Load balancing in P2P smartphone based distributed IoT systems

With the new age of Internet of Things (IoT), object of everyday such as mobile smart devices start to be equipped with cheap sensors and low energy wireless communication capability. Nowadays mobile smart devices (phones, tablets) have become an ubiquitous device with everyone having access to at least one device. There is an opportunity to build innovative applications and services by exploiting these devices’ untapped rechargeable energy, sensing and processing capabilities. In this thesis, we propose, develop, implement and evaluate LoadIoT a peer-to-peer load balancing scheme that can distribute tasks among plethora of mobile smart devices in the IoT world. We develop and demonstrate an android-based proof of concept load-balancing application. We also present a model of the system which is used to validate the efficiency of the load balancing approach under varying application scenarios. Load balancing concepts can be apply to IoT scenario linked to smart devices. It is able to reduce the traffic send to the Cloud and the energy consumption of the devices. The data acquired from the experimental outcomes enable us to determine the feasibility and cost-effectiveness of a load balanced P2P smart phone-based applications.

Co-creating Value For Smart Phone Operating Systems Via Virtual Discussion Forums

In the traditional way, value is created by manufacturer or producer of a product without engaging the customers. So, traditionally value creation is a monopoly in the part of a manufacturer. After gathering all the raw materials the manufacturers are inserting value to a product. And the inserted value is recognized in the time of consuming the product. In the modern time though there is traditional way of value creation but with the increase of more educated, smart, and technically sound customers the idea of value creation has changed. Now, customers are also contributing in value creation as value co-creator even before the product is consumed. This scenario has been encountered in the thesis with the main purpose of how value is cocreated in smart phone operating systems. The purpose is further divided into the following supobjectives: o What is value co-creation in smart phone operating systems? o Who participates in value co-creation in smart phone operating systems? o What are the procedures that are involved in value co-creation in smart phone operating systems? The research was conducted as a qualitative desk study by observing two of the leading smart phone operating system providers. Data has been collected from the official discussion forum of both the operating system providers. Other general concepts relating to the purpose of the study has been encountered through literature review. The research findings reveal that customers and companies both together co-create value of anticipated level when they communicate and interact with each other. However, most of the time customer to customer interactions, dialogues and discussions that come out in the core conversation help the value co-creation. The value co-creation framework sets up the customer at the main focus of value creation theory. By nullifying the inherited notion that companies only create value within its boundary and provide it to their customers in exchange of currencies. Rationally, it has been commenced that the firms are merely compromising value propositions to its customers. But the value has been co-created in a point where offerings are combined and interacted with customers’ capabilities, knowledge, resources and perceptions. This new perspective has radically altered the prospect of firms towards its customers. Typically customers are now taking part in value cocreation as a crucial member.

Real-time Linux in electric drive systems

Reaaliaikaisten käyttöjärjestelmien käyttö sulautetuissa järjestelmissä on kasvamassa koko ajan. Sulautettuja tietokoneita käytetään yhä useammassa kohteessa kuten sähkökäyttöjen ohjauksessa. Sähkökäyttöjen ohjaus hoidetaan nykyisin yleensä nopealla digitaalisella signaaliprosessorilla (DSP), jolloin ohjelmointi ja päivittäminen on hidasta ja vaikeaa johtuen käytettävästä matalan tason Assembler-kielestä. Ratkaisuna yleiskäyttöisten prosessorien ja reaaliaikakäyttöjärjestelmien käyttö. Kaupalliset reaaliaikakäyttöjärjestelmät ovat kalliita ja lähdekoodin saaminen omaan käyttöön jopa mahdotonta. Linux on ei-kaupallinen avoimen lähdekoodin käyttöjärjestelmä, joten sen käyttö on ilmaista ja sitä voi muokata vapaasti. Linux:iin on saatavana useita laajennuksia, jotka tekevät siitä reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän. Vaihtoehtoina joko kova (hard) tai pehmeä (soft) reaaliaikaisuus. Linux:iin on olemassa valmiita kehitysympäristöjä mutta ne kaipaavat parannusta ennen kuin niitä voidaan käyttää suuressa mittakaavassa teollisuudessa. Reaaliaika Linux ei sovellus nopeisiin ohjauslooppeihin (<100 ms) koska nopeus ei riitä vielä mutta nopeus kasvaa samalla kun prosessorit kehittyvät. Linux soveltuu hyvin rajapinnaksi nopean ohjauksen ja käyttäjän välille ja hitaampaan ohjaukseen.

