Architecture for IoT Node and Platform

Only recently, during the past five years, consumer electronics has been evolving rapidly. Many products have started to include “smart home” capabilities, enabling communication and interoperability of various smart devices. Even more devices and sensors can be remote controlled and monitored through cloud services. While the smart home systems have become very affordable to average consumer compared to the early solutions decades ago, there are still many issues and things that need to be fixed or improved upon: energy efficiency, connectivity with other devices and applications, security and privacy concerns, reliability, and response time. This paper focuses on designing Internet of Things (IoT) node and platform architectures that take these issues into account, notes other currently used solutions, and selects technologies in order to provide better solution. The node architecture aims for energy efficiency and modularity, while the platform architecture goals are in scalability, portability, maintainability, performance, and modularity. Moreover, the platform architecture attempts to improve user experience by providing higher reliability and lower response time compared to the alternative platforms. The architectures were developed iteratively using a development process involving research, planning, design, implementation, testing, and analysis. Additionally, they were documented using Kruchten’s 4+1 view model, which is used to describe the use cases and different views of the architectures. The node architecture consisted of energy efficient hardware, FC3180 microprocessor and CC2520 RF transceiver, modular operating system, Contiki, and a communication protocol, AllJoyn, used for providing better interoperability with other IoT devices and applications. The platform architecture provided reliable low response time control, monitoring, and initial setup capabilities by utilizing web technologies on various devices such as smart phones, tablets, and computers. Furthermore, an optional cloud service was provided in order to control devices and monitor sensors remotely by utilizing scalable high performance technologies in the backend enabling low response time and high reliability.

PEAP 802.1x-tunnistuksen toteutus RADIUS-palvelimeen

Valimo iDServer -tunnistuspalvelin on ohjelmisto, joka tukee eri käyttäjientunnistusmenetelmiä, kuten tekstiviestillä lähetettävää kertakäyttösalasanaa tai normaaliakäyttäjätunnusta ja salasanaa. Tässä diplomityössä kuvataan, kuinka palvelimeenon lisätty tuki käyttäjien kirjautumiselle langattoman verkon tukiasemien ja virtuaalilähiverkkoa tukevien kytkinten kautta käyttäen normaaleja Windows-käyttöjärjestelmän mukana tulevia asiakasohjelmistoja. Työn ensimmäisessä vaiheessa kuvataan lähtökohdat ja vaatimukset tulevalle järjestelmälle. Työn osana käytännössä tehty kokonaisuus muodostuu useista eri määrityksistä koostuvista osista. Työn toisessa vaiheessa käydään läpi korkealla tasolla sovelluksen vaatimat protokollat. Osana näihin protokolliin kuului erilaisten avainten jatarkisteiden laskenta sekä salausmenetelmien käyttö, jotka myös kuvataan tässä työssä. Viimeisessä kappaleessa analysoidaan työn tuloksia jakäydään läpi toteutukseen ja itse sovelluksen toimintaan liittyvät ongelmat. Suurin osa havaituista ongelmista liittyi tilanteisiin, joihin itse palvelinsovelluksen toteutuksella ei voitu vaikuttaa. Eniten ongelmia aiheuttivat asiakasohjelmiston sekä verkkokorttien ja niiden ajureiden toiminta ongelmatilanteissa. Asiakasohjelmistoa ei selkeästi ole suunniteltu käytettäväksi kuin muuttumattomien salasanojen kanssa, koska käyttäjän näkökulmasta käyttökokemus ei ollut optimaalinen. Ongelmista huolimatta työn tuloksena saatiin asiakkaan vaatimukset täyttävä järjestelmä. Myös tuotekehitysnäkökulmasta projektia voitaneen pitää onnistuneena, koska nyt tehty sovellus luo pohjan uusien tunnistustapojen ja menetelmien toteuttamiselle tuotteen jatkokehitystä ajatellen.

Tuotelaskennan kehittäminen metalliteollisuusyrityksessä.

