Konversio OBD:n ja sarjaliikenneportin välillä

Tämä insinöörityö on tehty Helsingin ammattikorkeakoululle osaksi suurempaa kokonaisuutta, jonka lopullisena tarkoituksena on lähettää auton OBD-diagnostiikkatiedot langattomasti paikkaan, jossa niitä voidaan analysoida, esimerkiksi autohuoltamolle. OBD2 (On-Board-Diagnostics II) on autoissa toimiva diagnostiikkajärjestelmä, joka tutkii auton eri osa-alueita, tallentaa tietoja näistä alueista ja ilmoittaa, jos jokin on vialla. Järjestelmä on nykyään laajalti käytössä. Ensimmäiset toteutukset OBD:stä nähtiin 80-luvun lopulla Yhdysvalloissa. Sitä seuraava toteutus OBD2 otettiin käyttöön 1996. EODB (European On Board Diagnostics) otettiin käyttöön Euroopassa vuonna 2001. Se on käytännössä sama kuin OBD2, mutta siihen on tehty muutamia muutoksia, jotka tekevät siitä paremmin sopivan Eurooppaan. Tässä insinöörityössä tutkitaan, kuinka tapahtuu konversio OBD-rajapinnan ja sarjaliikenneportin välillä. Tätä konversiota valittiin suorittamaan edullinen AGV2055-piirisarjaan perustuva OBD2-adapterin rakennussarja, joka kytketään tietokoneen sarjaliikenneporttiin. Tässä työssä perehdytään adapterin kokoamiseen ja tutustutaan sen toimintaan. Lisäksi kokeillaan kolmea eri ohjelmaa (yksi avoimen lähdekoodin ja kaksi kaupallista) suoritta-maan tulkkaamista ajoneuvon ja tietokoneen välillä.

Sosiaalisen verkkosivun liiketoimintasuunnitelma ja toteutus

Tässä insinöörityössä tutustuttiin sosiaalisen median liiketoimintamahdollisuuksiin ja toteutettiin kokonaisuus uuden liiketoimintamallin avulla. Ajatus sosiaalisesta liikuntasivustosta lähti omasta mielenkiinnosta liikuntaa sekä tehokkaasti verkostoituvaa wwwmaailmaa kohti. Lisäksi yrittäjyys on kiinnostanut minua suuresti, jonka takia innostuin tekemään insinöörityöni yrittäjän näkökulmasta, enkä pelkästään teknisen toteuttajan näkökulmasta. Web 2.0 eli sosiaalinen media on tehnyt tuloaan muutaman vuoden ajan ja yritysten suuri kiinnostus menestystarinoita kohtaan on saanut aikaan kiinnostuksen, jolle ei näy loppua. Hyvin toteutettu sosiaalinen verkkosivu voi olla tehokas ansaintakeino sivun ylläpitäjälle, mutta usein unohdetaan syy, miksi palveluita tehdään. Ensin pitää olla ongelma, johon toteutettu palvelu tarjoaa ratkaisun. Sporttiklubi tarjoaa ratkaisun hyvien liikuntakurssien löytämiseen, liikuntatietouden jakeluun sekä liikuntaystävien kanssa toimimiseen verkossa. Työssä toteutettu verkkosivu rakennettiin käyttämällä seuraavia ohjelmointitekniikoita ja -kieliä: Ajaxia, PHP:ta, JavaScriptiä sekä tietokantana MySQL:ää. Lisäksi verkkosivulla käytettiin mahdollisimman paljon avoimen lähdekoodin toteutuksia pienentääkseni omaa työmäärää itse toteutuksessa. Liiketoimintasuunnitelma toteutettiin käyttäen valmiita ja hyväksi todettuja sisällysluettelopohjia. Suunnitelman taustatyönä tutustuin muihin samalla alalla toimiviin yrityksiin ja verkkosivuihin, joista pyrin analysoimaan työlleni tärkeät työtavat ja menetelmät. Sivusto on nähtävissä verkossa osoitteessa www.sporttiklubi.net ja on täysin toiminnallinen kokonaisuus, jonka kehitystyö tulee jatkumaan tulevaisuudessakin. Jääkin nähtäväksi, tuleeko projektini tuottamaan yhtään euroa tulevaisuudessa, mutta oppimisnäkökulmasta tämä projekti on ollut minulle lottovoitto.