Structural and operational optimisation : applications in energy systems

In this work mathematical programming models for structural and operational optimisation of energy systems are developed and applied to a selection of energy technology problems. The studied cases are taken from industrial processes and from large regional energy distribution systems. The models are based on Mixed Integer Linear Programming (MILP), Mixed Integer Non-Linear Programming (MINLP) and on a hybrid approach of a combination of Non-Linear Programming (NLP) and Genetic Algorithms (GA). The optimisation of the structure and operation of energy systems in urban regions is treated in the work. Firstly, distributed energy systems (DES) with different energy conversion units and annual variations of consumer heating and electricity demands are considered. Secondly, district cooling systems (DCS) with cooling demands for a large number of consumers are studied, with respect to a long term planning perspective regarding to given predictions of the consumer cooling demand development in a region. The work comprises also the development of applications for heat recovery systems (HRS), where paper machine dryer section HRS is taken as an illustrative example. The heat sources in these systems are moist air streams. Models are developed for different types of equipment price functions. The approach is based on partitioning of the overall temperature range of the system into a number of temperature intervals in order to take into account the strong nonlinearities due to condensation in the heat recovery exchangers. The influence of parameter variations on the solutions of heat recovery systems is analysed firstly by varying cost factors and secondly by varying process parameters. Point-optimal solutions by a fixed parameter approach are compared to robust solutions with given parameter variation ranges. In the work enhanced utilisation of excess heat in heat recovery systems with impingement drying, electricity generation with low grade excess heat and the use of absorption heat transformers to elevate a stream temperature above the excess heat temperature are also studied.

On Distributed Storage Codes

Distributed storage systems are studied. The interest in such system has become relatively wide due to the increasing amount of information needed to be stored in data centers or different kinds of cloud systems. There are many kinds of solutions for storing the information into distributed devices regarding the needs of the system designer. This thesis studies the questions of designing such storage systems and also fundamental limits of such systems. Namely, the subjects of interest of this thesis include heterogeneous distributed storage systems, distributed storage systems with the exact repair property, and locally repairable codes. For distributed storage systems with either functional or exact repair, capacity results are proved. In the case of locally repairable codes, the minimum distance is studied. Constructions for exact-repairing codes between minimum bandwidth regeneration (MBR) and minimum storage regeneration (MSR) points are given. These codes exceed the time-sharing line of the extremal points in many cases. Other properties of exact-regenerating codes are also studied. For the heterogeneous setup, the main result is that the capacity of such systems is always smaller than or equal to the capacity of a homogeneous system with symmetric repair with average node size and average repair bandwidth. A randomized construction for a locally repairable code with good minimum distance is given. It is shown that a random linear code of certain natural type has a good minimum distance with high probability. Other properties of locally repairable codes are also studied.

Usean näytön hyödyntäminen Windows-ympäristössä

Tässä kandidaatintyössä luodaan kattava katsaus erilaisiin PC-laiteissa toimiviin usean näytön käyttöönottomenetelmiin, joita on olemassa useita ominaisuuksiltaan ja käyttötarkoituksiltaan erilaisia. Työssä perehdytään Windowsin usean näytön tuen historiaan ja sen kehitykseen eri Windows versioiden välillä tuen alkuajoista 1990-luvulta nykyaikaan aina viimeisimpiin Windows käyttöjärjestelmiin asti. Lopuksi tarkastellaan vielä pelien usean näytön tukea ja kuinka hyödyntää useaa näyttöä sellaisissa peleissä, jotka eivät sitä sisäänrakennetusti tue.