Työssä esitetään laskentamalli tuotekohtaisten kustannusten laskemiseksi teräsrakentamisen tuotteita valmistavan ja markkinoivan divisioonan tarpeisiin. Mallissa kustannuksia lasketaan standardikustannuslaskennan ja lisäyslaskennan periaatteita hyödyntäen. Laskentamalli liittyy esimerkkiyrityksen tuote- ja asiakaskannattavuuden kehittämishankkeeseen. Mallissa tuotteille kohdistetaan materiaalin ja prosessoinnin kustannuksia sekä pääoman kustannuksia poistojen osalta. Tuotelaskennan mallin avulla lasketaan kustannuksia muutamille esimerkkituotteille. Tarkastelua ei kuitenkaan tehdä divisioonan erikoistuotteiden osalta. Saadut laskentatulokset noudattavat vallitsevia käsityksiä liiketoiminta-alueen tuotteiden kustannusrakenteesta. Samalla malli antaa kuitenkin tarkemman kuvan kustannusten todellisesta kohdistumisesta tuotteille. Kattavan laskenta-aineiston puuttuessa työn merkittävimpänä tuloksena voidaan kehittämishankkeen tässä vaiheessa pitää yhtenäisen laskentamallin saamista tukemaan tuotekustannusten laskemista koko divisioonan alueella. Malli ei kuitenkaan kuvaa kustannusten kohdistumista tuotteille parhaalla mahdollisella tavalla. Jatkokehityshankkeissa tulisikin pohtia kustannuskohdistimien ja työssä tuotteelle kohdistamatta jätettyjen kustannuserien käsittelyä sekä divisioonan vakiotuotteiden että erikoistuotteiden osalta.

Mobile Marketing in Japan

Mobiilimarkkinoinnin markkinat ovat vasta rakentumassa ja suurin osa alan toimijoista etenkin Suomessa yrittää vielä löytää rooliaan. Sen sijaan Japanissa sisällöntuotantoliiketoiminta matkapuhelimille kukoistaa ja mobiilimarkkinointi on jo saavuttanut merkittävän aseman mobiili-internetin palvelutarjonnassa. Toisin kuin Suomessa, jossa mobiilimarkkinat ovat vielä lastenkengissä, Japanissa myös mobiilimarkkinoinnin arvoketju on vähitellen muotoutumassa.Tämän tutkimuksen tavoitteena oli antaa käsitys Japanin mobiilimarkkinoinnin dynamiikasta ja luoda viitekehys operaattorin tulevalle roolille mobiilimarkkinoinnin markkinoiden rakentamisessa. Tutkimus on deskriptiivinen ja aineisto on kerätty alan kirjallisuudesta sekä haastattelemalla tärkeitä mobiilimarkkinoiden toimijoita Japanissa. Japanissa operaattoreilla (NTT DoCoMo, J-Phone ja KDDI) on erittäin vahva asema mobiili-internetin ja mobiilimarkkinoinnin markkinoilla. Ne hallitsevat asiakasrajapintaa, päättävät mobiiliverkon ja matkapuhelimien ominaisuuksista sekä siitä, ketkä sisällöntuottajista pääsevät osaksi heidän laskutusjärjestelmäänsä. Markkinoinnissa operaattoreilla ei ole yhtä näkyvää roolia. Omistussuhteiden kautta ne kuitenkin vaikuttavat lähes koko arvoketjuun. Operaattorit ovat yhdessä Japanin suurimpien mainostoimistojen kanssa luoneet tytäryhtiöitä, jotka hoitavat mainonnan operaattorin mobiiliportaalissa. Japanissa operaattori on ottanut hallitsevan roolin mobiilimarkkinoiden rakentamisessa. Tiivis yhteistyö eri toimijoiden, kuten matkapuhelinvalmistajien, sisällöntuottajien ja mainostoimistojen kanssa, on mahdollistanut kokonaisvaltaisen palvelupaketin tarjoamisen. Palvelupaketti sisältää käyttäjäystävällisen liittymän mobiili-internetiin sekä edulliset puhelimet. Juuri tiivis yhteistyö onkin ollut yksi tärkeimmistä menestystekijöistä Japanin markkinoita rakennettaessa. Mobiilimarkkinoita rakennettaessa operaattorilla on merkittävä rooli markkinoiden muodostajana ja sisällön kokoojana. Operaattorien tulee varautua roskapostin vastaiseen taisteluun, jos sähköpostia annetaan lähettää suoraan matkapuhelimeen. On erityisen tärkeää varmistaa, ettei käyttäjien tarvitse kärsiä roskapostista, muuten suoramarkkinoinnin mahdollisuus matkapuhelimeen menetetään. Ainoastaan aktiivisella edistämisellä ja osallistumisella mobiili-internetin sisällöntuotanto- ja markkinointiliiketoimintaan operaattori voi vahvistaa markkina-asemaansa ja varmistaa osuutensa tulevista markkinoista.