Tietoverkon valvonta SNMP-protokollan avulla

Tietoverkkojen valvontajärjestelmiä on nykyään käytössä monissa eri verkkoympäristöissä. Näissä verkoissa käytetään useiden laitevalmistajien tuotteita, joita täytyy pystyä valvomaan. Tähän tarkoitukseen on kehitetty verkonhallintaprotokolla SNMP (Simple Network Management Protocol). Tässä työssä valvontaprotokollaa on tarkoitus soveltaa tietoverkkojen valvontaan. Tämä insinöörityö tehtiin osana Netcontrol Oy:n tuotekehitystä. Työn päätavoitteena oli kehittää toimiva ratkaisu verkonvalvontaan. Työssä tutkittiin myös verkonvalvonnan toteuttamista SNMP-protokollan avulla sekä eri verkonvalvonnan toteutusmalleja. Työn teoriaosuus tehtiin kirjallisuustutkimuksena. Teoriaosuudessa käydään läpi verkonvalvonnan taustoja, SNMP-protokollan eri versioiden ominaisuuksia ja tietokantojen rakennetta. Työn loppuosassa kerrotaan Windows-käyttöjärjestelmän SNMP-ohjelmista sekä avoimen lähdekoodin Net-SNMP-ohjelmasta. Lisäksi käydään läpi näiden ohjelmien käyttöönotto. Lopussa kerrotaan myös testijärjestelmän tuloksista yleisluontoisesti. Työ osoittaa, että SNMP:n avulla pystytään suorittamaan kattavaa verkonvalvontaa. SNMP:n toiminnallisuus saadaan aikaan työssä esitetyillä ohjelmistoilla eri tietoverkon laitteisiin. Laitteiden valvontaa pystytään suorittamaan SNMP-hallintaohjelmalla. Näiden ohjelmistojen avulla saadaan aikaan toimiva päästä päähän -ratkaisu verkonvalvontaan. Tarkemmat kuvaukset testijärjestelmistä ja kehitysmahdollisuuksista on sisällytetty liitteeseen, joka on luottamuksellinen.

Palveluväylää hyödyntävät järjestelmäintegraatiot

Tässä työssä kuvataan Lahti Fenix Kuntalaistilijärjestelmän ja Tekla Xcity-järjestelmän välille toteutetun järjestelmäintegraation eri vaiheet. Kuntalaistilijärjestelmä on Lahden kaupungin Fenix-hankkeessa kehitteillä oleva sähköinen palvelualusta, jota pitkin kuntalaisille tarjotaan erilaisia kunnallisia palveluja, kuten vastaanottoaikoja hammaslääkärille. Tekla Xcity on kuntien ja kaupunkien käyttöön tarkoitettu järjestelmä, josta on mahdollista hakea esimerkiksi henkilö- ja paikkatietoja. Aluksi työssä esitellään lyhyesti erilaisia tapoja toteuttaa järjestelmäintegraatioita. Seuraavaksi kiinnitetään erityistä huomiota niin sanottuihin web-palveluihin, joiden etuja ja haittoja arvioidaan käytännön esimerkin kautta. Tässä pidetään viitekehyksenä Kuntalaistilijärjestelmää ja siinä käytettyä palvelukeskeistä arkkitehtuuria. Arkkitehtuurin ja viestiliikenneratkaisujen arvioinnin jälkeen siirrytään käytännön osuuteen, jossa itse järjestelmäintegraatio toteutetaan. Järjestelmäintegraatio toteutetaan käyttäen avoimen lähdekoodin palveluväylää ja sille saatavissa olevia viestintäkehyksiä. Integraation eri vaiheissa tutustutaan erilaisiin viestiliikenneprotokolliin ja niiden käyttöön valittujen viestintäkehysten kanssa. Kunkin protokollan toimivuus varmennetaan analysoimalla integraatioon liittyvien komponenttien ja päätepisteiden välistä tietoliikennettä.