Suunnitelma Ethernet-pohjaisen TCP/IP-verkon toteuttamiseksi prosessitietoliikenteen tarpeisiin Helsingin Energiassa

Prosessitietoliikenneverkko toimii mm. energian tuotannon, siirron ja jakelun käytönvalvontajärjestelmien tiedonsiirron alustana. Tietoliikenneverkkojen rooli osana yrityksen operatiivisia prosesseja kasvaa järjestelmäuusintojen myötä ja järjestelmien tehokas hyödyntäminen vaatii luotettavat sekä nopeat tietoverkot. Uusittavien järjestelmien tietoliikenneratkaisut perustuvat pääsääntöisesti Ethernetpohjaiseen TCP/IP-verkkotekniikkaan. Tällä hetkellä prosessijärjestelmien tiedonsiirtoyhteydet kenttälaitteiden ja valvomojärjestelmien välillä on pääsääntöisesti toteutettu PCM-siirtojärjestelmällä tai kiinteän yhteyden modeemeilla. Käytössä oleva PCM-tekniikka on elinkaarensa loppupuolella ja tiedonsiirtonopeudet sekä liityntärajapinnat eivät täytä nykyaikaisten prosessijärjestelmien tiedonsiirto¬vaatimuksia. Työssä käytiin läpikeskeisimmät Ethernet-tekniikkaan ja TCP/IP-protokollaperheeseen liittyvät standardit ja verkon aktiivilaitteet. Vaatimusmäärittelyissä selvitettiin Helsingin Energian eri liiketoimintayksiköiden tarpeita sekä energia-alan lainsäädännön vaatimuksia prosessitietoliikenneverkolle. Tarpeiden ja vaatimusten pohjalta verrattiin kolmea eri vaihtoehtoista verkkotekniikkaa: kytkintekniikkaa, reititintekniikkaa ja MPLS-tekniikkaa. Vertailun perusteella valitulla verkkotekniikalla tehtiin suunnitelma avoimesta, valmistajasta riippumattomasta standardeihin perustuvasta yritystason Ethernet-pohjaisesta TCP/IP prosessiverkkoratkaisusta. Johtopäätöksissä pohditaan valitun ratkaisun käytettävyyttä, tietoturvaa sekä toimenpiteitä niiden kehittämiseksi.

Tietokantakäyttäjän autentikoinnin ja auktorisoinnin hallinnointi Active Directory -ympäristössä

Usean nykypäivän yrityksen tietojärjestelmäinfrastruktuuri on muotoutunut heterogeeniseksi ympäristöksi, jossa eri käyttöjärjestelmä- ja laitealustoilla toimii usean eri valmistajan toimittamia järjestelmiä. Heterogeenisen ympäristön hallitsemiseksi yritykseltä vaaditaan keskitettyä tietovarastoa, johon on tallennettu tietoa käytetystä järjestelmäympäristöstä sekä sen komponenteista. Tähän tarkoitukseen Microsoft toi markkinoille vuonna 1999 Active Directory 2000 -hakemistopalvelun. Heterogeenisessa ympäristössä käyttäjien autentikointi ja auktorisointi on erittäin vaativaa. Pahimmassa tapauksessa käyttäjällä voi olla kymmeniä käyttäjätunnus-salasana-yhdistelmiä yrityksen eri tietojärjestelmiin. Lisäksi jokaisessa tietojärjestelmässäon ylläpidettävä käyttäjäkohtaisia toimintavaltuuksia. Niin käyttäjän kuin ylläpitäjänkin näkökulmasta tällainen skenaario on painajainen. Tässä diplomityössä kartoitetaan mahdollisuuksia Oracle-tietokantojen käyttäjien autentikoinnin sekä auktorisoinnin keskittämiseksi Active Directory -hakemistopalveluun. Työssä tarkastellaan tarkoitukseen soveltuvia valmiita kaupallisia ratkaisuja sekä tutkitaan mahdollisuuksia oman ratkaisumallin toteuttamiseksi umpäristöstä löytyvien ohjelmointirajapintojen avulla.

