Because of Machine Learning, machines have become extremely good at image classification in near real time. With using significant training data, powerful machines can be trained to recognize images as good as any human would. Till now the norm has been to have pictures sent to a server and have the server recognize them. With increasing number of sensors the trend is moving towards edge computing to curb the increasing rate of data transfer and communication bottlenecks. The idea is to do the processing locally or as close to the sensor as possible and then only transmit actionable data to the server. While, this does solve plethora of communication problems, specially in industrial settings, it creates a new problem. The sensors need to do this computationally intensive image classification which is a challenge for embedded/wearable devices, due to their resource constrained nature. This thesis analyzes Machine Learning algorithms and libraries from the motivation of porting image classifiers to embedded devices. This includes, comparing different supervised Machine Learning approaches to image classification and figuring out which are most suited for being ported to embedded devices. Taking a step forward in making the process of testing and implementing Machine Learning algorithms as easy as their desktop counterparts. The goal is to ease the process of porting new image recognition and classification algorithms on a host of different embedded devices and to provide motivations behind design decisions. The final proposal goes through all design considerations and implements a prototype that is hardware independent. Which can be used as a reference for designing and then later porting of Machine Learning classifiers to embedded devices. / Maskiner har blivit extremt bra på bildklassificering i nära realtid. På grund av maskininlärning med kraftig träningsdata, kan kraftfulla maskiner utbildas för att känna igen bilder så bra som alla människor skulle. Hittills har trenden varit att få bilderna skickade till en server och sedan få servern att känna igen bilderna. Men eftersom sensorerna ökar i antal, går trenden mot så kallad "edge computing" för att stryka den ökande graden av dataöverföring och kommunikationsflaskhalsar. Tanken är att göra bearbetningen lokalt eller så nära sensorn som möjligt och sedan bara överföra aktiv data till servern. Samtidigt som detta löser överflöd av kommunikationsproblem, speciellt i industriella inställningar, skapar det ett nytt problem. Sensorerna måste kunna göra denna beräkningsintensiva bildklassificering ombord vilket speciellt är en utmaning för inbyggda system och bärbara enheter, på grund av sin resursbegränsade natur. Denna avhandling analyserar maskininlärningsalgoritmer och biblioteken från motivationen att portera generiska bildklassificatorer till inbyggda system. Att jämföra olika övervakade maskininlärningsmetoder för bildklassificering, utreda vilka som är mest lämpade för att bli porterade till inbyggda system, för att göra processen att testa och implementera maskininlärningsalgoritmer lika enkelt som sina skrivbordsmodeller. Målet är att underlätta processen för att portera nya bildigenkännings och klassificeringsalgoritmer på en mängd olika inbyggda system och att ge motivation bakom designbeslut som tagits och för att beskriva det snabbaste sättet att skapa en prototyp med "embedded vision design". Det slutliga förslaget går igenom all hänsyn till konstruktion och implementerar en prototyp som är maskinvaruoberoende och kan användas för snabb framtagning av prototyper och sedan senare överföring av maskininlärningsklassificatorer till inbyggda system.

