Physical Realization of an Optical Automatic Target Recognition System

In the modern warfare there is an active development of a new trend connected with a robotic warfare. One of the critical elements of robotics warfare systems is an automatic target recognition system, allowing to recognize objects, based on the data received from sensors. This work considers aspects of optical realization of such a system by means of NIR target scanning at fixed wavelengths. An algorithm was designed, an experimental setup was built and samples of various modern gear and apparel materials were tested. For pattern testing the samples of actively arm engaged armies camouflages were chosen. Tests were performed both in clear atmosphere and in the artificial extremely humid and hot atmosphere to simulate field conditions.

A Model-Based Development and Verification Framework for Distributed System-on-Chip Architecture

The capabilities and thus, design complexity of VLSI-based embedded systems have increased tremendously in recent years, riding the wave of Moore’s law. The time-to-market requirements are also shrinking, imposing challenges to the designers, which in turn, seek to adopt new design methods to increase their productivity. As an answer to these new pressures, modern day systems have moved towards on-chip multiprocessing technologies. New architectures have emerged in on-chip multiprocessing in order to utilize the tremendous advances of fabrication technology. Platform-based design is a possible solution in addressing these challenges. The principle behind the approach is to separate the functionality of an application from the organization and communication architecture of hardware platform at several levels of abstraction. The existing design methodologies pertaining to platform-based design approach don’t provide full automation at every level of the design processes, and sometimes, the co-design of platform-based systems lead to sub-optimal systems. In addition, the design productivity gap in multiprocessor systems remain a key challenge due to existing design methodologies. This thesis addresses the aforementioned challenges and discusses the creation of a development framework for a platform-based system design, in the context of the SegBus platform - a distributed communication architecture. This research aims to provide automated procedures for platform design and application mapping. Structural verification support is also featured thus ensuring correct-by-design platforms. The solution is based on a model-based process. Both the platform and the application are modeled using the Unified Modeling Language. This thesis develops a Domain Specific Language to support platform modeling based on a corresponding UML profile. Object Constraint Language constraints are used to support structurally correct platform construction. An emulator is thus introduced to allow as much as possible accurate performance estimation of the solution, at high abstraction levels. VHDL code is automatically generated, in the form of “snippets” to be employed in the arbiter modules of the platform, as required by the application. The resulting framework is applied in building an actual design solution for an MP3 stereo audio decoder application.

Nurses’ Acceptance of an Internet-Based Support System in The Care of Adolescents with Depression

The overall goal of the study was to describe nurses’ acceptance of an Internet-based support system in the care of adolescents with depression. The data were collected in four phases during the period 2006 – 2010 from nurses working in adolescent psychiatric outpatient clinics and from professionals working with adolescents in basic public services. In the first phase, the nurses’ anticipated perceptions of the usefulness of the Internet-based support system before its implementation was explored. In the second phase, the nurses’ perceived ease of computer and Internet use and attitudes toward it were explored. In the third phase, the features of the support system and its implementation process were described. In the fourth phase, the nurses’ experiences of behavioural intention and actual system use of the Internet-based support were described in psychiatric out-patient care after one year use. The Technology Acceptance Model (TAM) was used to structure the various research phases. Several benefits were identified from the nurses’ perspective in using the Internet-based support system in the care of adolescents with depression. The nurses’ technology skills were good and their attitudes towards computer use were positive. The support system was developed in various phases to meet the adolescents’ needs. Before the implementation of the information technology (IT)-based support system, it is important to pay attention to the nurses’ IT-training, technology support, resources, and safety as well as ethical issues related to the support system. After one year of using the system, the nurses perceived the Internet-based support system to be useful in the care of adolescents with depression. The adolescents’ independent work with the support system at home and the program’s systematic character were experienced as conducive from the point of view of the treatment. However, the Internet-based support system was integrated only partly into the nurseadolescent interaction even though the nurses’ perceptions of it were positive. The use of the IT-based system as part of the adolescents’ depression care was seen positively and its benefits were recognized. This serves as a good basis for future IT-based techniques. Successful implementations of IT-based support systems need a systematic implementation plan and commitment from the part of the organization and its managers. Supporting and evaluating the implementation of an IT-based system should pay attention to changing the nurses’ work styles. Health care organizations should be offered more flexible opportunities to utilize IT-based systems in direct patient care in the future.

