Projektet tar sin start i den intressanta fasen testning och verifiering. En prototyp har påbörjats för ett portabelt EKG tillsammans med Linköpings universitet och ett tidigare examensarbete. Prototypens elektriska egenskaper behöver nu genomgå test och verifiering. Samt undersöka om kretskortet kan ha blivit fel designat. Målsättningen för produkten är att den ska kunna krympa avståndet mellan mätpunkterna i förhållande till ett 12 avlednings-EKG. En problematik för arbetet är att undersöka vilka alternativa placeringar eller konfigurationer av Wilson Central Terminal som kan göras på enbart överkroppen. En testplattform grundad på enkortsdatorn Raspberry Pi utformades för att säkerställning av systemets funktionalitet kunde utföras med en känd signal. Efter säkerställningen gjordes tester med elektroder på person. Testplattformen fungerade väl och kunde ge en bra bild över produktens kapacitet och begränsningar. Kretskortet är felkopplat i någon mening samt att systemet begränsar frekvensomfånget så att inte alla nödvändiga frekvenser upptas för en korrekt återspegling av hjärtats aktivitet. Produkten fungerar bra men har en del funktioner kvar att implementera innan den kan tas i allmänt bruk. Att dubbla bandbredden för frekvenser skulle innebära att hjärtfel inom de området skulle upptäckas av systemet. En av elektroderna har anslutits till fel kanalingång på A/D-omvandlaren för att helt kunna kopiera och komprimera en normal mätning av EKG. / The project takes it start at the interesting phase testing and verification. A prototype has been started for developing of a portable ECG in cooperation between Linköpings university and an earlier bachelor thesis. The prototypes electrical properties need to be tested and verified. The PCB also needs an examination to see if it has been incorrectly designed. The objective for this product is to minimize the distance between the measuring points relative to a 12-lead ECG. A challenging task is to examine what alternative placements or configurations there is of Wilson Central Terminal which can only be done on the upper body. A test platform based on the single card computer Raspberry PI has been developed to ensure the systems functionality by sending a known signal into the system. Next phase after the verification was to undergo and investigate the system behavior when the electrodes is placed on a test person. The test platform worked well and was able to put light on both the abilities and constraints. It turned out that in some meaning the PCB is not optimally designed. The total bandwidth for the system is limited and cannot fully represent all frequencies that is needed to cover extreme cases and give an exact health check on the heart. The instrument is now able to pick up the electric activities with aid from the loose electrodes, that also has been used under the verification. There still is a small amount of noise left on the signal. Before the instrument can be launched to commercial use there remain a few functions to implement. One thing is to double the bandwidth, it should solve the difficulty to detect the higher frequency. It is not necessary, but to completely shrink and copy the original pattern from a larger EKG-measurement the PCB design must be remade. The results from the new pattern appear to be good enough but must be verified from medical view.

El texto completo de este trabajo no está disponible en el Repositorio Académico UPC por restricciones de la casa editorial donde ha sido publicado. / Production systems need to be monitored because failure to do so can cause a delay in production due to a lack of remote monitoring. There are solutions that provide this information, but they are limited, because they are owned and very expensive solutions. This paper proposes the development of a mobile application for the monitoring of S7-1200 programmable controller variables through Firebase. The goal is to use open-source-type tools to develop a real-time variable monitoring application of a programmable controller capable of hosting a Web server, and the sent data to the Firebase cloud, in order to avoid modifying the driver software and the data stored in memory. The implemented system of sending, handling and presenting variables is developed with tools of open source type, since they have as an advantage to have greater freedom in programming, unlike proprietary solutions or services. The tests were performed on the Siemens S7-1200 controller with a plastic injection molding machine. / Revisión por pares

Dagens samhälle är beroende av internet och webbapplikationer för olika uppgifter. Svarstiden för API:er spelar en avgörande roll i responsiviteten för webbapplikationer. Två huvudsakliga API-tillvägagångssätt, GraphQL och REST, har sina egna styrkor och svagheter. Studien syftar till att jämföra svarstider för GraphQL och REST API:er och undersöka minneskapaciteten hos Raspberry Pi och Ubuntu som serverarkitekturer. En artefakt byggs för att agera som API och mätverktyg. Resultaten kommer att ha betydelse för datavetenskapen och ha praktiska implikationer för webbutvecklare och användare. Mätningar visar att REST har snabbare svarstider vid enskilda anrop medan GraphQL är snabbare vid underfetching, och minnesprestandan mellan Raspberry Pi och Ubuntu visar ingen signifikant skillnad.