Teknologiaohjelma DENSY -Hajautetun energiantuotannon tulevaisuusskenaariot ja vaikutukset liiketoimintamalleihin

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää miten hajautettu energiantuotanto ja siihen liittyvä liiketoiminta tulee muuttumaan tulevaisuudessaja mitä mahdollisuuksia se voisi tarjota suomalaiselle osaamiselle. Työssä käydään läpi lyhyesti hajautetun energiantuotannon teknologian nykytilaa ja tehdään teknis-taloudellista vertailua eri tuotantoteknologioiden välillä. Tämän jälkeenon muodostettu asiantuntijoiden ja aktoreiden kanssa liiketoimin-taympäristöskenaarioita, jotka kuvaavat tulevaisuuden muutossuuntia hajautetun energian-tuotannon liiketoiminnassa. Skenaarioistunnoissa löydettiin muutosta ajavat voimat ja pohdittiin niiden vaikutusta alan kehitykseen. Työn tuloksena määriteltiin skenaarioiden kehitystä vahvimmin ohjaaviksi tekijöiksi infrastruktuurin kehittyneisyys ja toisaalta myös yhteiskunnan ohjaustoimet. Niiden pohjalta luotiin lopulliset neljä skenaariota ja niille kaikille liiketoimintakuvaukset. Skenaarioiden avulla suomalaisen toimijan näkökulmasta arvioitiin houkuttelevimmiksi markkina-alueiksi EU-15, Venäjä, Intia ja Kiina. Moninaisista liiketoimintaa estävistä te-kijöistä huolimatta markkinoilta löytyi suuri potentiaali hajautetun energiantuotannon jär-jestelmille. Potentiaalisimmiksi teknologioiksi suomalaisten yritysten kannalta nähtiin puolestaan diesel- ja kaasumoottorit, tuulivoima, pienvesivoima sekä bioenergia. Yhdessä markkina- ja teknologiatutkimuksien sekä skenaariotyön avulla luotiin uusia liiketoimin-takonseptikuvauksia tulevaisuuden hajautetun energiantuotannon markkinoille suomalai-sen toimijan näkökulmasta.

STACK OVERWRITING ATTACKS AND DEFENCES IN UNIX ENVIRONMENT

Työn tarkoituksena on tutkia pinon ylikirjoitukseen perustuvien hyökkäysten toimintaa ja osoittaa kokeellisesti nykyisten suojaustekniikoiden olevan riittämättömiä. Tutkimus suoritetaan testaamalla miten valitut tietoturvatuotteet toimivat eri testitilanteissa. Testatut tuotteet ovat Openwall, PaX, Libsafe 2.0 ja Immunix 6.2. Testaus suoritetaan pääasiassa RedHat 7.0 ympäristössä testiohjelman avulla. Testeissä mitataan sekä tuotteiden kyky havaita hyökkäyksiä että niiden nopeusvaikutukset. Myös erityyppisten hyökkäysten ja niitä vastaan kehitettyjen metodien toimintaperiaatteet esitellään seikkaperäisesti ja havainnollistetaan yksinkertaistetuilla esimerkeillä. Esitellyt tekniikat sisältävät puskurin ylivuodot, laittomat muotoiluparametrit, loppumerkittömät merkkijonot ja taulukoiden ylivuodot. Testit osoittavat, etteivät valitut tuotteet estä kaikkia hyökkäyksiä, joten lopuksi perehdytään myös vahinkojen minimointiin onnistuneiden hyökkäysten varalta.

