Denna rapport behandlar konstruktion och testning av ett modul- och haptikbaserat navigeringssystem avsett för synnedsatta. Projektet har delvis finansierats av Ögonfonden och har utförts vid Umeå universitet. Idén om haptikbaserade navigeringssystem är inte ny och arbetet har därför lutat sig mot tidigare forskning, exempelvis forskning utförd av Daniel Innala Ahlmark et al. vid Luleå tekniska universitet. Det som dock inte hittas vid granskning av tidigare forskning är en modulbaserad implementering. Uppsatta krav inkluderar skapande av en sensormodul med rimlig spatial upplösning, en vibrationsmodul som avkodar synfältet samt att en pilotstudie som testar dessa moduler skulle upprättas. Modulerna bestod bland annat av mikrokontrollern STM32L072KZT6 och lasersensorn VL53L5CX. Bluetooth har använts för att skapa en trådlös UART-brygga mellan modulerna. Prototypen skapades på perfboards och mjukvaran skrevs i C. Resultat från pilotstudien visade att testpersonerna kände tillit till systemet samt fann det hjälpsamt vid navigering. Ingen tidsvinst kunde dock observeras. Avslutningsvis har detta arbete visat att det är möjligt att skapa ett modul- och haptikbaserat navigeringssystem men att vidareutveckling krävs för att realisera detta. Vad som behöver göras för att öka prestandan i just denna modulbaserade implementering har dock konstaterats. / This paper describes the construction and testing of a module and haptic based navigation system aimed for visually impaired persons. The project is partly founded by Ögonfonden and has been carried out at Umeå University. Research in haptic based navigation systems isn’t entirely new and thus the project has looked into previous research for instance the one performed by Daniel Innala Ahlmark et al. at Luleå University of Technology. However, no module based approach has been found when reviewing previous research. Set criteria for the project includes the creation of a sensor module with acceptable spatial resolution, a haptic module decoding the field of view and a pilot study testing the system. The modules include components such as the microcontroller STM32L072KZT6 and the laser sensor VL53L5CX. Bluetooth was used to create a wireless UART bridge between the modules. The prototype was constructed on perfboards and the software was written in C. Results from the pilot study shows that the test persons felt a trust for the system and found it helpful for navigating. However, no time gain was found. Finally, this project has shown that it’s possible to create a modular haptic based navigation system, however, more development is needed to actualize this. Nonetheless, what needs to be done to increase the performance in this particular module based implementation is evident.