Syftet med projektet var att utveckla en programvara för ett strömsnålt smartarmband som kommunicerar med sin användare på ett nytt sätt, via vibrationer i morsekod. Programvaran använder sig av Bluetoothteknik för att skicka och ta emot information i realtid från en smartphone-applikation. Kravet var att programvaran inte bara ska fungera utan även uppnå en viss standard. Standarden var definierad av en kravspecifikation och ett antal mål; robusthet, prestanda, energieffektivitet, begriplighet och förvaltningsbarhet. Allt detta krävdes för att programvaran skulle vara tillräckligt funktionell för att kunna användas i verkligheten.Den utvecklade programvaran har i huvudsak tre delar;    En som styr Bluetoothkommunikationen mellan systemet och smartphone-applikation.    En som hanterar knapptryckningarna på armbandet.    En som styr armbandets vibrationsmotorer.    För att bestämma vilken programstruktur som bäst skulle uppfylla kraven utvärderades flera olika ramverk systematiskt. Av dessa valdes det ramverk bäst lämpad för de uppsatta målen. Systemet använder ett realtidsoperativsystem som ger en stabil grund och hanterar alla uppgifter på ett smidigt sätt. Det är dessutom väletablerat och dokumenterat, vilket förenklade utvecklingen. För att validera att programvaran uppnått målen utfördes flertalet anpassade tester.    Projektet resulterade i en fullt fungerade programvara som uppfyllde uppsatta mål. Några viktiga lärdomar som har dragits av detta projekt är bland annat att satsningen på test-fokuserad evaluering har varit ett mycket lyckat val. Det har resulterat i att det är lätt och tydligt att se om kraven som ställts har uppnåtts. En annan del som har varit till stor hjälp är de avgränsningar som lagts på projektet. Att ha satt tydliga mål och specificerat att andra icke-relevanta aspekter är utanför ramarna av projektet har varit en stor fördel. / The purpose of this project was to develop a firmware for a low-energy smartwristband that communicates with the user in a new way through vibrations in Morse-code. It uses Bluetooth technology to send and receive information in real-time, from a smartphone application. The firmware did not only have to be functional, it had to reach a certain standard as well. This standard was defined by a set of goals: robustness, performance, power efficiency, comprehensibility and maintainability. All these are required for the program to be viable in practice.    The firmware has three main parts:    One which controls Bluetooth communication between the system and the smartphone application.    One that handles the button presses on the wristband.    One that controls the vibration motors on the wristband.To find the right structure for the firmware, several different frameworks were systematically evaluated with the requirements in mind. The system uses a realtime operating system which provides a strong foundation and handles all tasks in an easily manageable way. It is also well established and documented, which facilitated development. Several tests were performed to validate goal achievement.The project resulted in a fully functioning firmware which fulfilled the set goals. Some important lessons that was taught from this project is firstly that the focus on test-based evaluation was a very good choice. It makes it very clear and easy to see if requirements were fulfilled. Another part which has helped a lot was the delimitations set on the project. To specify the scope has been very important part of the projects success.

Detta arbete tar avstamp i Brian Enos uttryck generative music, detta har blivit förknippat med modulära syntar. Hos modulära syntar är möjligheterna stora att ställa in parametrar och sedan låta synten göra sitt, vilket kan skapa intressanta ljudlandskap. Det som dock sällan uppstår är melodier. Arbetet går ut på att lägga till ytterligare en dimension i en sådan kreativ process. Målet med arbetet är att skapa en steg-sequencer inom formatet Eurorack. Denna sequencer ska kunna spela, och slumpmässigt ändra melodier, utifrån valda parametrar. Den önskas dessutom kunna uttrycka musik utifrån musikteoretiska koncept. En prototyp skapas med mikrokontrollern RP2040 från Raspberry Pi Foundation, kretskort designas och tillverkas med KiCad och beställs från mönsterkortstillverkare JLCPCB. Mjukvaran utvecklas i programmeringsspråket C, och skrivs så generellt som möjligt för att det skapade operativsystemet ska kunna expanderas. Prototypen klarar av att programmeras på samma sätt som man skriver noter på notblad. Den innehåller två separata sekvenser med 16 takter vardera, dessa är oberoende av varandra och kan vara olika längd. Det går att ställa in skala och tonart, dessa påverkar båda sekvenser. Det går att ställa in sannolikhet för slumpmässiga ändringar i tonart, skala, melodi på två sekvenser, och harmonisering mellan sekvenserna. Förutom sannolikhet finns flera andra parametrar för de slumpmässiga ändringarna. På prototypens panel sitter en bildskärm och 18 tryckknappar där 13 av dem är utformade likt tangenterna på ett piano. Förutom att programmera sekvenser går det även att spela de kopplade syntarna med pianotangenterna. Följande MoSCoW modellen uppfyller prototypen alla ska och bör mål. Endast två av önskade målen är ej uppfyllda. Funktionaliteten upplevs över författarens förväntan. / This work kicks off with Brian Enos expression generative music. Generative music has risen to prominence lately within the modular synth community. With modular synthesizers there are basically infinite possibilities of setting up some modules and let the synth play forever creating soundscapes without human influence. What seldom is produces in this process is melodies. This work sets to add a new dimension to this kind of creative process. A step-sequencer is produced, intended to play random musical harmonies, within the boundaries that are set. Another aspiration is to create a sequencer which more closely follows the principles of basic music theory. A prototype is created with the microcontroller RP2040 from Raspberry Pi foundation. The circuit board is designed and created in KiCad and ordered from PCB manufacturer JLCPCB. Software is written in the C programming language, data structures are written as generic as possible, so that the operating system easily can be expanded. The result is a sequencer in which you add notes much like you would write sheet music. It contains two separate sequences which can play at the same time, both with 16 bars. There is a changeable key and scale which both affect the sequences. It has the possibility to set a probability for random changes to occur. The key, the scale, the melodies, and harmonization can be randomized. There are several other parameters that affect the randomization. The front panel of the sequencer contains a display and several buttons, some of which is positioned as a piano, which you can use to play any synth it is connected to. Following the MoSCoW model, the prototype fulfills all the must and should goals, only two of the could goals is not implemented. The usability and functionality are beyond the authors expectations.