In a world with an ever growing population, the ability to grow food eciently is essential. One way to improve the eciency is by automation. The purpose of this project is therefore to investigate how the identification of a plant’s stage in its growth cycle that can be made autonomous. This was done with the method of measuring the amount of green pixels in an image of the plant. To be able to answer our research questions a demonstrator was built. The demonstrator is a greenhouse with a non regulated aeroponic system, a regulation system for humidity and an identification system for determining the plant growth stage. The plant chosen to test the identification system was basil. The identification system successfully identified the stage of plants well into the adult stage, in the seed stage and in the middle of the sprout stage. It was however not always successful in the identification of plants transitioning from the sprout stage into the adult stage. / I en värld med en ständigt växande befolkning är förmågan att odla mat effektivt nödvändig. En metod för att öka denna effektivitet är genom automatisering. Syftet för detta projekt är därför att undersöka hur identifieringen av en plantans stadie i dess växtcykel kan automatiseras. Detta gjordes genom att mäta antalet gröna pixlar i en bild av plantan. För att kunna svara våra forskningsfrågor byggdes en testmiljö. Testmiljön bestod av ett växthus med ett oreglerat aeroponiskt system, ett regulationssystem för luftfuktighet och ett identifikationsssystem för att avgöra en plantas stadie i dess växtcykel. Plantan som valdes för att testa identifikationssystemet var basilika. Identifikationssystemet som togs fram kunde med framgång identifiera stadiet av en planta som är långt in i dess vuxna stadie, i förstadiet eller i mitten av dess groddstadie. Plantor som precis övergått från grodd till vuxet stadie blev däremot inte alltid identifierade korrekt.

Rapporten tar upp hur dagens true wireless-teknik fungerar och hur den kan implementeras i separata högtalare. Den förklarar de fundamentala komponenterna som behövs för att konstruera en fungerande trådlös högtalare, sammanfattar överföringstekniken Bluetooth och går in på radarsystem samt tekniken som används i Acconeers radarkomponenter XC112/XR112. Rapporten förklarar specifika komponenter som hörlurarna Urbanista Stockholm och hur dess funktioner kan påverkas från externa källor. Dokumentering i hur installationen samt implementeringen av Raspberry Pi och radarsensorerna går till tas även upp i rapporten. I arbetet har geststyrning implementerats i ena högtalaren med hjälp av radarsensorer för att kontrollera funktionerna som hörlurarna har inbyggt. Hörlurarna kommunicerar med en uppspelningsenhet via Bluetooth, vanligtvis en mobiltelefon. De funktioner som används är att byta låt, ändra volym och pausa/spela musiken. Eftersom de olika hörlurarna kontrollerar olika funktioner har en 433Hz radiosändare används för att kunna skicka över specifika kommandon till andra högtalaren. Resultatet av arbetet visar att true wireless-tekniken kan implementeras väl i separata högtalare, med hjälp av Acconeers radarsensorer kunde olika gester registreras och kommandon skickas till hörlurarna. För att gester ska registreras krävs specifika avstånd och rätt hastighet på svepet med handen. Kommunikationen med radiosändaren blev instabil och behövdes både placeras rätt och justeras för att fungera. När väl kommunikationen med radiomodulerna fungerade så utfördes kommandona på den andra hörluren korrekt. / This report explains how today's true wireless technology works and how it could be implemented in separate speakers. It explains the fundamental components needed to design a working wireless speaker, summarizes the Bluetooth transmission technology and goes into radar systems as well as the technology used in Acconer's radar components XC112/XR112. Furthermore, the report goes into specific components such as the Urbanista Stockholm headphones and how its functions can be controlled from external sources. Documentation on how the installation as well as implementation of the Raspberry Pi and the radar sensors works is also included in the report. With the work, gesture control has been implemented in one of the speakers with the help of radar sensors to control the functions that the headphones have built-in. The headphones communicate with a playback device via Bluetooth, usually a mobile phone. The functions are changing songs, adjusting volume and pausing/playing the music. Because the different headphones control different functions, a 433Hz radio transmitter has been used to be able to transmit specific commands to the other speaker. The results of the work show that true wireless technology can be well implemented in separate speakers, with help of Acconeer’s radar sensors, different gestures could be registered and commands sent to the headphones. In order for the gestures to be registered, specific distances and the correct speed of the sweep are required. The communication between the radio transmitter and receiver became unstable and needed to be placed correctly and adjusted to work. Once the communication worked the commands were executed correctly by the other headphone.

