesis demonstrates that the power supply can operate within the safe boundaries of the BTM while efficiently harnessing sufficient current to power the system. The wireless transmission protocols investigated in this study were Bluetooth Low Energy (BLE) and WiFi. The thesis evaluates BLE as sufficiently power-efficient but identifies throughput limitations due to the raw data generated by the BTM exceeding the available throughput. On the other hand, WiFi exhibits no throughput issues but consumes excessive power, making it unsuitable for legacy versions of the BTM. Flash memory was designed and implemented as a feasible solution for local storage. / Loggning spelar en avgörande roll i felsökning, vilket underlättar felidentifiering och förbättrar den övergripande hållbarheten för elektiska system. Detta arbete belyser processen att integrera lokala loggningsfunktioner i ett specifikt äldre kontrollsystem, Balise Transmission Module, som helt saknar sådana funktioner. Dessutom strävar projektet efter att integrera realtidsfunktioner för fjärrloggning. I detta särskilda fall saknar det äldre kontrollsystemet utgångseffekt, vilket kräver att loggningssystemet utnyttjar energi från befintliga signaler, utan att påverka kontrollsystemets drift. Arbetet inleds med att introducera projektets sammanhang, följt av en exposition av systemarkitekturen och relevant bakgrundsinformation som är associerad med denna arkitektur. Därefter går arbetet in på designaspekterna av strömförsöjningen som effektivt utvinner energi från kontrollsystemets befintliga signaler. Dessutom utforskas den trådlösa dataöverföringen och alternativ för lokal datalagring, och tar upp andra relevanta detaljer för loggingsystemet. Slutligen presenterar arbetet en utvärdering av designen och en analys av resultaten. Strömförsörjningsdesignen utvecklades för att inkludera begränsning av startström, en buck-omvandlare och strömbegränsningsmekanismer för att säkerställa säker drift av BTM. Genom simuleringar visar detta arbete att strömförsörjningen kan fungera inom de säkra gränserna för BTM samtidigt som den effektivt utvinner tillräcklig ström för att driva systemet. De trådlösa överföringsprotokoll som undersöktes i denna studie var Bluetooth Low Energy (BLE) och WiFi. Arbetet utvärderar BLE som tillräckligt energieffektivt, men identifierar genomströmningsbegränsningar på grund av att den råa data som genereras av BTM överstiger den tillgängliga genomströmningskapaciteten. Å andra sidan uppvisar WiFi inga genomströmningsproblem men förbrukar överdriven ström, vilket gör det olämpligt för äldre versioner av BTM. Flash-minne designades och implementerades som en genomförbar lösning för lokal lagring.

The aim of the thesis is analysis and inventory security risks of Bluetooth technology, assembly Bluetooth adapter and proposal and poposal of testing procedures, which will helps evaluate security of tested device.

The diploma thesis deals with the implementation of own design of an electronic security system with the possibility of extension with the elements of home automation. The control panel is built using the Raspberry Pi3 B+ with a touch screen that communicates with the sensors using Bluetooth Low Energy technology.

This master thesis deals with the integration of new devices from the manufacturers Revogi, Tabu Lumen, Sonoff and HomeMatic into the BeeeOn Gateway software. The theoretical part deals with the architecture of the BeeeOn Gateway software and describes the characteristics, behavior and way of communication with devices from the above mentioned manufacturers. This part of thesis also contains a description of the communication technologies used by these devices. They include Bluetooth Low Energy, the WiFi and the 868 MHz radio. The practical part mentions the way of extension of BeeeOn Gateway software to modules that implement support for smart devices. This section also describes how the correctness of implementation was verified and testing of the entire BeeeOn Gateway software. The testing of gateway is performed by unit and integration tests, which verify the behavior of individual gateway components as well as the whole gateway.

The goal of the thesis was an analysis of IoT communication protocols, their vulnerabilities and the creation of a suitable anomaly detector. It must be possible to run the detector on routers with the OpenWRT system. To create the final solution, it was necessary to analyze the communication protocols BLE and Z-Wave with a focus on their security and vulnerabilities. Furthermore, it was necessary to analyze the possibilities of anomaly detection, design and implement the detection system. The result is a modular detection system based on the NEMEA framework. The detection system is able to detect re-pairing of BLE devices representing a potential pairing attack. The system allows interception of Z-Wave communication using SDR, detection of Z-Wave network scanning and several attacks on network routing. The system extends the existing detector over IoT statistical data with more detailed statistics with a broader view of the network. The original solution had only Z-Wave statistics with a limited view of the network obtained from the Z-Wave controller. The modular solution of the system provides deployment flexibility and easy system scalability. The functionality of the solution was verified by experiments and a set of automated tests. The system was also successfully tested on a router with OpenWRT and in the real world enviroment. The results of the thesis were used within the SIoT project.