This report presents the design of a conceptual prototype aimed at identifying keys in specific positions inside a cabinet utilizing Radio-frequency identification (RFID)technology. The prototype integrates RFID readers, managed by a microcontroller unit(MCU), establishing a backend peripheral system. The cabinet is made of steel, and given RFID’s sensitivity to nearby metal, experimentation was conducted to evaluate the impact of metal proximity on the reading range. Experimental results reveal a reduction in the reading range of 15 mm (43%) by one metal sheet and 26 mm (74%) by two metal sheets present, highlighting the relation between RFID technology and metallic environments. Additionally, the finished prototype is also presented in the Results and Discussion section, giving a more detailed insight into its practical implementation. This project demonstrates the viability of item-level identification through the utilization of low-frequency readers. Particularly relevant for positional identification, the short reading range of a low-frequency reader offers precision by limiting the area in which a detected transponder may be located. / Denna rapport presenterar designen av en konceptuell prototyp avsedd att identifiera nycklar på specifika positioner i ett skåp med användning av Radio-frequency identification (RFID) teknologi. Prototypen integrerar RFID läsare, hanterade av en microcontroller unit (MCU), och etablerar ett perifert backendsystem. Skåpet är gjort av stål, och givet RFIDs känslighet mot nära metal har experiment utförts för att utvärdera hur metallen påverkar en läsares omfång. Experimentella resultat avslöjar en reduktion i läsarens omfång på 15 mm (43%) med en metallplatta och 26 mm (74%) med tvåmetallplattor närvarande. Dessutom presenteras den färdiga prototypen i Resultat och Diskussionsdelen, för att ge en mer detaljerad insyn på dess praktiska implementation. Detta projektet demonstrerar genomförbarheten av identifikation på artikelnivå genomanvändandet av lågfrekvens läsare. Särskilt relevant för positionell identifikation är det korta omfånget av en lågfrekvens läsare, då detta erbjuder precision genom att begränsaområdet där en transponder kan lokaliseras.

A demonstration robot for conferences and fairs has been built from scratch. The demonstration robot is meant to create lasting impressions at the company booth at conferences or fairs. Thus, the robot needs traits that attract people to the booth and makes sure they remember that company. In this project, traits such as being able to move, do facial expressions and play audio have been developed. The robot has also been designed to draw as much attention as possible to the booth. This was achieved by building a robot that consists of a rolling sphere with a head that always remains on top. All movements are carried out from inside the sphere by four different motors. One motor moves the robot back and forth, two motors spin a flywheel to turn the robot and the last motor rotates the head. These motors are mounted at different places on an internal structure. The internal structure is connected to the sphere at two points, one on each side of the robot. At the top of the internal structure, magnets are placed. Thus, it can attach the head at the outside of the sphere by mounting magnets in the head. All movements of the robots are controlled by a hand controller, which has been made in this project. The head has a built-in display simulating two eyes. The display is driven by a Raspberry Pi. An internal speaker is built-in inside the head, connected to the Raspberry Pi. Each simulated eye consists of 64 squares that can be programmed to be in different colours, thus making it possible to express a wide range of facial expressions.Two PCBs were designed and manufactured to control the robot. One was placed inside the robot, and the other inside the hand controller. The PCBs can communicate over Bluetooth, which makes it possible to control the robot from the outside.All parts of the robot have been designed in a CAD program and subsequently 3D printed. 3D design in CAD was learned from a novice level, since there was no previous knowledge of this in the project group.In addition, a registration form has been developed that allows visitors to register at the booth. Making it easier for the company to connect with visitors after the conference or fair. The registration form is connected with the Raspberry Pi in the head of the robot via Wi-Fi. Thus, when new registrations occur, the robot can print the names of them while audio is played.