In recent years, companies of all sizes have become increasingly dependent on customer user data and processing it using machine learning (ML) methods. These methods do, however, require the raw user data to be stored locally on a server or cloud service, raising privacy concerns. Hence, the purpose of this paper is to analyze a new alternative ML method, called federated learning (FL). FL allows the data to remain on each respective device while still being able to create a global model by averaging local models on each client device. The analysis in this report is based on two different types of simulations. The first is simulations in a virtual environment where a larger number of devices can be included, while the second is simulations on a physical testbed of Raspberry Pi (RPI) single-board computers. Different parameters are changed and altered to find the optimal performance, accuracy, and loss of computations in each case. The results of all simulations show that fewer clients and more training epochs increase the accuracy when using independent and identically distributed (IID) data. However, when using non-IID data, the accuracy is not dependent on the number of epochs, and it becomes chaotic when decreasing the number of clients which are sampled each round. Furthermore, the tests on the RPIs show results which agree with the virtual simulation. / På den senaste tiden har företag blivit allt mer beroende av ku rs användardata och har börjat använda maskininlärningsmodeller för att processera datan. För att skapa dessa modeller behövs att användardata lagras lokalt på en server eller en molntjänst, vilket kan leda till integritetsproblematik. Syftet med denna rapport är därför att analysera en ny alternativ metod, vid namn ”federated learning” (FL). Denna metod möjliggör skapandet av en global modell samtidigt som användardata förblir kvar på varje klients enhet. Detta görs genom att den globala modellen bestäms genom att beräkna medelvärdet av samtliga enheters lokala modeller. Analysen av metoden görs baserat på två olika typer av simuleringar. Den första görs i en virtuell miljö för att kunna inkluderastörre mängder klientenheter medan den andra typen görs på en fysisk testbädd som består av enkortsdatorerna Raspberry Pi (RPI). Olika parametrar justeras och ändras för att finna modellens optimala prestanda och nogrannhet. Resultaten av simuleringarna visar att färre klienter och flera träningsepoker ökar noggrannheten när oberoende och likafördelad (på engelska förkortat till IID) data används. Däremot påvisas att noggrannheten inte är beroende av antalet epoker när icke-IID data nyttjas. Noggrannheten blir däremot kaotisk när antalet klienter som används för att träna på varje runda minskas. Utöver observeras det även att testresultaten från RPI enheterna stämmer överens med resultatet från simuleringarna. / Kandidatexjobb i elektroteknik 2022, KTH, Stockholm

The advent of smarter vehicles coupled with declining costs for solid-state light detection and ranging (LiDAR) sensors unlocks the potential of cheaper devices that experience less mechanical wear while providing smaller form factors. The early state of the market makes evaluating the limited supply of available sensors interesting. This thesis investigated the possibility of creating a wireless distance measurement system, at relatively low cost, using a commercially available solid-state LiDAR sensor. A complete prototype was designed using a LeddarTech VU8 sensor. The system was fully integrated with a power supply PCB and a 3D printed enclosure. Distance data could be wirelessly transferred via Bluetooth using a Raspberry Pi 4 B. A graphical user interface (GUI) was developed to display distance data and to interact with the system in real-time. The system intends to provide a foundation for future work.

The dissertation aims to expand access through a low-cost technological innovation system S-MLS to learners in underdeveloped areas with difficulties in accessing education. Technology is advancing rapidly. However, many parts of the world need access to educational advances, which are hindered due to war, political situations, and low literacy and income. A qualitative phenomenological approach explores the lived experience using the solar-powered computing and learning management system (LMS) to support the development of educational access in underrepresented societies, developing countries, and rural areas where access to proper classroom education is non-existent. Proof of concept is used with a group of students in a rural area, a developing country, and within an underrepresented population to check the feasibility of using the equipment in a real-world setting. A technology acceptance model would be used to identify the user's perceived interest and user acceptance. The community of inquiry theory would find the first-hand experience and point of view of the learner. The student group interviews would be through semi-structured interviews. Observations, surveys, video/audio recordings, and artifacts would be gathered for further analysis. The data collected would be analyzed using interpretative phenomenology analysis (IPA), close examination, and management of development themes through thoughts, observations, and reflections on the technological experience and future research and implementations provided. The projected finding would be to check that a solar-powered Raspberry Pi system with MoodleBox operating system that runs Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment) LMS would be feasible to provide learning underdeveloped areas to enhance education.