EPC-projektin hallinta ja johtaminen

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia erään projektiliiketoimintaa harjoittavan yrityksen toimintajärjestelmää. Työn lähtökohtana oli yrityksen toimittamien projektien laajuuden nopea kasvu lähivuosien aikana. Työssä tutkittiin yrityksen nykyistä toimintajärjestelmää ja sen ohjeistusta nimen omaan EPC (engineering procurement construction) projekteissa. Toimintajärjestelmän ohjeistusta tutkittiin yrityksessä tehdyillä henkilöhaastatteluilla sekä vertaamalla olemassa olevia ohjeita ja kuvauksia projektin hallinnan ja johtamisen teorioihin. Teoriat, joihin yrityksen toimintajärjestelmää työssä verrattiin olivat Project Management Institute:n, Project Management Body of Knowledge ja International standard ISO 10006, Quality Management guidelines to quality in project management. Työn teoriaosassa käsiteltiin projektin hallintaa ja johtamista, projektin eri vaiheita, projektin organisointia ja ositusta sekä projektikulttuuria. Työn tuloksena luotiin käsitys siitä, mitä osaprosesseja EPC-projektin hallintaan ja johtamiseen kohdeyrityksessä liittyy. Prosesseja tutkimalla muodostettiin käsitys yrityksen toimintajärjestelmän ohjeistuksen tasosta ja esitettiin tältä pohjalta mahdollisuuksia toimintajärjestelmän kehittämiseksi. Yhtenä työn keskeisimmistä tuloksista esitettiin EPC-projektin projektikuvaus.

Myynnin raportoinnin kehittäminen kassajärjestelmähankkeen yhteydessä

Raportointi liittyy kiinteänä osana yrityksen jokapäiväiseen toimintaan. Raportoinnin sisältö ja muoto vaihtelevat organisaatiotasosta riippuen päivittäisen toiminnan tarkkailusta kuukausittaiseen tulosraportointiin. Raportointi voidaan toteuttaa operatiivisten järjestelmien kautta tai nykyisin entistä suositumpana vaihtoehtona on keskitetty raportointi. Uuden raportointijärjestelmän hankintaprojekti on usein koko yritystä koskeva investointi. Jos raportointijärjestelmällä on tarkoitus raportoida sekä operatiivista toimintaa että johdon tarpeita, on sen mukauduttava moneen tarkoitukseen. Aluksi on tärkeää määritellä tietotarpeet ja tavoitteet projektille unohtamatta riskien- ja projektinhallintaa sekä investointilaskelmia. Jos raportoidaan myös yrityksen ulkopuolelle, tulee ottaa huomioon mahdolliset säädökset sekä tietoturvallisuusnäkökulmat. Myös yrityksen toimintatapoja ja – prosesseja on syytä tarkastella kriittisesti ennen järjestelmähankintaa jolloin voidaan havaita uusia raportointikohteita, tai toimintatapoja voidaan uudelleen organisoida parhaan toimintatavan saavuttamiseksi. Raportointijärjestelmää hankittaessa turvaudutaan usein ulkopuoliseen ohjelmistotoimittajaan, joka integroi ja räätälöi järjestelmän yrityksen omiin tarpeisiin soveltuvaksi. Raportointijärjestelmän hankintaprojekti ei lopu käyttöönottoon vaan projektin alussa on huomioitava myös järjestelmän huomattavasti pisin elinkaari eli käyttö ja ylläpito. Raportointi-, kuten ei moni muukaan tietojärjestelmä, ole ikinä valmis sillä tarpeet ja toimintatavat muuttuvat ajan kuluessa ja käyttäjien tietoisuus lisääntyy.

RTOS Framework for Real-Time Control System

This thesis is done as a complementary part for the active magnet bearing (AMB) control software development project in Lappeenranta University of Technology. The main focus of the thesis is to examine an idea of a real-time operating system (RTOS) framework that operates in a dedicated digital signal processor (DSP) environment. General use real-time operating systems do not necessarily provide sufficient platform for periodic control algorithm utilisation. In addition, application program interfaces found in real-time operating systems are commonly non-existent or provided as chip-support libraries, thus hindering platform independent software development. Hence, two divergent real-time operating systems and additional periodic extension software with the framework design are examined to find solutions for the research problems. The research is discharged by; tracing the selected real-time operating system, formulating requirements for the system, and designing the real-time operating system framework (OSFW). The OSFW is formed by programming the framework and conjoining the outcome with the RTOS and the periodic extension. The system is tested and functionality of the software is evaluated in theoretical context of the Rate Monotonic Scheduling (RMS) theory. The performance of the OSFW and substance of the approach are discussed in contrast to the research theme. The findings of the thesis demonstrates that the forged real-time operating system framework is a viable groundwork solution for periodic control applications.