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. 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. 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.

Software development in the complex environment in the automotive industry puts high pressureon developers to develop high quality and robust software aligned to customers’ requirements. High quality software is foremost ensured by conducting software testing of the product under development. However, software testing in the automotive industry poses challenges of testing early in the development process, due to the limits of conducting tests in full-scaled vehicle environments. This challenge needs to be addressed for software development teams developing software that communicates with the complex on-board embedded system in vehicles. This study has been conducted in a case study approach at Scania CV AB in Södertälje in order to understand drivers to defects that emerge in finalized software products. Defects and drivers to defects found in finalized software products have been identified by conducting interviews with the SCPT-team responsible for the development of the product Escape. Escape is delivered to the production department and enables functions such as calibrating, set parameters, and run quality assurance tests on the on-board embedded system in vehicles. The identified defects and drivers have subsequently been discussed with experienced professionals and researchers within software testing. This provided applicable testing techniques and activities to undertake in order to address the identified drivers causing defects in finalized software products. The contribution of this study highlights the importance of incorporating software testing in early development phases in complex embedded systems as defects are more costly to correct the later they are identified. Static analysis tools have further been found to provide a suitable support to address the immense number of possible parameter combinations in vehicles. Furthermore, Software in the Loop environments have been found to be an applicable way of incorporating integration testing and system testing earlier in the development phase enabling identification of interoperability defects generally found late in the development process. Including persons responsible for testing the software in early requirements discussion has further been found to be of great importance as it minimizes the risk of misunderstandings between customers and developers. / Mjukvaruutveckling i den komplexa miljön bilindustrin befinner sig i sätter hög press på mjukvaruutvecklare att utveckla robusta mjukvaruprogram av hög kvalitet som uppfyller kundernas krav. Mjukvaruprogram av hög kvalitet är först och främst säkerhetsställd genom mjukvarutestning av produkten under utveckling. Däremot finns det en del utmaningar när det kommer till mjukvarutestning av mjukvaruprogram i bilindustrin på grund av den begränsade möjligheten till att testa programvaran i helbilsmiljöer. Team som utvecklar mjukvaruprogram som kommunicerar med det komplexa inbyggda systemet i fordon måste ta itu med denna utmaning. För att undersöka anledningar till att defekter identifieras i mjukvaruslutprodukter har denna studies tillvägagångssätt varit en fallstudie på Scania CV AB i Södertälje. Anledningar till defekter identifierade i slutprodukter har undersökts genom intervjuer med SPCT-teamet som ansvarar för att utveckla och testa produkten Escape. Escape är en produkt som används av produktionsavdelningen och erbjuder funktioner så som parametersättning, kalibrering och att köra kvalitetstester av det inbyggda systemet i fordon. De identifierade anledningarna till defekter har därefter diskuterats med erfarna mjukvarutestare inom både industrin och akademin. Det har bidragit till användbara testtekniker och testaktiviteter att ta sig an för att ta i tu med dem identifierade defekterna och dess anledningar som bidrar till defekter i slutprodukter. Forskningsbidraget från denna studie betonar hur viktigt det är att inkorporera mjukvarutestning tidigt i utvecklingsprocessen av komplexa inbyggda system eftersom defekter är dyrare att rätta till ju senare de upptäcks. Statiska analysverktyg har visat sig utgöra en användbar hjälp för att ta i tu med den stora mängden möjliga parameterkombinationer i fordon. Dessutom har Software in the Loop miljöer visat sig vara ett användbart sätt att möjliggöra integrationstestning och systemtestning tidigt i utvecklingsprocessen vilket kan identifiera defekter som vanligtvis först identifieras sent i utvecklingsprocessen. Involvera personer som är ansvariga för mjukvarutestning av produkten tidigt i kravdiskussioner har också visat sig vara viktigt för att minimera risken för missförstånd mellan kunder och utvecklare.