Asiakkuuden hallintaohjelmiston hankinta mikroyrityksessä

Tietotekniikan käyttö on tärkeää mikroyrityksen kasvun kannalta. Tutkielmassa pyrittiin toimintatutkimuksen keinoin löytämään kosmetiikan suoramyyntiä harjoittavan toiminimen KaunisSinä taustalla olevan osa-aikaisen yrittäjän asettamien tavoitteiden ja rajoitteiden mukaan paras ohjelmisto tukemaan asiakkuuden hallintaa. Ohjelmiston valintaa varten tutkittiin ohjelmistohankinnan menetelmiä kaupallisten valmisohjelmistojen, avoimen lähdekoodin ohjelmistojen ja räätälöityjen ohjelmistojen osalta. Yrittäjän toimintatapojen kartoituksen perusteella muodostettiin kriteerit ohjelmistojen vertailua ja valintaa varten. Vertailussa käytettiin painotetun keskiarvon menetelmää. Markkinoilla on saatavilla ominaisuuksiltaan sopivia avoimen lähdekoodin asiakkuuden hallintaohjelmistoja. Valinta on kompromissi ohjelmiston tarjoaman toiminnallisuuden sekä ominaisuuksien ja yritykselle muodostuneiden toimintatapojen välillä. Yrityksen on siis osittain mukautettava toimintatapojaan ohjelmiston mukaiseksi.

Engineering of Business Critical Web Applications

Research focus of this thesis is to explore options for building systems for business critical web applications. Business criticality here includes requirements for data protection and system availability. The focus is on open source software. Goals are to identify robust technologies and engineering practices to implement such systems. Research methods include experiments made with sample systems built around chosen software packages that represent certain technologies. The main research focused on finding a good method for database data replication, a key functionality for high-availability, database-driven web applications. Research included also finding engineering best practices from books written by administrators of high traffic web applications. Experiment with database replication showed, that block level synchronous replication offered by DRBD replication software offered considerably more robust data protection and high-availability functionality compared to leading open source database product MySQL, and its built-in asynchronous replication. For master-master database setups, block level replication is more recommended way to build high-availability into the system. Based on thesis research, building high-availability web applications is possible using a combination of open source software and engineering best practices for data protection, availability planning and scaling.

Liferay -portaalin kapasiteetin skaalaaminen

Liferay on avoimen lähdekoodin verkkoportaali, jonka avulla pienet ja keskisuuret yritykset voivat tarjota pilvityyppisiä verkkopalveluita asiakkailleen. Portaalin kapasiteetin eli portaalin ohjelmistoa ajavien tietokoneiden määrän kasvattaminen ja laskeminen ei ole käytännössä helppoa. Tämän diplomityön tarkoituksena on ollut kehittää ratkaisu, jonka avulla portaalin kapasiteettia voidaan monitoroida sekä nostaa ja laskea käytännöllisesti. Työssä on toteutettu verkko-ohjelmisto, joka toimii työkaluna tätä tarkoitusta varten. Tuloksena on ohjelmisto, jonka avulla verkkoportaalin ylläpitäjä kykenee tekemään tarkkoja johtopäätöksiä verkkoportaalia ajavien tietokoneiden kuormituksesta sekä käynnistämään ja sammuttamaan portaalin ohjelmiston etäältä. Tästä hyötynä on tarkempi verkkoportaalin kuormituksen mittaus, jonka pohjalta ylläpitäjä voi tehdä järkeviä johtopäätöksiä portaalin kapasiteetin nostamisesta ja laskemisesta. Mistä tuloksena verkkoportaalin tarjoama palvelu on varautunut käyttäjiensä kulutuksen huippuihin ja laskuihin.