Monialustaiset avoimen lähdekoodin ikkunointikirjastot

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli löytää vastauksia siihen, mikä on tärkeimpien avoimen lähdekoodin kirjastojen toteutuksen tämän hetkinen taso. Työssä tutkittiin WxWidgetsin, GTK+:n ja Qt:n toteutuksen tasoa käytämällä hyväksi McCaben, Henry&Kafuran ja Chidamberin & Kemererin esittelemiä staattisia menetelmiä. Lisäksi ikkunointikirjastojen lähdekoodin käännetty koko mitattiin eri käyttöjärjestelmissä. Tutkimuksessa esitellään valittujen kirjastojen arkkitehtuuri ja vertaillaan esiteltävien kirjastojen arkkitehtuurisia ratkaisuja toisiinsa. Tämän jälkeen arvioidaan staattisten menetelmien tuottamien tuloksien merkitystä kahdesta näkökulmasta: mitä tulokset kertovat kirjastoista kun niitä verrataan toisiinsa ja mitä silloin kun niitä verrataan kyseisen kirjaston ja muiden kirjastojen arkkitehtuurisiin ratkaisuihin. Tutkimuksessa havaittiin Qt:n sisältävän kaikkein vähiten kirjaston ulkopuolisia riippuvuuksia. Tämän lisäksi sen huomattiin sisältävän muista kirjastoista puuttuvia ominaisuuksia. Osittain edellämainitusta syystä johtuen Qt:n ongelmakohdaksi havaittiin joidenkin sen osien suuri monimutkaisuus ja tästä seuraava mahdollinen vaikeasti ylläpidettävä lähdekoodi. GTK+:n lähdekoodi sisältää muita kirjastoja vähemmän sisäisiä riippuvuuksia samaan kirjastoon, on korkeammalla abstraktiotasolla ja kirjaston osat ovat siirrettävissä ja erotettavissa toisistaan. Joissakin kohdissa GTK+:n ja etenkin sen C++-rajapinnan GTKmm:n lähdekoodi on kuitenkin tarpeettoman monimutkaista. WxWidgetsin toteutuksen havaittiin Qt:n tavoin olevan hyvin itsenäinen kokonaisuus, WxWidgetsin lähdekoodin monimutkaisuus on useimmiten jotakin GTK+:n ja Qt:n väliltä. WxWidgets on Qt:a vähemmän itsenäinen mutta kuitenkin itsenäisempi kuin GTK+. Kuten muutkin kirjastot myös wxWidgetsillä on omat kohtansa, joissa sen lähdekoodi on tarpeettoman monimutkaista.

Quality and analysis of administration processes in server operations

IT outsourcing refers to the way companies focus on their core competencies and buy the supporting functions from other companies specialized in that area. Service is the total outcome of numerous of activities by employees and other resources to provide solutions to customers' problems. Outsourcing and service business have their unique characteristics. Service Level Agreements quantify the minimum acceptable service to the user. The service quality has to be objectively quantified so that its achievement or non-achievement of it can be monitored. Usually offshoring refers to the transferring of tasks to low-cost nations. Offshoring presents a lot of challenges that require special attention and they need to be assessed thoroughly. IT Infrastructure management refers to installation and basic usability assistance of operating systems, network and server tools and utilities. ITIL defines the industry best practices for organizing IT processes. This thesis did an analysis of server operations service and the customers’ perception of the quality of daily operations. The agreed workflows and processes should be followed better. Service providers’ processes are thoroughly defined but both the customer and the service provider might disobey them. Service provider should review the workflows regarding customer functions. Customer facing functions require persistent skill development, as they communicate the quality to the customer. Service provider needs to provide better organized communication and knowledge exchange methods between the specialists in different geographical locations.