The purpose of this project was to further develop and complete a quadcopter that had been built in an earlier course at KTH, so that it could be used for demonstration and education at the school. The quadcopter was at the beginning of the project completed when it came to hardware, and there was some software functionality implemented but no system for automatic stabilization. The main goal of the project was to implement such a system, and to combine it with the previous functionality to make the quadcopter operable and able to fly. To create a functioning and stable ground multiple basic software features has been implemented, and on top of that additional software to improve the safety, stability and functionality. The most important part is the control system that is responsible for converting sensor and control signals to suitable motor values. This report describes these technical problems and the solution methods that we have used, and analyzes the properties of the final system. / Syftet med detta projekt var att vidareutveckla och färdigställa en quadrokopter som byggts i en tidigare projektkurs på KTH, för att den sedan skulle kunna användas i demonstrations- och undervisningssyften på skolan. Quadrokoptern var från början hårdvarumässigt färdigbyggd och viss funktionalitet fanns implementerad men det fanns inget system för automatisk stabilisering. Det främsta målet med projektet var att implementera ett sådant system, och att kombinera det med tidigare funktionalitet för att göra quadrokoptern manöver- och flygbar. För att skapa en fungerande och stabil grund har flera grundläggande mjukvarufinesser implementerats, och därpå ytterligare mjukvara för att förbättra säkerheten, stabiliteten och funktionaliteten. Det viktigaste har att göra med reglersystemet som ansvarar för att omvandla sensor- och styrsignaler till lämpliga motorvärden. Denna rapport beskriver dessa tekniska problem samt de lösningsmetoder och lösningar vi kommit fram till, och analyserar det slutliga systemets egenskaper.

I det här arbetet presenteras ett system som utvecklats i syfte att kunna räkna personer. Systemet är tänkt att användas i mötesrum för upp till tio personer och använder sig av infraröd teknik i form av thermopile arrayer. I arbetet har tre olika sensorer använts för utvärdering. Sensorerna som använts är Panasonic Grid-EYE med pixelupplösningen 8×8 och detekteringsvinkeln 60°×60° samt två stycken Heimann 32x32d, båda med upplösningen 32×32 pixlar, men med detekteringsvinkeln 90°×90° respektive 105°×105°. Systemet är programmerat med hjälp av utvecklingskortet STM32L476RG och är skrivet i språket C. I systemet används två metoder för att beräkna antalet personer. Den ena metoden jämför temperaturförändringen i ett rum i förhållande till då rummet är tomt och den andra metoden använder sig av bildbehandlingsmetoder som interpolering, filtrering och beräkning av area. Sensorerna utvärderas även individuellt utifrån egenskaper som noggrannhet, strömförbrukning och implementationskostnad. Script har även skapats i MATLAB som, i kombination med mikrokontrollern, används för att grafiskt presentera temperaturvärdena från sensorerna. Den sensor som visade sig vara bäst lämpad för att räkna personer är Heimann 32×32d med detekteringsvinkeln 105°×105°. Detta tack vare den större detekteringsvinkeln som resulterar i en större detekterbar yta samt upplösningen på totalt 1024 pixlar som sammantaget ger en högre noggrannhet för personräkning. Denna sensor kräver dock mer komplexa och tidskrävande beräkningar för behandling av data än Grid-EYE. Dessa skillnader är ändå marginella, där noggrannheten och den större detekterbara arean väger upp nackdelarna. De experimentella resultaten visar att Heimann 32×32d med 105°×105° ger en noggrannhet på c:a 98.3 % vid mätning på höjden 2.45 m. Detta motsvarar en yta på c:a 39.1 m2 och systemet kan räkna upp till minst 4 personer. För Grid-EYE och samma höjd har ej noggrannheten fastställts, men har endast en detekterbar yta på c:a 7.7 m2 där maximalt 4 personer bedöms kunna räknas. / In this work, a system is being developed with the purpose of counting people. The system is intended for use in meeting rooms for up to ten persons and utilizes infrared technique using thermopile arrays. For this work, three different sensor have been used for evaluation. A Panasonic Grid-EYE with a resolution of 8×8 and