The work is about developing an existing product in a company. The productis AnyBus Communicator used to connect two serial devices with differentindustrial network interfaces. The development involves combining theexisting product with a BLE-module and an antenna. Wireless technologyopens up various possibilities and plays a significant role in complexenvironments. Today, communication occurs through an Ethernet cable. Theproject's goal is to design a circuit for the BLE-module integrated into theproduct's PCB. The goal also includes presenting a choice of antenna and aplastic-type for antenna enclosure that can be used in future development ofthe product. The work began with the evaluation of the BLE-module, wherea communication test was performed to test the BLE-module's properties.Several tests were performed using Network Analyzer to select a suitableantenna from three different antennas. The antennas were tested with twodifferent types of plastic designed using Solidworks, to present a choice ofthe type of plastic to be used during all tests in the development process.Presenting an electrical schematic and PCB for the wireless AnyBusCommunicator was a goal of the project. Since it was impossible to combinethe BLE-module with the product in the same PCB, it was decided to designa separate circuit that illustrates how the BLE-module will be connected tothe product in the future. The project resulted in a proposal for both an antennaand a plastic-type. A prototype circuit has also been designed for the BLEmodule. The choice of antenna and plastic-type was based on the best valuewhen measuring return loss values. The type of plastic chosen will not be usedin the finished product but is a way to test antenna functionality against 3Dprinted plastics. This is considered to be a cheaper solution that gives a similarresult compared to the enclosure used in the product. A finished design of thecircuit board has been implemented. However, it could not be tested due tothe company having a difficult situation to produce ordinary circuit.Therefore, it can be concluded that the work had relevant proposals and wasa forward step in the development process. / Arbetet handlar om att utveckla en befintlig produkt på ett företag. Produktenär en AnyBus Communicator som används för att koppla upp två seriellaenheter som har olika industriella nätverksgränssnitt. Utvecklingen innebäratt kombinera befintliga produkten med en BLE-modul och en antenn. Idag sker kommunikationen med en Ethernet-kabel. Målet med projektet äratt designa en krets för BLE-modulen som skall integreras i produktens PCB.Målet omfattar också att presentera ett val av antenn och en plasttyp förantennkapsling som kan användas i framtida utvecklingen för produkten. Arbetet inleddes med utvärdering av BLE-modulen, där ettkommunikationstest utfördes för att testa BLE-modulens egenskaper. Ettantal tester genomfördes med hjälp av nätverksanalysator för att kunna väljaen lämplig antenn utav tre olika antenner. Antennerna testades med två olikaplasttyper som är designade med hjälp av Solidworks, för att senarepresentera ett val av plasttypen som skall användas under alla tester iutvecklingsprocessen. Att presentera ett elschema och PCB för den trådlösaAnyBus Communicator var ett mål för projektet. Eftersom det inte var möjligtatt kombinera BLE-modulen med produkten i samma PCB, bestämdes det attdesigna egen krets för BLE-modulen som illustrerar hur den skall kopplas tillprodukten i framtiden. Projektet resulterade i ett förslag både på en antenn och plasttyp. En prototypkrets har även designats för BLE-modulen. Antennens och plasttypens val baserades på bästa värde vid mätning avreturförlustvärden. Plasttypen som valdes kommer inte att användas i denfärdiga produkten, utan det är ett sätt att testa antennfunktionalitet mot 3Dprintade plast. Det anses vara en billigare lösning som ger ett liknande resultatjämfört med kapslingen som används i produkten. En färdig design påkretskortet har genomförts men kunde inte testats på grund av att företagethar en besvärlig situation att få in vanliga produktionskort i dagsläget. Därförkan slutsatsen dras att arbetet hade relevanta förslag och var ett steg iutvecklingsprocessen.

During the last decade sensor networks and Internet of Things have been gaining a lot of attention. One area where it is still fairly unused is to manage work environments. With sensor networks and Internet of Things devices it is possible to measure and control noise levels, air quality and most other aspects of reality. In this thesis a system for managing a work environment is designed and implemented. The thesis conducted a case study at Internationella Engelska Gymansiet Södermalm, where a test system was installed to find out how it would affect the work environment, and how the users of the system react to it. The results from the essay shows that it is possible to manage some aspects of work environments if the users have the intention of using the system. / Under det senaste årtiondet har sensornätverk och Internet of Things fått alltmer uppmärksamhet. Ett område där dessa två inte har brett ut sig väldigt mycket ännu är arbetsmiljöer. Med sensornätverk och Internet of Things enheter är det möjligt att mäta och kontrollera ljud nivåer, luftkvalitet och nästan alla andra aspekter av verkligheten. I denna studie designas och implementeras ett system för hanteringen av en arbetsmiljö. En fallstudie genomfördes på Internationella Engelska Gymansiet Södermalm. Där ett testsystem installerades för att ta reda på hur det skulle påverka arbetsmiljön, samt hur användarna skulle reagera på systemet. Resultatet från studien pekar på att det är möjligt att hantera vissa aspekter av arbetsmiljöer om användarna har för avsikt att använda systemet.