Virtuaalitekniikoiden ja riskianalyysin käyttö kivenmurskainten tuotekehityksessä

Tässä työssä keskitytään Metso Mineralsin valmistamien tuotteiden suunnitteluympäristöön ja erityisesti sen kehittämismahdollisuuksiin uusien teknologioiden avulla. Käyttövarmuuden parantamiseksi yksi potentiaalisimmista keinoista on parantaa laitteiden huollettavuutta. Tyypillisesti huollettavuuden verifiointi tapahtuu vasta prototyyppien testauksessa työmaaolosuhteissa, jolloin havaittujen ongelmien muuttaminen on hankalaa. Siksi huollettavuuteen tulisi kiinnittää enemmän huomiota jo tuotekehitysvaiheessa. Tässä työssä selvitetään virtuaalitekniikoiden tarjoamia mahdollisuuksia em. asioiden parantamiseksi. Työn toisena osakokonaisuutena tutkitaan riskianalyysien kehittämismahdollisuuksia. Tavoitteena on kehittää toimiva menetelmä riskianalyysin suorittamiseen virtuaaliprototyyppien avulla ja testata kaupallisten riskianalyysiin tarkoitettujen sovellusten käyttöä. Lopuksi tarkastellaan vielä uusien menetelmien integrointia osaksi tuotekehitysprosessia. Tehtyjen Case-tutkimusten perusteella havaittiin, että virtuaaliympäristöjen ja -tekniikoiden avulla saavutetaan hyötyä tuotekehityksen varhaisessa vaiheessa. Kyselytutkimuksesta saadun palautteen perusteella virtuaalitekniikoiden sovelluksille annettiin asteikolla 1–5 yleisarvosanaksi keskimäärin kolme. Virtuaalitekniikoiden ja riskianalyysien yhteiskäyttöä testattiin onnistuneesti, mutta tämä vaatii vielä kehittämistä.

TURKU TAKING STEPS TOWARDS FUTURE - technology supports physical activity

Physical activity (PA) is an important field of healthcare research internationally and within Finland. As technology devices and services penetrate deeper levels within society, the need for studying the usefulness for PA turns vital. We started this research work by reviewing literature consisting of two hundred research journals, all of which have found technology to significantly improve an individual’s ability to get motivation and achieve officially recommended levels of physical activity, like the 10000 steps a day, being tracked with the help of pedometers. Physical activity recommendations require sustained encouragement, consistent performance in order to achieve the long term benefits. We surveyed within the city of Turku, how the motivation levels and thirty three other criterions encompassing technology awareness, adoption and usage attitudes are impacted. Our aim was to know the factors responsible for achieving consistent growth in activity levels within the individuals and focus groups, as well as to determine the causes of failures and for collecting user experience feedback. The survey results were quite interesting and contain impeccable information for this field. While the focus groups confirmed the theory established by past studies within our literature review, it also establishes our research propositions that ict tools and services have provided and can further add higher benefits and value to individuals in tracking and maintain their activity levels consistently for longer time durations. This thesis includes two new models which dictate technology and physical activity adoption patterns based on four easy to evaluate criterions, thereby helping the healthcare providers to recommend improvements and address issues with an easy rule based approach. This research work provides vital clues on technology based healthcare objectives and achievement of standard PA recommendations by people within Turku and nearby regions.

Viitearkkitehtuuri Windows-sovelluksen käyttöliittymän modernisoimiseksi web-sovellukseksi