a Field of View (FoV) of 60°×60°, and two Heimann 32×32d sensors, both having a resolution of 32×32, but with the FoV 90°×90° and 105°×105° respectively. The system has been programmed using the microcontroller STM32L476RG, and with the programming language C. In this system, two methods for people counting has been implemented. The first method compares the total change in temperature of a room in relation to when the room is empty and the other method uses image processing methods, such as interpolation, filtering and area calculations. The sensors are also being evaluated individually, based on characteristics such as accuracy, current consumption and implementation cost. To graphically display the temperature values of the sensors, scripts has been made for MATLAB that uses information sent by the microcontroller. The sensor which seem to be best suited for counting people is the Heimann 32×32d with the FoV 105°×105°. The main advantage of this sensor is its wider FoV, covering a larger area, and its higher resolution, which overall yields a higher accuracy when counting people. However, this sensor requires more complex and time-consuming calculations when processing data than the Grid-EYE. Still, these differences are marginal where the accuracy and the larger detectable area for the HTPA outweighs its disadvantages. The experimental results shows that the Heimann sensor with 105°×105° FoV can achieve an accuracy of ≈98.3 % measuring at a height of 2.45 m. At this height, the detectable area for the sensor is ≈39.1 m2 and is being able to count up to at least 4 persons. As for the Grid-EYE and with the same scenario, the accuracy has not been determined, but has a detectable area of ≈7.7 m2 and is estimated being able to count up to a maximum of 4 persons.

Roof terraces are in great demand today and can add value to the home. Theirdesign can vary but often they can also contribute and increase the risk of moisture in the building and cause problems. This is because they are flat and often have doors that lead out to a terrace where water can collect. The purpose of the study is to examine how roof terraces are designed and executedwith a goal of finding designs that should be avoided and designs that can be recommended.This will be done by reviewing previously designed roof terrace projects, literature studies,interviews with people with significant experience in the subject and highlighting relevantexperiences from my previous professional experiences as a carpenter. In the study, critical areas and processes during the design as well as the production of a roofterrace will be highlighted and explained why they are critical. The advantages of asuperstructure consisting of a wooden deck will be highlighted. The importance of the rightskills at the right time will also be discussed. The results of the work will highlight the importance of a solid design of waterproofing layerson roof terraces and why implementation of waterproofing layers may be relevant. It will alsosummarize what you should think about in order to design blueprints that meet the right conditions for a high quality and improved execution. / Takterrasser på flerbostadshus är idag väldigt efterfrågat och kan ha ett stort mervärde till en bostad. De kan utformas varierat men gemensamt för dem att de bidrar till en ökad risk för fuktproblematik i byggnaden. Detta då de är nästintill platta och dessutom ofta har dörrar ut till terrassen i höjd med där vatten samlas.Studiens syfte är att granska hur takterrasser projekteras samt utförs av idag med ett mål om att finna utföranden som bör undvikas och utföranden som kan rekommenderas. Detta har gjorts genom granskning av tidigare utförda takterrassprojekt, litteraturstudier, intervju av personer med betydande erfarenhet i ämnet samt att lyfta fram relevanta erfarenheter från tidigare yrkeserfarenheter som stommontör/snickare.I arbetet granskas och förklaras kritiska byggnadstekniska detaljer och kritiska delar av projekteringen för takterrasser. Fördelarna med att en påbyggnad utgörs av en trall i trä belyses. Även vikten av rätt kompetenser vid rätt tillfälle diskuteras.Resultatet av arbetet belyser vikten av ett gediget utförande av tätskikt på takterrasser och varför en extra kontroll av tätskikt kan vara relevant. Det summerar även vad som bör beaktas för att projektera rätt förutsättningar till utförandet.