The concept of the Internet of Things (IoT) and connected devices is a growing trend. New ways to integrate them with Smart Home Technology emerge each day. The use of sensors in IoT solutions enables large scale data collection that can be used in various ways. The European Union recently enforced a General Data Protection Regulation (GDPR) that sets guidelines for the collection and processing of personal information. The communication protocol M-Bus is a European standard (EN 13757-x) mainly used for remote reading of electrical, gas and water meters. M-Bus is being integrated with sensors because the protocol offers long battery times. There are however some known flaws with the protocol that might make it unsuitable for a large scale data collection system. A conceptualized data collection scenario with a system utilizing M- Bus is presented. The authors aim to investigate some of the security flaws with the M-Bus protocol, while also investigating the GDPR demands of the system. The thesis supplements a System Requirement Specification (SyRS) which can be used as a template for organizations implementing a similar system. An analysis of the system based on the SyRS is conducted to identify any shortcomings. Modifications to the system are proposed in order to comply with the defined SyRS. The authors concluded that M-Bus is a sufficiently reliable protocol to be used in the system, and has no inherent conflicts with GDPR. The system has a few flaws in terms of GDPR compliance, which require both administrative and technical work to comply with. The suggested modifications of the system are mainly focused on how the data is stored in various parts of it. / Konceptet med Internet of Things (IoT) och uppkopplade enheter är en väx- ande trend, och nya sätt att integrera dem med det smarta hemmet framträder varje dag. Den Europeiska Unionen har nyligen verkställt en ny dataskydds- förordning, General Data Protection Regulation (GDPR), som sätter krav på insamling och behandling av personlig data. Användandet av IoT lösningar skapar möjligheten för storskalig datainsamling som kan användas på flera sätt. Kommunikationsprotokollet M-Bus är en europeisk standard (EN 13757-x) som huvudsakligen är framtagen för att avlägset läsa av el-, gas- och vattenmätare. På grund av ett litet avtryck och enkel implementation av sitt protokoll så är M-bus ofta ett val till uppkoplade sensorer för att möjliggöra lång drifttid. Det finns däremot ett antal säkerhetsbrister med protokollet som kan göra det olämpligt för ett datainsamlingssystem. Ett konceptualiserat datainsamlingscenario med ett system som utnyttjar M-Bus presenteras. Författarnas mål är att undersöka några av säkerhetsbristerna med M-Bus protokollet, samtidigt som det undersöker vilka krav GDPR ställer på ett sådant system. Uppsatsen sammanställer en kravspecifikation som kan användas som grund och riktlinje för organisationer som ska implementera liknande system. En analys av det konceptualiserade systemet baserat på kravspecifikationen genomförs för att identifiera potentiella brister. Modifikationer till system föreslås för att uppnå kraven definierade i kravspecifikationen. Författarna drog slutsatsen att M-Bus är ett tillräckligt tillförlitligt protokoll som kan användas för system likt detta. Det analyserade systemet har några brister gällande GDPR, som kräver både tekniska och administrativa åtgärder. De föreslagna modifikationerna av systemet är fokuserade primärt på hur den personliga informationen lagras i de olika delarna av systemet.

Innovation and new technologies are daily changing the characteristics of facilities as building owners are requiring more automated services, increased security is becoming more prevalent, and budget constraints are affecting facility operations. Therefore, additional avenues should be evaluated to reduce long-term costs by improving facility maintainability. The conclusions of these quarries should be incorporated into the design and preplanning phases as early as possible, as this is when the most impact can be made at the least expense. As it relates to this effort, preplanning refers to the project concept development and includes some initial aspects of the design. Preplanning for maintainability is one aspect that has historically not received much industry attention. This study considered the preplanning process as it pertains to maintainability, particularly for intelligent buildings, as this is the current trend in which building construction is heading. It limitedly considered the historic aspects of construction and automation, assessed the current situation and considered the projected future needs. Based on the expectations as to where future building intelligence will lead, it was ascertained that better preplanning should be incorporated into the construction process, especially as it pertains to maintainability.