IT-järjestelmillä on tärkeä rooli organisaation liiketoiminnassa. Koska organisaation liiketoimintavaatimukset ja strategia muuttuvat ympäröivän maailman mukaan, täytyy järjestelmän arkkitehtuurin sopeutua vallitsevaan tilanteeseen sekä mahdollisiin muutoksiin lyhyellä ja pitkällä aikavälillä. Modernin web-sovelluksen arkkitehtuuri sopeutuu organisaation liiketoiminnan haasteisiin. Erityisesti hallinnolliseksi ongelmaksi organisaatiossa muodostuvat Windows-sovellukset, koska niiden ylläpito sitoo henkilöresursseja ja niiden käyttökonteksti on rajallinen. Tästä syystä organisaatiot ovat käyneet etsimään ratkaisuja kuinka korvata Windows-sovellukset web-sovelluksilla. Kustannustehokas ratkaisu on modernisoida Windows-sovelluksen käyttöliittymä web-sovellukseksi. Tämän diplomityön tavoitteena oli laatia Logica Suomi Oy yritykselle viitearkkitehtuuri Win-dows-sovelluksen käyttöliittymän modernisoimiseksi web-sovellukseksi. Työ suoritettiin Proof of Concept projektissa, jossa modernisointiin Logican pääkäyttäjäsovellus. Työn tarkoituksena oli tunnistaa laajalti käytetyt arkkitehtuurimallit ja menetelmät jotka mahdollistavat modernisoinnin toteutuksen. Lisäksi tarkoitus oli tunnistaa menetelmät ja ohjelmistot jotka mahdollistavat kustannustehokkaan ja laadukkaan web-sovelluksen kehittämisen ja toteuttamisen. Työn osatavoitteena oli laatia modernisoitavan pääkäyttäjäsovelluksen kokonaisarkkitehtuuri. Työn tuloksena saatiin viitearkkitehtuuri jota voidaan käyttää ja hyödyntää ohjelmistokehitysprojekteissa, asiakkaan dokumentaatiossa, myynnissä ja markkinoinnissa. Viitearkkitehtuurissa on esitelty modernit web-teknologiat joilla on mahdollista toteuttaa web-sovellus jonka käyttökokemus vastaa Windows-sovellusta. Lisäksi tuloksena saatiin pääkäyttäjäsovelluksen kokonaisarkkitehtuuri, jonka tärkeimpiä tuloksia ovat modernisoinnin tavoitetila ja sovellusarkkitehtuuri. Tärkeimpiä jatkotoimenpiteitä ovat viitearkkitehtuuriin pohjautuvan modernisointiviitekehyksen laadinta sekä modernisointiprojektin arviointiin käytettävien mittareiden määrittely, suunnittelu ja toteutus. Relevanttien mittareiden avulla voidaan todeta, vastaako modernisoitu sovellus organisaation liiketoimintavaatimuksia ja strategiaa.

Process modeling method for electric accessories manufacturing enterprise

The theoretical research of the study focused to business process management and business process modeling, the goal was to found a new business process modeling method for electrical accessories manufacturing enterprise. The focus was to find few options for business process modeling methods where company could have chosen the best one for its needs The study was carried out as a qualitative research with an action study and a case study as the most important ways collect data. In the empirical part of the study examples of company’s processes modeled with the new modeling method and process modeling process are presented. The new way of modeling processes improves especially visual presentation of the processes and improves the understanding how employees should work in the organizational interfaces of the process and in the interfaces between different processes. The results of the study is a new unified way to model company’s processes, which makes it easier to understand and create the process models. This improved readability makes it possible to reduce the costs that were created from the unclear old process models.

Useamman monitorin web-sovellukset: tekniset haasteet ja mahdollisuudet

Työssä tutkikaan, miten web-teknologiat soveltuvat usean monitorin sovelluksiin web-ympäristössä, ja todeta tähän liittyvät ongelmat sekä niiden mahdolliset ratkaisut teknisellä tasolla. Tutkituista teknologioista valitaan parhaiten soveltuva ratkaisu ja sen avulla luodaan usean monitorin sovellus, jonka avulla pureudutaan teknillisiin mahdollisuuksiin ja rajoitteisiin. Työn tuloksena nähdään, että usean monitorin web-sovellukset sisältävät monia ohjelmistoteknillisiä ongelmia ja ne sopivat lähinnä järjestelmiin, joiden ympäristö, esimerkiksi käyttöjärjestelmä tai selain, tiedetään. Tällöin voidaan turvautua käyttökokemusta parantaviin selaimen laajennuksiin tai ulkopuolisiin liitännäisiin, jotka toimivat kyseisessä ympäristössä.

Case study in responsive (re)design

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

DSpace 2014: JSPUI reborn and research management

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Remote sensing for three-dimensional modelling of hydromorphology