A Belief rule-based environmental responsibility assessment system for small and medium-sized enterprises

Various environmental management systems, standards and tools are being created to assist companies to become more environmental friendly. However, not all the enterprises have adopted environmental policies in the same scale and range. Additionally, there is no existing guide to help them determine their level of environmental responsibility and subsequently, provide support to enable them to move forward towards environmental responsibility excellence. This research proposes the use of a Belief Rule-Based approach to assess an enterprise’s level commitment to environmental issues. The Environmental Responsibility BRB assessment system has been developed for this research. Participating companies will have to complete a structured questionnaire. An automated analysis of their responses (using the Belief Rule-Based approach) will determine their environmental responsibility level. This is followed by a recommendation on how to progress to the next level. The recommended best practices will help promote understanding, increase awareness, and make the organization greener. BRB systems consist of two parts: Knowledge Base and Inference Engine. The knowledge base in this research is constructed after an in-depth literature review, critical analyses of existing environmental performance assessment models and primarily guided by the EU Draft Background Report on "Best Environmental Management Practice in the Telecommunications and ICT Services Sector". The reasoning algorithm of a selected Drools JBoss BRB inference engine is forward chaining, where an inference starts iteratively searching for a pattern-match of the input and if-then clause. However, the forward chaining mechanism is not equipped with uncertainty handling. Therefore, a decision is made to deploy an evidential reasoning and forward chaining with a hybrid knowledge representation inference scheme to accommodate imprecision, ambiguity and fuzzy types of uncertainties. It is believed that such a system generates well balanced, sensible and Green ICT readiness adapted results, to help enterprises focus on making improvements on more sustainable business operations.

Osaamisen johtaminen Suomen kunnissa

Kunnissa eletään muutosten aikaa, ja osaamisen johtamisella pyritään vastaamaan kehityksen mukanaan tuomiin haasteisiin. Osaamisen johtamista pidetäänkin tärkeänä asiana kuntien kehittämisessä. Viime vuosina osaamisen johtaminen on ollut voimakkaasti esillä myös yksityisellä sektorilla, jossa se on nähty tärkeänä elementtinä kilpailukyvyn kehittämisessä. Osaamisen johtaminen on toimintaa, jolla kehitetään yksilöiden ja organisaation osaamista sekä organisaation yhteistyövalmiutta. Osaamisen johtamisessa huomioidaan myös organisaatiolle asetetut strategiset tavoitteet. Tässä tutkimuksessa osaamisen johtaminen ankkuroidaan tietojohtamisen, henkilöstövoimavarojen johtamisen (HRM:n) ja oppivan organisaation viitekehyksiin. Tutkimusotteeksi on valittu kvantitatiivinen tutkimusote. Kvantitatiivinen tutkimusote mahdollistaa osaamisen johtamisen rakenteellisen analyysin ja kuvaamisen. Tutkimuksen kohderyhmänä ovat kaikki Suomen 444 kuntaa vuonna 2004. Tutkimuksen tiedonkeruu suoritettiin lomakekyselyn avulla, ja tutkimus kohdistettiin kuntien henkilöstöasioiden asiantuntijoille. Tutkimuksen keskeisenä tavoitteena oli mallintaa ja kuvata osaamisen johtamista Suomen kunnissa. Tutkimusongelma liittyy kuntien osaamisen johtamisen nykytilaan ja tavoitteisiin sekä siihen, missä vaiheissa kunnat ovat osaamisen johtamisessaan. Kyselyn avulla tutkittiin myös kuntien halukkuutta kehittää osaamisen johtamistaan. Vastausten pohjalta analysoitiin lisäksi, mitkä asiat kunnissa vaikuttavat osaamisen johtamiseen. Tutkimuksen tuloksissa tulevat esille neljä erilaista kunnissa vallitsevaa osaamisen johtamisen orientaatiota: Strategiaohjattu yhteisöllinen orientaatio, Innovatiivinen orientaatio, Teknologinen orientaatio ja Strategialähtöinen järjestelmäorientaatio. Nämä neljä orientaatiota ovat tunnistettavissa myös taustakirjallisuudessa. Kunnat ryhmiteltiin orientaatioiden perusteella neljään ryhmään, jotka nimettiin seuraavasti: Innostuneet aloittelijat, Tekniset aloittelijat, Edistyneet ja Kehittyvät. Innostuneiden aloittelijoiden ryhmässä korostuu innovatiivinen orientaatio, mutta muut osaamisen johtamisen orientaatiot tulevat esille heikosti. Teknisten aloittelijoiden ryhmässä korostuu teknologinen orientaatio, mutta muut osaamisen johtamisen orientaatiot tulevat esille heikosti. Edistyneiden ryhmässä kaikki osaamisen johtamisen orientaatiot tulevat hyvin esille. Kehittyvien ryhmässä korostuvat sekä innovatiivinen että teknologinen orientaatio. Kuntien osaamisen johtamisen nykytilanne on murroksessa. Osaamisen johtaminen on suuressa osassa kunnista hyvässä vauhdissa, mutta kehitettävääkin on. Tietotekniset välineet osaamisen johtamisessa ovat hyvät useimmissa kunnissa. Tulevaisuuden osaamistarpeina pidetään erityisesti vuorovaikutustaitoja ja oman ammattialan osaamista. Kunnissa on myös huomioitu ainakin tavoitteiden tasolla tulevaisuus ja sen tuomat haasteet.