The Internet of Things (IoT) is an emerging paradigm focusing on the inter-connection of things or devices to each other and to the users. Over time, the most of connections in IoT are shifting from ‘Human to Thing’ to ‘Thing to Thing’. This technology is anticipated to become an essential milestone in the development of smart homes to bring convenience and efficiency into our lives and our homes. But, by bringing this IoT technology into our homes there will be important implications for security in these technologies. Connecting every smart objects inside the home to the internet and to each other results in new security and privacy problems, e.g., confidentiality, authenticity, and integrity of data sensed and exchanged by objects. These technologies are very much vulnerable to different security attacks that make an IoT-based smart home unsecure to live in and therefore it is necessary to evaluate the security risks to judge the situation of the smart homes. For any technology to be successful and achieve widespread use, it needs to gain the trust of users by providing sufficient security and privacy assurance. As in all sectors, maintaining security will be a critical challenge to overcome. As homes are increasingly computerized and filled with devices, potential computer security attacks and their impact on residents need to be investigated. This report uses OCTAVE Allegro Methodology which focuses mainly on information assets and considers containers (technical, physical and people) and conducts a security risk assessment with the goal of highlighting various security flaws in IoT-based smart home, impacts and proposing countermeasures to the identified issues satisfying most of security requirements. Finally, it comes up with some recommendations to the users. The research findings documented into a thesis paper for secure IoT-based smart home systems and the resulted list and recommendations will be some useful contribution which can be used as a foundation for the specification of security requirements. For future work, the assessment will be extended to include more types of smart home applications rather than just typical one. / <p>Validerat; 20160620 (global_studentproject_submitter)</p>

The building sector is responsible for around 39% of the energy consumption in Sweden, and one way to work towards sustainable societies could be to make the buildings more energy efficient. One approach to make a building more energy efficient is to use knowledge gained from digitalization of the building and to make the building smart. This thesis aims to study the area of smart buildings, and the ongoing work with smart solutions within the real estate sector.  Two parallel investigations are used to study the area. One is an interview study in order to map the ongoing work with smart buildings. The situation on the market, the matureness of technical solutions as well as ongoing trends and challenges are amongst other things studied. The second investigation consists of a pilot project which aims to exemplify how time series data analysis could be used in order to make a building smarter. Time-series prediction provides a way to discover and quantify regularities in such data, and methods of time series prediction point to how to make building management more efficient.  The result of the study shows that the smart building market is not yet stabilized, but that the interest in working with smart buildings is big. There are many smaller solutions which are being tested and implemented, but there is no consensus of what the definition of a smart building really is. The results of the data analysis indicate two results, firstly, it provides insight in the data, and reports how one should prepare the data for subsequent analysis, and secondly we report results for different autoregressive (AR)-based time series models. For the second result, we indicate how methods of K-means improve over linear AR-based modelling, pointing to the possible use of nonlinear modelling. We however question whether performance improvements are sufficiently large for this application to justify the additional computational demands.