Företag kan ha produktionsanläggningar på ett antal olika platser runt om i världen. Den industriella utrustningen som används i anläggningarna innehåller ofta någon form av inbyggt system som kräver underhåll eller övervakning vid jämna mellanrum. Utrustningen kan vara tekniskt avancerad och därför måste underhållet skötas av en servicetekniker. Mindre leverantörer av industriella utrustningar har inte alltid möjlighet att ha serviceorganisationer i varje land då detta innebär en extra kostnad. Det hade därför varit fördelaktigt med ett kompletterande kommunikationssystem som fungerar som en mellanhand mellan servicetekniker och målsystem som kan befinna sig på skilda platser.Kommunikationssystemet som tagits fram i detta projekt fungerar som en typ av fjärrövervakning där det är möjligt att utföra fjärravläsning samt ändra inställningar på distans. Syftet med examensarbetet är därför att utveckla en enkel och kostnadseffektiv enhet avsedd för fjärrövervakning av utrustningar innehållande inbyggda system.Examensarbetet resulterade i en kostnadseffektiv prototyp av en övervakningsenhet, baserad på enkortsdatorn Raspberry Pi, som kan kopplas in till ett målsystem när service behövs. I projektet testades kommunikationssystemet mot ett målsystem baserat på enkortsdatorn Arduino Uno. Övervakningsenheten har möjlighet att kommunicera med målsystemet via tre olika sätt: RS-232, JTAG samt kommunikation via GPIO-pinnar. Dessa kommunikationssätt kan användas till olika ändamål då kommunikationssätten är användbara för olika tillämpningar och kan därmed möjliggöra implementering av många olika funktioner. Kommunikationssätten är dessutom välanvända och passar till många olika målsystem. Servicetekniker har två tillgängliga användargränssnitt för att interagera med övervakningsenheten. Det primära användargränssnittet är ett webbgränssnitt där utdata från målsystemet kan övervakas samt att det finns möjlighet att ställa in olika inställningar. Det andra användargränssnittet består av fjärrstyrning av övervakningsenheten där funktioner finns för att utföra felsökning (eng. debugging) samt möjlighet att ladda in ett nytt program på målsystemet. / Companies can have production plants in a variety of locations around the world. The industrial equipment used in facilities often includes some form of built-in systems which require maintenance or monitoring at regular intervals. The equipment can be technologically advanced and therefore maintenance must be performed by a service technician. Smaller suppliers of industrial equipment are not always able to have service departments in each country, which often means an additional cost. It would therefore be advantageous with an additional communication system that acts as an intermediary between the service technician and the target system that can be located in different places.The communication system developed in this project acts as a kind of remote monitoring where it is possible to perform remote reading, and change different settings remotely. The purpose of this study is therefore to develop a simple and cost effective device designed for remote monitoring of equipment containing embedded systems.The study resulted in a cost-effective prototype, based on the single board computer Raspberry Pi, of a monitoring device that can be connected to a target system when service is needed. The communication system was tested throughout the project on a target system based on the single board computer Arduino Uno. The monitoring unit is able to communicate with the target system via three different ways: RS-232, JTAG and communication via GPIO-pins. These communication methods can be used for different purposes as these communication methods are useful for various applications and can thus enable implementation of many different functions. The communication methods are also widely used and suitable for many different target systems. Service technicians have two available user interfaces for interacting with the monitoring unit. The primary user interface is a web interface where the output of the target system can be monitored and that there is the possibility to set different settings. The second interface is remote controlling of the monitoring device which has functions to perform debugging and the ability to flash a new program into the target system.

Temperature has been and still is an important quantity that needs to be measured and logged for different applications from industries to our daily life.  This bachelor thesis aims to design a prototype for a temperature logger that can log temperature from four external thermocouples over the temperature range between -20 and +85 degrees during the time of four months with a set update frequency every 15 minutes. The prototype should programmable and be able to communicate with a PC and transfer measurement data to an SD card for storage. The V-model (a development process model) is used to create documents and confirm them in the later stages of the product development process. In the beginning of the project there was a general search for information about similar products and then a decision making on how the project was going to be conducted.  Following the “V-model” the project several surveys have been done regarding the functionality of different components. From there, decisions have been made from the results of what component is the best for this specific project. The components have then been used to design a full electric system with all the components connected, generating an overview of the whole system. After the system design, a printed board circuit (PCB) was designed using Altium Designer, for which all the previous information gathered in the documents was used, including the components chosen earlier and all the small components decided later based on the component’s datasheets. Due to the limited time of ten weeks for the project as well as the lack of experience in scheduling each step in the product development process, this degree project ended up only with finishing the design of the PCB but not the physical prototype. For the future work, it is suggested to add more external thermocouples in the temperature logger since the more thermocouples the logger has, the more analysis it can make at the same time and thus the more efficient the product can become. Besides, the algorithm for temperature logging can be made adaptive according to how fast the temperature changes. For instance, the logger is less frequently activated for lower temperature change. This can significantly reduce unnecessary workload and data storage to save energy and storage resource.