Secure Bluetooth Audio Transmission System

The growing spread of small but powerful mobile devices (such as PDAs, mobile phone, Internet Tablet, etc.) opens up new scenarios in which users can interact with such devices in many environments in order to access the information at different locations. In this thesis, a ubiquitous computing based system called Secure Bluetooth Audio Transmission System is introduced. This system is situated in a large public place (like airport, festival venues, etc.), where voice messages are conveyed from the system to users' Bluetooth headsets in order to inform users the latest flight schedule and other public information. The reliability of the message is secured by adopting an authorization strategy and ECDSA. In order to assess and evaluate the risks and potential weaknesses of the system, an easy-to-use prototype implementation was written and tested. Other possible uses and further research were also considered.

Comparison of Model-Based Flow Rate Estimation Methods in Frequency-Converter-Driven Pumps and Fans

Fluid handling systems such as pump and fan systems are found to have a significant potential for energy efficiency improvements. To deliver the energy saving potential, there is a need for easily implementable methods to monitor the system output. This is because information is needed to identify inefficient operation of the fluid handling system and to control the output of the pumping system according to process needs. Model-based pump or fan monitoring methods implemented in variable speed drives have proven to be able to give information on the system output without additional metering; however, the current model-based methods may not be usable or sufficiently accurate in the whole operation range of the fluid handling device. To apply model-based system monitoring in a wider selection of systems and to improve the accuracy of the monitoring, this paper proposes a new method for pump and fan output monitoring with variable-speed drives. The method uses a combination of already known operating point estimation methods. Laboratory measurements are used to verify the benefits and applicability of the improved estimation method, and the new method is compared with five previously introduced model-based estimation methods. According to the laboratory measurements, the new estimation method is the most accurate and reliable of the model-based estimation methods.