This master's thesis presents the development of a conceptual model, SMARTQUAL LITE, designed to measure and evaluate the quality of services delivered by smart buildings. The purpose of this research is to provide a foundation for a comprehensive service quality model, SMARTQUAL, enabling smart building service providers to enhance their service offerings and effectively meet tenant demands. The study addresses three key research questions: firstly, it explores how smart building services can be leveraged to improve the quality of office spaces. Secondly, it investigates whether property owners adequately meet tenant demands for smart building services. Lastly, it aims to establish a reliable and valid method for measuring the quality of smart building services. The findings highlight the presence of numerous digital tools and solutions offered by established companies specializing in smart infrastructure and smart buildings. These solutions offer substantial advantages, with their limitations gradually diminishing. The PropTech market is poised for the implementation of smart digital solutions to enhance office space quality. However, a significant challenge lies in convincing property owners of the intangible benefits provided by these solutions. While the argument for energy efficiency is relatively straightforward due to its cost-saving potential, the objective value of other smart building services remains unclear. This study aims to bridge this gap by proposing a simplified yet valid and credible measurement of smart buildingservice quality. Additionally, it explores the responsiveness of property owners to tenant demands. By developing SMARTQUAL LITE, this research provides a practical framework for assessing the service quality of smart building offerings. The model contributes to the ongoing advancement of smart building technology and encourages service providers to make informed decisions about service upgrades and offerings. Ultimately, it seeks to create a more tenantcentric approach to smart building services, ensuring an improved quality of office spaces in line with evolving demands and expectations. / Denna masteruppsats presenterar utvecklingen av en konceptuell modell, SMARTQUAL LITE, designad för att mäta och utvärdera kvaliteten på tjänster som levereras av smarta byggnader. Syftet med denna forskning är att ge en grund för en heltäckande tjänstekvalitetsmodell, SMARTQUAL, som gör det möjligt för leverantörer av smarta byggnadstjänster att förbättra sina tjänsteerbjudanden och effektivt möta hyresgästernas krav. Studien tar upp tre viktiga forskningsfrågor: för det första undersöker den hur smarta byggnadstjänster kan utnyttjas för att förbättra kvaliteten på kontorsutrymmen. För det andra undersöks om fastighetsägare uppfyller hyresgästernas krav på smarta tjänster på ett lämpligt sätt. Slutligen syftar det till att etablera en trovärdig och giltig metod för att mäta kvaliteten på smarta byggnadstjänster. Resultaten belyser närvaron av många digitala verktyg och lösningar som erbjuds av etablerade företag som specialiserar sig på smart infrastruktur och smarta byggnader. Dessa lösningar erbjuder betydande fördelar, medan deras begränsningar gradvis minskar. PropTech-marknaden är redo för implementering av smarta digitala lösningar för att förbättra kvaliteten av kontorsutrymmen. En betydande utmaning ligger dock i att övertygafastighetsägare om de immateriella fördelarna med dessa lösningar. Även om argumentet för energieffektivitet är relativt enkelt på grund av dess kostnadsbesparingspotential, är det objektiva värdet av andra smarta byggnadstjänster fortfarande oklart. Denna studie syftar till att överbrygga denna klyfta genom att föreslå en förenklad men giltig och trovärdig mätning av kvaliteten på smarta byggnadstjänster. Dessutom utforskar den fastighetsägares lyhördhet för hyresgästernas krav och efterfrågan. Genom att utveckla SMARTQUAL LITE ger denna forskning ett praktiskt ramverk för att bedöma servicekvaliteten hos smarta byggnader. Modellen bidrar till den pågående utvecklingen av smart byggnadsteknik och uppmuntrar tjänsteleverantörer att fatta välgrundade beslut om tjänsteuppgraderingar och erbjudanden. I slutändan strävar det efter att skapa ett mer hyresgästcentrerat tillvägagångssätt för smarta byggnadstjänster, vilket säkerställer en förbättrad kvalitet på kontorsytor i linje med förändrade krav och förväntningar.