Die Masterarbeit stellt die Entwicklung und Anwendung des interdisziplinären High-Fidelity-Prototyps, PiaPi dar. Basierend auf der 'Research through Design' Methode kombiniert der Prototyp LEGO, Musik und Licht, um die Mensch-Computer-Interaktion zu fördern. Eine qualitative Studie zeigt, dass der Prototyp Testpersonen dazu motiviert, kreativ zu interagieren, Neugier weckt und dabei Berührungsängste abbaut. Zur wissenschaftlichen Einordnung wurden Elemente der HCI mit Forschung zu Spaß und Spiel kombiniert. Besonderes Augenmerk liegt auf dem potenziellen Einsatz des PiaPi als Projekt für den fächerübergreifenden Unterricht an Schulen. Dafür wurden in der Entwicklung verschiedene Aspekte der Pädagogik und Didaktik wie des Informatikunterrichts, Ganztagsangeboten und des fächerübergreifenden Unterrichts berücksichtigt. Im Rahmen der Arbeit wurde mit dem PiaPi ein Prototyp entwickelt, der für die Weiterentwicklung zum Projekt im Rahmen des Informatikunterrichts an Schulen nachweislich geeignet ist.:Inhalt Abkürzungsverzeichnis iv Abbildungsverzeichnis v Tabellenverzeichnis vii Anhang viii 1. Einleitung 1 1.1 Idee und Motivation 1 1.2 Ziel der Arbeit 2 1.3 Forschungsstand 3 1.4 Aufbau der Arbeit 4 2. Wissenschaftliche Grundlagen 5 2.1 Technische und methodische Grundlagen 5 2.1.1 Research through Design 6 2.1.2 Prototypen 8 2.1.3 Mini-Computer Raspberry Pi 12 2.2 Theoretische Grundlagen 14 2.2.1 Spiel und Vergnügen in der Mensch-Computer-Interaktion 15 2.2.2 Visualisierung von Ton 18 2.2.3 Informatik und Schule 23 Informatik an (Grund-)Schulen 23 Fächerübergreifender Unterricht 26 Ganztagsangebote und Ganztagsschulen 27 2.3 Verwandte Projekte 29 2.3.1 Der LEGO-Zug im Museum 29 2.3.2 Das LEGO-Mikroskop - “Hands on” by Yuksel Temiz 33 3. Konzept und Umsetzung des Prototypen 36 3.1 Idee und Entwurf 36 3.1.1 Die Idee 36 3.1.2 Variante A 37 3.1.3 Variante B 41 3.2 Elektrotechnische Umsetzung 43 3.2.1 Aufbau und Funktionen 43 3.2.2 Bauteile des PiaPi 45 Der Raspberry Pi 45 Die Tasten 48 Die LEDs 51 Die IMU 52 3.3 Entwicklung und Implementierung der Software 53 3.3.1 Überblick des Software-Ablaufs 53 3.3.2 Initialisierung und Klassen 54 3.3.3 Vom Tastendruck zum Ton 57 3.3.4 Es werde Licht 59 4. Methodik der Nutzer:innenstudie 60 4.1. Usability Testing 60 4.2 Qualitative Interviews 63 5. Nutzer:innenstudie zum PiaPi 67 5.1 Testung und qualitatives Interview 67 5.2 Auswertung der Studie 71 5.2.1 Interaktion mit dem PiaPi 72 5.2.2 Emotionen der Tester:innen 73 5.2.3 Bewertung der Designbesonderheiten 75 5.2.4 Anwendungsvorschläge und Bewertung der Konzeptidee 76 5.3. Herausforderungen und Erkenntnisse 78 6. Fazit und Ausblick 81 Literaturverzeichnis 86 Selbstständigkeitserklärung 91

The history of Software-Defined Radios (SDRs) epitomizes innovation in wireless communication. Initially serving military needs, SDRs swiftly transitioned to civilian applications, revolutionizing communication. This thesis explores SDR applications such as Spectrum Scanning Systems, Contraband Cellphone Detection, and Human Activity Recognition via Wi-Fi signals. SDRs empower Spectrum Scanning Systems to monitor and analyze radio frequencies, optimizing spectrum allocation for seamless wireless communication. In Contraband Cellphone Detection, SDRs identify unauthorized signals in restricted areas, bolstering security efforts by thwarting illicit cellphone usage. Human Activity Recognition utilizes Raspberry Pi 3B+ to track movement patterns via Wi-Fi signals, offering insights across various sectors. Additionally, the thesis conducts a comparative analysis of Wi-Fi-based Human Activity Recognition and Radar for accuracy assessment. SDRs continue to drive innovation, enhancing wireless communication and security in diverse domains, from defense to healthcare and beyond.