Mielipidekyselyjärjestelmän suunnittelu ja toteutus

Tämän työn tavoitteena on suunnitella yksinkertainen Internet-pohjainen mielipidekyselyjärjestelmä sekä esitellä yksityiskohtaisesti järjestelmän toteutus ja siihen liittyvät menetelmät. Menetelmistäesitellään ainoastaan ennalta valitut menetelmät järjestelmän toteutukseen, tietojen esittämiseen, esitystavan muotoiluun sekä tietojen varastointiin. Järjestelmä toteutetaan HTML- ja PHP-kielillä sekä käyttämällä CSS-menetelmän tyylimuotoiluja ja XML-kielen muotoiluun perustuvia tiedostoja tietovarastoina. Järjestelmän suunnitteluun liittyen työssä pyritään kuvaamaan järjestelmään toteutettavat kaksi erillistä käyttöliittymää, pääkäyttäjän käyttöliittymä ja normaalin käyttäjän käyttöliittymä, sekä näihin toteutettavat toiminnot. Pääkäyttäjän tärkeimmät toiminnot ovat mielipidekyselyiden luominen, käyttäjien lisääminen kyselyihin sekä kyselyiden tulosten seuranta. Normaalin käyttäjän toiminnot taas rajoittuvat kirjautumiseen ja kyselyyn vastaamiseen. Järjestelmän toteutuksen kuvauksessa kuvataan tarkasti edellä mainittujen kahden käyttöliittymän toiminnot sekä näiden toimintojen toteutustavat. Lisäksi toteutuksen kuvauksen yhteydessä määritellään tarkasti järjestelmän tietovarastoina toimivien tiedostojen sisällön muoto. Työn lopputuloksena syntyi valituilla toteutustavoilla toteutettu toimiva mielipidekyselyjärjestelmä sekä tämä järjestelmän suunnitteluun ja toteutuksen selvittämiseen keskittynyt dokumentti. Toteutetusta järjestelmästä ei tullut täydellinen vaan jatkokehityksessä voidaan harkita esimerkiksi tietokannan käyttämistä järjestelmän tietovarastoina sekä joidenkin lisäominaisuuksien toteuttamista. Tavoitteeseen päästiin kuitenkin, sillä toteutettu järjestelmä on toimiva ja käyttötarkoitukseensa sopiva.

SELLUTEHTAAN HÖYRYVERKON YLIJÄÄMÄENERGIAN HALLINNAN PARANTAMINEN

Tässä työssä on selvitetty sellutehtaan höyryverkosta tehtaan ulkopuolelle myytävän ylijäämähöyryn määrän ja paineen nopeaan vaihteluun vaikuttavia tekijöitä. Työssä on tarkasteltu höyryn kehityksen ja kulutuksen vaihtelun vaikutusta ylijäämähöyryyn. Lisäksi on tarkasteltu mahdollisuuksia edellä mainittujen häiriöiden tasaamiseksi. Työssä on selvitetty teoriaa, joka vaikuttaa sellutehtaan höyryn kehitykseen ja kulutukseen. Lisäksi on selvitetty energiataselaskennan ja höyryverkon hallintaa parantavien toimenpiteiden teoriaa. Omana kokonaisuutena on sellutehtaan höyryn kehityksen ja kulutuksen tarkastelu sekä selvitys tehtaan höyryverkon hallinnan nykytilasta. Höyryverkolle on muodostettu energiatase. Työn tuloksia varten on kerätty ja tallennettu mittapistetietoa tiedonkeräysjärjestelmän avulla eri höyryverkon mittapisteistä. Työn tuloksina on mainittu useita höyryverkon hallintaa parantavia toteutuskelpoisia asioita ja toimenpiteitä. Työllä on luotu pohjaa menetelmälle, joka ohjaa energian kehitystä vastaamaan sellun tuotannon tarvitsemaa energiamäärää. Samalla saataisiin paremmin hallittua ylijäämähöyryä ja sen määrän sekä paineen vaihtelu vähentyisi.