Approximately 40% of the total energy consumption within the EU is due to buildings, and similar numbers can be found in the US. If the principal inefficiencies in buildings were easily identifiable, then a facility manager could focus their resources to make the buildings more efficient, which would lead to both cost savings for the facility owners and decrease the building’s ecological footprint. In building automation systems today, data is already being collected every second, but due to the lack of standardization for describing this data, having access to data is not the same as being able to make use of it. The existing heterogeneity makes it very costly to gather data from multiple buildings, thus making it difficult to understand the big picture. Facility managers cannot fix what they cannot see; thus it is important to facilitate the visualization of the data collected from all of the different building automation systems. This potentially offers great benefits with regards to both sustainability and economy. In this thesis, the author’s goal is to propose a sustainable, cost and time effective data integration strategy for real estate owners who wish to gain greater insight into their buildings’ efficiency. The study begins with a literature study to find previous and on-going attempts to solve this problem. Some initiatives for standardization of semantic models were found. Two of these models, Brick and Haystack, were chosen. One building automation system (BAS) was tested in a pilot case study, to test the appropriateness of a solution. The key results from this thesis project show that data from building automation systems, can be integrated into an analysis platform, and an extract, transform, and load (ETL) process for this is presented. How time efficiently data can be tagged and transformed into a common format is very dependent upon the current control system’s data storage format and whether information about its structure is adequate. It is also noted that there is no guarantee that facility managers have access to the control system’s database or information about how that is structured, in such cases other techniques can be used such as BACnet/IP, or Open Platform Communications (OPC) Unified Architecture. / Ungefär 40 % av den totala energikonsumtionen i E.U. och U.S.A. förbrukas av fastigheter. Om de delar av fastigheten som är ineffektiva enkelt kunde identifieras, skulle det underlätta fastighetsförvaltarnas arbete i att göra byggnader mer energisnåla. Detta har i sin tur potential att minska kostnader och byggnaders ekologiska fotavtryck. I dagens fastighetsautomationssystem samlas data in varje sekund, men på grund av att det saknas ett standardiserat sätt att beskriva den på, är det skillnad på att ha tillgång till data och att faktiskt kunna använda sig av den. Heterogeniteten gör att det blir både kostsamt och tidskrävande för fastighetsförvaltare att samla in data från sina fastigheter. Fastighetsförvaltare kan inte åtgärda något det inte kan se. Därför är det viktigt att underlätta möjligheten för visualisering av data från olika typer av fastighetsautomationssystem. Att lyckas med detta har potential att ge positiva effekter både när det gäller hållbarhet och ekonomi. I den här uppsatsen är författarens mål att komma fram till en hållbar, kostnads- och tidseffektiv integrationsstrategi för fastighetsförvaltare som vill få bättre insikter hur effektiv deras byggnad faktiskt är. Forskningsarbetet inleds med en litteraturstudie för att finna tidigare och pågående försök att lösa detta problem. Några initiativ för standardisering av semantiska modeller för att beskriva data inom fastighetsautomation hittades. Två av dessa, Brick och Project Haystack, valdes ut. En byggnad, och ett fastighetsautomationssystem testades i en pilotstudie. Resultaten från studien pekar på att data från fastighetautomationssystem kan integreras med en analysplattform, och en så kallad ETL-process, efter de engelska orden: extract, transform, load; presenteras för att uppnå det målet. Hur tidseffektivt data kan taggas och transformeras beror på det nuvarande kontrollsystemets datalagringsformat och om information om dess struktur är adekvat. Det noteras att det inte finns någon garanti till att få åtkomst till kontrollsystemets databas, eller information om dess struktur, därför presenteras även alternativa tekniker, däribland BACnet/IP och Open Platform Communications (OPC) Unified Architecture.

Occupancy monitoring is an important research problem with a broad range of applications in security, surveillance, and resource management in smart building environments. As a result, it has immediate solutions to solving some of society's most pressing issues. For example, HVAC and lighting systems in the US consume approximately 45-50% of the total energy a building uses. Smart buildings can reduce wasted energy by incorporating networkable occupancy sensors to obtain real-time occupancy data for the facilities. Therefore, occupancy monitoring systems can enable significant cost savings and carbon reduction. In addition, workplaces have quickly adapted and implemented COVID-19 safety measures by preventing overcrowding using real-time information on people density. While there are many sensors, RGB cameras have proven to be the most accurate. However, cameras create privacy concerns. Hence, our research aims to design an efficient occupancy monitoring system with minimal privacy invasion. We conducted a systematic study on sensor characterization using various low-resolution infrared sensors and proposed a unified processing algorithms pipeline for occupancy estimation. This research also investigates low-resolution thermal imaging sensors with a chessboard reading pattern, focusing on algorithm design issues and proposing solutions when detecting moving objects. Our proposed approach achieves about 99% accuracy in occupancy estimation, enabling many practical smart building applications. We also added additional sensors to our system using sensor fusion technology to boost its functionality and demonstrated the system's feasibility by deploying it in different real-time application scenarios.