This study aims to investigate how an emulator could be developed as a testing tool for Battery Management Systems (BMS) by emulating the Analog Front­end (AFE) circuit communicating with a control unit for monitoring of Lithium­Ion Batteries. All of the research was conducted in the context of the company Northvolt. By analysing data collected through a questionnaire, it was evident that an emulator testing tool could potentially make the BMS development process significantly more efficient. A demonstrator was developed as a part of the study. It fulfilled almost all of the requirements initially stated, but required the control unit to send commands in a fixed sequence, which the current BMS control unit did not. A fixed sequence would however enable the incorporation of the developed emulator, as well as introducing other advantages such as predictability. The study showed that the most important factor to consider for developing an AFE communication emulator for BMS testing was robustness and repeatability of the timings of the communication signals. / Syftet med denna studie var att undersöka hur ett testverktyg baserat på en emulator skulle kunna utvecklas för batteristyrsystem. Studien genomfördes på batteriföretaget Northvolt. Genom att analysera data insamlad via ett frågeformulär framgick det tydligt att ett testverktyg baserat på en emulator hade god potential att göra utvecklingsprocessen av batteristyrsystem mer effektiv. En prototyp utvecklades som en del av studien. Denna uppfyllde nästan alla de initialt uppsatta kraven, men var anpassad för kommunikation i en fix sekvens, till skillnad från det aktuella systemet hos företaget. Via studien fann man att implementationen av en fix kommunikationssekvens skulle medföra önskvärda egenskaper hos systemet såsom förutsägbarhet. Vidare visade studien att den viktigaste faktorn att ta i beaktning för utveckling av en emulator var robusthet och repeterbarhet hos timingen av kommunikationssignalerna. Detta eftersom kommunkationen mellan enheter förlitar sig på korrekt timing av varje skickad bit för korrekt inlästa meddelanden.

I det här arbetet har en emulator till DeLavals inbyggda system IOM 200 utvecklats i en Linuxmiljö. Konceptet har varit att implementera en emulator i DeLavals testprocess för mjukvaran i ett inbyggt system. Syftet med emulatorimplementationen var att underlätta utvecklingen av mjukvaran genom att ta bort beroendet av hårdvaran. Baserat på studier av olika metoder, tillgängliga verktyg och tidigare arbeten skapades en emulatormodell för IOM 200 och ett koncept för hur den ska implementeras. Arbetet har även skapat en fungerande prototyp som kan exekvera ett mindre kodsegment från IOM 200 och därigenom validerar emulatormodellen. Emulatormodellen utformades på den redan befintliga FreeRTOS-simulatorn som finns tillgänglig i Linux. Anledningen är att FreeRTOS används i IOM 200, den är gratis att använda och den möter emulatorns abstraktionskrav. Utöver FreeRTOS-simulatorn implementerades stubbar och wrapper-funktioner som tillhandahöll gränssnitt som gjorde IOM 200 applikationen exekverbar i emulatorn. / In this work an emulator for DeLaval’s embedded system IOM 200 has been developed in a Linux environment. The concept was to implement the emulator in DeLaval’s software test process for embedded systems. The purpose of creating an emulator was to ease the development of the embedded software by removing the dependency on embedded hardware. An emulator model and a concept for its implementation was created through the studies of various methods, available tools, and existing works in the emulator field. Based on the model the work created a working prototype that can execute a smaller code segment from the IOM 200 application. The emulator model was designed on the already existing FreeRTOS simulator that is available forLinux. The motive being that FreeRTOS is the operating system running on IOM 200, it is open source, free to use and it has the perfect level of abstraction for the emulator. Stubs and wrappers were implemented to the emulator in addition to the FreeRTOS simulator. These stubs and wrappers provided the interfaces needed for the IOM 200 application to be executable in the emulator.