Ohjelmistoarkkitehtuurien vertailu ja valinta monimediatuotteelle. CASE: AVO

Työn tavoitteena oli tutkia ja vertailla komponenttipohjaisia ohjelmistoarkkitehtuureita (Microsoft .NET ja J2EE). Työn tarkoituksena oli valita ohjelmistoarkkitehtuuri uudelle neuroverkkopohjaiselle urasuunnittelupalvelulle. Tässä työssä selvitettiin myös, miten luodaan kansainvälistettäviä ja lokalisoitavia sovelluksia, sekä kuinka Web-, Windows-, mobiili-, puhe- ja Digi-TV -käyttöliittymät soveltuvat uudelle urasuunnittelupalvelulle. Tutkimustyössä käytettiin alan kirjallisuutta, Microsoftin ja Sun Microsystemsin Web-sivuja. Tutkimustyössä analysoitiin Microsoft Pet Shop- ja Sun Microsystemsin Java Pet Store -esimerkkisovellusten suorituskykyvertailua. Analyysituloksiin perustuen urasuunnittelupalvelussa suositellaan käytettäväksi J2EE-arkkitehtuuria. Uudelle urasuunnittelupalvelulle toimenpide-ehdotus on komponenttipohjainen järjestelmä Web-, puhe- ja Digi-TV -käyttöliittymillä ja personoidulla sisällöllä. Järjestelmä tehdään viisivaiheisena hankkeena, johon sisältyy pilottitestejä. Uuteen urasuunnittelupalveluun liitetään mukaan opiskelijat, oppilaitokset ja työnantajat sekä asiantuntijoita neuroverkon opetusdatan määrittämiseen. Palvelu perustuu integroituun tietokantaan. Eri osajärjestelmissä tuotettua tietoa voidaan hyödyntää kaikkialla urasuunnittelupalvelussa.

IT Financial Management In a Large Industrial Company

IT Service Management plays a key role in many IT organizations today. First IT Service Management principles founded in the early 1980s but the real adaption emerged in the end 2000s. IT Financial Management is one of IT Service Management’s processes. The main purpose of this thesis was study how IT Financial Management approach can be improved in a case company. Budgeting, accounting and charging are IT Financial Management functions. These functions are researched in this thesis. Thesis materials consist of both qualitative and quantitative material. The theoretical part consists mostly of IT Service Management literature while interviews and the case company’s information systems are researched in the empirical part. Thesis also reviews different kind of the systems which supports and automates IT Financial Management functions. The biggest challenge is the cost allocation with the current ERP system in the case company. It is worth to take group based system for allocation in use before there is a holistic system in a market. The case company should also develop its IT service processes forward.

Field-Programmable Gate Array Card for Readout and Control of Cryoelectronics

The main goal of the present Master’s Thesis project was to create a field-programmable gate array (FPGA) based system for the control of single-electron transistors or other cryoelectronic devices. The FPGA and similar technologies are studied in the present work. The fixed and programmable logic are compared with each other. The main features and limitations of the hardware used in the project are investigated. The hardware and software connections of the device to the computer are shown in detail. The software development techniques for FPGA-based design are described. The steps of design for programmable logic are considered. Furthermore, the results of filters implemented in the software are illustrated.

Nettipohjainen voimalaitosratkaisujen hinta-arviojärjestelmä

Työn tarkoitus on suunnitella ja toteuttaa nettipohjainen voimalaitosratkaisujen hinta-arviojärjestelmä Savonia Power Oy:n käyttöön. Järjestelmän tarkoitus on automatisoida voimalaitosratkaisujen tunnuslukujen laskeminen asiakkaan antamien alkuarvojen pohjalta ja tallentaa mahdollinen yhteydenottopyyntö. Järjestelmän vaatimuksina ovat laskentakaavojen helppo päivitettävyys, kaavojen automaattinen hakeminen Excel 2007–muotoisesta tiedostosta ja asiakasrajapinnan nettipohjaisuus. Työ jakaantuu kahteen osaan. Teoriaosassa selvitetään työssä käytettyjen tekniikoiden taustaa ja selvitetään Microsoftin OOXML-tiedostomuodon rakenne työssä vaadittavin osin. Käytännön osassa suunnitellaan ja osin toteutetaan valmis järjestelmä käyttäen PHP-kieltä, XML-määrittelykieltä ja MySQL-tietokantaa. Suurimmat haasteet järjestelmän toteutuksessa ovat laskentakaavojen parsiminen Excel-tiedostosta ilman sen sisällön tiukkaa rajoittamista tiettyihin raameihin ja järjestelmän helppo päivitys saaduilla laskentakaavoilla. Työn lopputuloksena on toimiva, muttei viimeistelty järjestelmä sekä tämä dokumentti. Työn suurin merkitys tulee olemaan edellä mainittujen suunnitteluhaasteiden selvittäminen, sekä valmis ohjelmarunko yleiseen käyttöön otetulle järjestelmälle.