Le Système-de-Systèmes (SdS) devient l'un des principaux paradigmes pour l'ingénieriedes solutions de la prochaine génération, telles que les villes intelligentes, les bâtiments intelligents,les systèmes médicaux, les systèmes d'interventions d'urgence et les systèmes de défense. Parconséquent, l'intérêt apporté aux SdS, leur architecture et surtout leur sécurité est en croissancecontinue. Cependant, les caractéristiques de différenciation des SdS, telles que le comportementémergent et l'indépendance managériale et opérationnelle de ses constituants, peuvent introduiredes problèmes spécifiques qui rendent leurs modélisation, simulation et analyse de sécurité un déficritique. Dans cette thèse, nous étudions comment les approches du génie logiciel peuvent êtreétendues pour modéliser et analyser les architectures sécurisées de SdS, afin de découvrir lesattaques à fort impact (attaques en cascade) tôt à la phase d'architecture. Pour atteindre notreobjectif, nous proposons une méthode d'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM), nommée Systems-of-Systems Security (SoSSec), qui comprend: (1) un langage de modélisation (SoSSecML) pour lamodélisation des architectures sécurisées des SdS, et une extension des Systèmes Multi-Agents(SMA) pour l'analyse des architectures sécurisées des SdS; (2) les outils correspondants: un éditeurgraphique, un générateur de code, une extension de la plate-forme Java Agent Development (JADE)pour la simulation des SMA, un outil personnalisé pour l'enregistrement des résultats de simulation;et (3) un processus pour guider l'utilisation de la méthode SoSSec. Pour illustrer notre approche,nous avons réalisé un cas d'étude sur un bâtiment intelligent réel, le bâtiment de l'école de santé del'Université d'Adélaïde (AHMS). / Systems-of-Systems (SoS) is becoming one of the major paradigm forengineering next generation solutions such as smart cities, smart buildings, health-care, emergencyresponse and defense. Therefore, there is a growing interest in SoS, their architecture and speciallytheir security. However, SoS differentiating characteristics, such as emergent behavior andmanagerial and operational independence of its constituents, may introduce specific issues thatmake their security modeling, simulation and analysis a critical challenge. In this thesis we investigatehow Software Engineering approaches can be extended to model and analyze secure SoS solutionsfor discovering high impact attacks (cascading attacks) at the architecture stage. In order to achieveour objective, we propose a Model Driven Engineering method, Systems-of-Systems Security(SoSSec), that comprises: (1) a modeling description language (SoSSecML) for secure SoS modelingand an extension of Multi-Agent Systems (MAS) for secure SoS architecture analysis, (2) thecorresponding tools: a graphical editor, a code generator, an extension of the Java AgentDevelopment (JADE) MAS simulation framework, a custom logging tool, (3) an utilization process toguide the use of the SoSSec method. To illustrate our approach we conducted a case study on a reallifesmart building SoS, the Adelaide University Health and Medical School (AHMS).

This thesis is focused on smart buildings where communication and automatization technologies are deployed. It includes overview and description of frequently applied network protocols in smart homes and their side by side comparison with an emphasis on Thread networking protocol. The next chapters describe details and parameters of used development boards provided by NXP Semiconductors and their implementation in a smart home model. Subsequent chapters are focused on hardware and software components which are the basis for smart home model’s internal workings. The last chapter highlights how a physical model of a smart home was developed with suggestions for future improvements.