Att utveckla pålitlig och säker mjukvara är av stor vikt gällande inbyggda system, och i synnerhet mjukvara som hanterar kritiska tjänster såsom fordonsstyrning. En stor utmaning vid utveckling av inbyggda system är att hantera minnessäkerheten samtidigt som prestandan kvarhålls, ett område där äldre programspråk ofta uppvisar brister som kan leda till säkerhetsrisker och i vissa fall systemkrascher. Denna uppsats undersö- ker möjligheten att använda det relativt nya programspråket Rust i inbyggda system och jämför Rust med det väletablerade språket C. Med hjälp av en mikrokontroller (ESP32-C3-DEVKIT-RUST1), MQTT för kommunikationshantering och de angivna programspråken implementeras en prototyp av ett system för att styra fordon via WiFi. Prototyperna i Rust och C jämförs sedan kvantitativt och kvalitativt. Den kvantitativa jämförelsen fokuserar på prestanda och den kvalitativa jämförelsen på våra upplevelser kring att utveckla systemen i de två programspråken. Resultaten visar på skillnad i den kvantitativa mätningen där C var 15% snabbare samt hade en mer konsekvent exekveringstid. Trots den begränsning givet de bibliotek som finns tillgängligt för Rust anser vi att programspråket är att föredra sett till utvecklingsmiljön, kompilatorn och dokumentation. / To develop reliable and secure software is of great importance regarding embedded systems, and especially software that handles critical functionality such as control systems. A major challange for embedded systems is to manage memory security while maintai- ning performance, an area where older programming languages often show deficiencies that may lead to security risks and in some cases even system crashes. This paper explo- res the possibility to use Rust for embedded systems, and compare this programming language with the already established language C. With the help of a microcontroller (ESP32-C3-DEVKIT-RUST1), MQTT for communication management, and the spe- cified programming languages a prototype of a system for controlling vehicles via Wifi is implemented. The prototypes in Rust and C are then used in a quantitative and qualitative comparison. The quantitative comparison focuses on the performance and the qualitative comparison on the experiences from developing the system in the programming languages. The results shows differencies in the quantitative measurement where C was 15% faster while having a more consistent time of execution. Despite the limitation of available libraries for Rust, we consider the programming language preferable in the terms of environment for development, compiler and documentation.

<p>Many embedded systems are complex, and it is often required that the firmware in these systems are updatable by the end-user. For economical and confidentiality reasons, it is important that these systems only accept firmware approved by the firmware producer.</p><p>This thesis work focuses on creating a security enhanced firmware update procedure that is suitable for use in embedded systems. The common elements of embedded systems are described and various candidate algorithms are compared as candidates for firmware verification. Patents are used as a base for the proposal of a security enhanced update procedure. We also use attack trees to perform a threat analysis on an update procedure.</p><p>The results are a threat analysis of a home office router and the proposal of an update procedure. The update procedure will only accept approved firmware and prevents reversion to old, vulnerable, firmware versions. The firmware verification is performed using the hash function SHA-224 and the digital signature algorithm RSA with a key length of 2048. The selection of algorithms and key lengths mitigates the threat of brute-force and cryptanalysis attacks on the verification algorithms and is believed to be secure through 2030.</p>

<p>This report compares the development tools Ascet and Matlab with regard to their suitability as tools for model based development of signal processing software for embedded systems. We derive appropriate metrics of quality and perform an implementation of a signal processing algorithm called RAI, Roll Angle Indicator, in both tools. RAI is an algorithm that with an Extended Kalman Filter estimates the roll angle, that is how much a motorcycle is leaning. From the models implemented in Ascet and Matlab we then generate C-code for a embedded system. This code is then run on an embedded target containing a Infineon C167 microprocessor. Information from the implementation and the performance of the generated C-code is then used to compare the two model based development tools.</p>