On Energy Efficient Computing Platforms

In accordance with the Moore's law, the increasing number of on-chip integrated transistors has enabled modern computing platforms with not only higher processing power but also more affordable prices. As a result, these platforms, including portable devices, work stations and data centres, are becoming an inevitable part of the human society. However, with the demand for portability and raising cost of power, energy efficiency has emerged to be a major concern for modern computing platforms. As the complexity of on-chip systems increases, Network-on-Chip (NoC) has been proved as an efficient communication architecture which can further improve system performances and scalability while reducing the design cost. Therefore, in this thesis, we study and propose energy optimization approaches based on NoC architecture, with special focuses on the following aspects. As the architectural trend of future computing platforms, 3D systems have many bene ts including higher integration density, smaller footprint, heterogeneous integration, etc. Moreover, 3D technology can signi cantly improve the network communication and effectively avoid long wirings, and therefore, provide higher system performance and energy efficiency. With the dynamic nature of on-chip communication in large scale NoC based systems, run-time system optimization is of crucial importance in order to achieve higher system reliability and essentially energy efficiency. In this thesis, we propose an agent based system design approach where agents are on-chip components which monitor and control system parameters such as supply voltage, operating frequency, etc. With this approach, we have analysed the implementation alternatives for dynamic voltage and frequency scaling and power gating techniques at different granularity, which reduce both dynamic and leakage energy consumption. Topologies, being one of the key factors for NoCs, are also explored for energy saving purpose. A Honeycomb NoC architecture is proposed in this thesis with turn-model based deadlock-free routing algorithms. Our analysis and simulation based evaluation show that Honeycomb NoCs outperform their Mesh based counterparts in terms of network cost, system performance as well as energy efficiency.

Rigorous development of safety-critical systems

Nowadays, computer-based systems tend to become more complex and control increasingly critical functions affecting different areas of human activities. Failures of such systems might result in loss of human lives as well as significant damage to the environment. Therefore, their safety needs to be ensured. However, the development of safety-critical systems is not a trivial exercise. Hence, to preclude design faults and guarantee the desired behaviour, different industrial standards prescribe the use of rigorous techniques for development and verification of such systems. The more critical the system is, the more rigorous approach should be undertaken. To ensure safety of a critical computer-based system, satisfaction of the safety requirements imposed on this system should be demonstrated. This task involves a number of activities. In particular, a set of the safety requirements is usually derived by conducting various safety analysis techniques. Strong assurance that the system satisfies the safety requirements can be provided by formal methods, i.e., mathematically-based techniques. At the same time, the evidence that the system under consideration meets the imposed safety requirements might be demonstrated by constructing safety cases. However, the overall safety assurance process of critical computerbased systems remains insufficiently defined due to the following reasons. Firstly, there are semantic differences between safety requirements and formal models. Informally represented safety requirements should be translated into the underlying formal language to enable further veri cation. Secondly, the development of formal models of complex systems can be labour-intensive and time consuming. Thirdly, there are only a few well-defined methods for integration of formal verification results into safety cases. This thesis proposes an integrated approach to the rigorous development and verification of safety-critical systems that (1) facilitates elicitation of safety requirements and their incorporation into formal models, (2) simplifies formal modelling and verification by proposing specification and refinement patterns, and (3) assists in the construction of safety cases from the artefacts generated by formal reasoning. Our chosen formal framework is Event-B. It allows us to tackle the complexity of safety-critical systems as well as to structure safety requirements by applying abstraction and stepwise refinement. The Rodin platform, a tool supporting Event-B, assists in automatic model transformations and proof-based verification of the desired system properties. The proposed approach has been validated by several case studies from different application domains.