Well-being is associated with comfort and health, and it represents wellness and quality of life. Sleep quality is an important index when evaluating a person’s well-being. KTH Live-in-lab performs Human-building interaction studies to explore the growing potential of how built environments, measured by Schneider Electric (SE), can influence humans and their well-being in their everyday lives. This thesis works as an explorative study of using the OURA ring to evaluate sleep quality for tenants living in KTH LiL. Specifically, this project aims to assess the quality of the data collected from the ring and SE sensors by using Total Data Quality Management (TDQM) and propose a Multilayer perceptron (MLP) model for predicting sleep scores. Results first showed that the OURA ring is an appropriate tool for evaluating sleep quality. Its data passed 11 TDQM’s dimensions, including accuracy, objectivity, relevancy, interpretability and understandability. Second, the OURA was able to capture the relationship between sleep quality and building’s temperature and humidity through its sleep scores. Results showed that higher sleep scores situated more around the suggested ideal ranges of temperature and humidity. However, some low sleep scores were also situated around these ideal ranges which suggests that an additional study needs to be conducted. Such a study would take in tenants’ feedback in order to distinguish sleep scores heavily affected by psychological and/or other factors rather than built environments. Third, we were able to create an MLP model to predict sleep scores based on temperature and humidity values as well as user-related information, like activity rate and total burn. The model had validation and training losses converging at 1.90-2.50. Those low loss rates suggest that the building's temperature and humidity along with information about tenants from the ring can be used to improve the sleep scores. This model can be extended into a recommendation model where buildings’ operators and tenants can benefit from. Buildings’ operators would get information and recommendations on how to properly administer their buildings to achieve higher well-being for their tenants. Also, tenants would get recommendations on how to increase their sleep scores and, ultimately, their sleep qualities and well-being. / Välbefinnande är förknippat med komfort och hälsa, och det representerar livskvalitet. Sömnkvalitet är ett viktigt index när man utvärderar människors välbefinnande. KTH Live-in-lab utför interaktionsstudier mellan Människor-Byggnader interaktion för att utforska den växande potentialen för hur byggda miljöer, mätt av Schneider Electric (SE), kan påverka människor och deras välbefinnande i vardagslivet. Denna avhandling fungerar som en explorativ studie av att använda OURA-ringen för att utvärdera sömnkvaliteten för hyresgäster som bor i KTH LiL. Specifikt syftar detta projekt till att bedöma kvaliteten på de data som samlats in från ring- och SE-sensorerna genom att använda Total Data Quality Management (TDQM) och föreslå en Multilayer perceptron (MLP) - modell för att förutsäga sömn resultat. Resultaten visade först att OURA-ringen är ett lämpligt verktyg för att utvärdera sömnkvaliteten. Dess data passerade 11 TDQMs dimensioner, inklusive noggrannhet, objektivitet, relevans, tolkbarhet och förståbarhet. För det andra kunde OURA fånga förhållandet mellan sömnkvalitet och byggnadens temperatur och fuktighet genom sina sömnvärden. Resultaten visade att högre sömn värden ligger mer runt de föreslagna ideala temperatur- och luftfuktighet områdena. Några låga sömn resultat låg dock också runt dessa ideala intervall, vilket tyder på att ytterligare en studie måste genomföras. En sådan studie skulle ta hyresgästernas återkoppling för att urskilja sömn poäng som påverkas starkt av psykologiska och / eller andra faktorer förutom de byggda miljöer. För det tredje kunde vi skapa en MLP-modell för att förutsäga sömn värden baserat på temperatur- och luftfuktighets värden samt använda relaterad information, som aktivitetsgrad och totalt bränn. Modellen hade validering och näringsförluster som konvergerade vid 1,90-2,50. Dessa låga förlust nivåer antyder att byggnadens temperatur och luftfuktighet tillsammans med information om hyresgäster från ringen kan användas för att förbättra sömn värdena. Denna modell kan utvidgas till en rekommendation modell där byggnadens operatörer och hyresgäster kan dra nytta av. Byggnadens operatörer skulle få information och rekommendationer om hur de ska förvalta sina byggnader på rätt sätt för att uppnå högre välbefinnande för sina hyresgäster. Hyresgästerna skulle också få rekommendationer om hur man ökar sina sömn värden och i slutändan deras sömnkvaliteten och välbefinnande.