Successful management of rivers requires an understanding of the fluvial processes that govern them. This, in turn cannot be achieved without a means of quantifying their geomorphology and hydrology and the spatio-temporal interactions between them, that is, their hydromorphology. For a long time, it has been laborious and time-consuming to measure river topography, especially in the submerged part of the channel. The measurement of the flow field has been challenging as well, and hence, such measurements have long been sparse in natural environments. Technological advancements in the field of remote sensing in the recent years have opened up new possibilities for capturing synoptic information on river environments. This thesis presents new developments in fluvial remote sensing of both topography and water flow. A set of close-range remote sensing methods is employed to eventually construct a high-resolution unified empirical hydromorphological model, that is, river channel and floodplain topography and three-dimensional areal flow field. Empirical as well as hydraulic theory-based optical remote sensing methods are tested and evaluated using normal colour aerial photographs and sonar calibration and reference measurements on a rocky-bed sub-Arctic river. The empirical optical bathymetry model is developed further by the introduction of a deep-water radiance parameter estimation algorithm that extends the field of application of the model to shallow streams. The effect of this parameter on the model is also assessed in a study of a sandy-bed sub-Arctic river using close-range high-resolution aerial photography, presenting one of the first examples of fluvial bathymetry modelling from unmanned aerial vehicles (UAV). Further close-range remote sensing methods are added to complete the topography integrating the river bed with the floodplain to create a seamless high-resolution topography. Boat- cart- and backpack-based mobile laser scanning (MLS) are used to measure the topography of the dry part of the channel at a high resolution and accuracy. Multitemporal MLS is evaluated along with UAV-based photogrammetry against terrestrial laser scanning reference data and merged with UAV-based bathymetry to create a two-year series of seamless digital terrain models. These allow the evaluation of the methodology for conducting high-resolution change analysis of the entire channel. The remote sensing based model of hydromorphology is completed by a new methodology for mapping the flow field in 3D. An acoustic Doppler current profiler (ADCP) is deployed on a remote-controlled boat with a survey-grade global navigation satellite system (GNSS) receiver, allowing the positioning of the areally sampled 3D flow vectors in 3D space as a point cloud and its interpolation into a 3D matrix allows a quantitative volumetric flow analysis. Multitemporal areal 3D flow field data show the evolution of the flow field during a snow-melt flood event. The combination of the underwater and dry topography with the flow field yields a compete model of river hydromorphology at the reach scale.

Käyttäjäkokemuksen määrittelyn erot eri käyttäjäryhmien ja kehittäjien välillä sekä niiden merkitys

Usein käyttäjäkokemuksella (user experience, UX) kuvataan tuotteen tai palvelun synnyttämiä tunteita ja kokemuksia. Vaikka UX on yleisesti tunnettu termi ja tärkeä tekijä menestyvän tuotteen luomisessa, ei yhtenäistä määritelmää sille ole muodostunut. Kun suunnittelija, ohjelmistotuottaja ja loppukäyttäjä käsittävät sen eri tavoin, ei tuote vastaa loppukäyttäjän vaatimuksia. Ongelman ratkaisemiseksi laaditaan kysely lukiolaisille ja tuloksia verrataan aikaisempiin tuloksiin, jossa vastaajina olivat yliopisto-opiskelijat ja UX-ammattilaiset. Tulosten perusteella lukiolaiset määrittelevät UX:n hyvin laaja-alaisesti ja sisällyttävät siihen lähes kaikki käyttöön liittyvät asiat. Heille tärkeintä ovat tuotteen konkreettiset ominaisuudet, kuten toimivuus ja luotettavuus. Koska UX merkitsee niin monia asioita loppukäyttäjille, suunnittelijoiden tulisi keskittyä käyttäjäkokemuksen luomiseen sen määrittelemisen sijaan. Oikea käyttäjäkokemus oikealle käyttäjälle.

Innovaatiosta tuottavaksi yritystoiminnaksi Case: Vuokranmaksu Suomi Oy

Tutkimuksen lähtökohtana oli tilanne, jossa Startup- yritys on kehittänyt innovaation ja haluaa selvittää miten se on vastannut markkinatarpeeseen ja miten sen markkinaosuutta voidaan vahvistaa. Case-yritys on Vuokranmaksu Suomi Oy, jonka sovellus on kehitetty asunto- ja kiinteistösijoittajien tarpeisiin. Työn empiirinen osuus toteutettiin haastattelujen sarjana yrityksen asiakkaille. Työn teoriaosuudessa käsitellään yrittäjyyttä, innovaatiota ja internet-taloutta. Tutkimus osoitti, että asiakkaat ovat tyytyväisiä sovellukseen ja markkinatarpeeseen on vastattu. Asiakkaiden kokema hyöty sovelluksen käytöstä ei kuitenkaan ole ollut ideaali, sillä asiakkaat eivät ole hyödyntäneet kuin osaa toiminnoista. Tutkimuksen mukaan sovelluksen käytettävyyttä tulee parantaa. Entistä paremman käyttäjäkokemuksen kautta sovelluksesta ja vuokraustoiminnan digitalisoimisesta tulee houkuttelevampi vaihtoehto myös uusille asiakkaille. Markkinapotentiaalin kasvattamisen esteenä vaikuttaisi olleen käyttäjien kokema rajallinen hyöty, myös sovelluksen hinta. Tutkimusprosessi on antanut syytä miettiä vaihtoehtoa sovelluksen muuttamiseksi ilmaiseksi. Tutkimusprosessi auttoi myös hahmottamaan uuden asiakassegmentin, jolle sovellusta on syytä lähteä markkinoimaan asiakasmäärien kasvattamiseksi.