Design and Implementation of MUPE Server Context Tool for Eclipse IDE

The development of software tools begun as the first computers were built. The current generation of development environments offers a common interface to access multiple software tools and often also provide a possibility to build custom tools as extensions to the existing development environment. Eclipse is an open source development environment that offers good starting point for developing custom extensions. This thesis presents a software tool to aid the development of context-aware applications on Multi-User Publishing Environment (MUPE) platform. The tool is implemented as an Eclipse plug-in. The tool allows developer to include external server side contexts to their MUPE applications. The tool allows additional context sources to be added through the Eclipse's extension point mechanism. The thesis describes how the tool was designed and implemented. The implementation consists of tool core component part and an additional context source extension part. Tool core component is responsible for the actual context addition and also provides the needed user interface elements to the Eclipse workbench. Context source component provides the needed context source related information to the core component. As part of the work an update site feature was also implemented for distributing the tool through Eclipse update mechanism.

Future vision of information networks according to EU 7th framework

The purpose of this thesis is to investigate projects funded in European 7th framework Information and Communication Technology- work programme. The research has been limited to issue ”Pervasive and trusted network and service infrastructure” and the aim is to find out which are the most important topics into which research will concentrate in the future. The thesis will provide important information for the Department of Information Technology in Lappeenranta University of Technology. First in this thesis will be investigated what are the requirements for the projects which were funded in “Pervasive and trusted network and service infrastructure” – programme 2007. Second the projects funded according to “Pervasive and trusted network and service infrastructure”-programme will be listed in to tables and the most important keywords will be gathered. Finally according to the keyword appearances the vision of the most important future topics will be defined. According to keyword-analysis the wireless networks are in important role in the future and core networks will be implemented with fiber technology to ensure fast data transfer. Software development favors Service Oriented Architecture (SOA) and open source solutions. The interoperability and ensuring the privacy are in key role in the future. 3D in all forms and content delivery are important topics as well. When all the projects were compared, the most important issue was discovered to be SOA which leads the way to cloud computing.

Sage-ohjelmisto lukion matematiikan opetuksessa

Sage on verkkoselaimessa toimiva symbolisesti laskeva ohjelmisto, joka rakentuu useista avoimen lähdekoodin periaatetta noudattavista moduuleista. Komentokielenä se käyttää Python-ohjelmointikieltä. Sage soveltuu sekä opetus- että tutkimuskäyttöön. Opetuskäytössä sen tärkeimpiä ominaisuuksia ovat ilmaisuus, helppokäyttöisyys, vuorovaikutteiset ja graafiset toiminnot, dokumenttien muotoilutyökalut sekä verkkoympäristön edut, kuten käyttöjärjestelmäriippumattomuus ja ryhmätyö- mahdollisuudet. Tutkielmassa esitellään aihealueittain, miten Sagea voidaan hyödyntää lukion matematiikan opetuksessa kursseilla, joilla käsitellään funktioita ja yhtälöitä, geometriaa ja trigonometriaa, differentiaali- ja integraalilaskentaa, todennäköisyyslaskentaa sekä numeerisia menetelmiä. Aihepiireihin liittyvien metodien toimintaa havainnollistetaan esimerkkien ja opetusta tukevien interaktiivisten sovellusten avulla. Lisäksi tutkielma sisältää 21 Sagen käyttöön perustuvaa tehtävää ratkaisuineen. Suurin osa tutkielmaa varten ohjelmoiduista sovelluksista on julkaistu osana Sagea versiosta 4.7.1 alkaen. Tutkielma perustuu Sage-ohjelmiston versioon 4.7.

Analyysityökalun kehittäminen C#-kielisten lähdekoodien tarkastamiseen

Katselmoinnit ja tarkastusmenettelyt ovat osa ohjelmistotuotantoprosessin laadunvarmistusta. Staattisella tarkastamisella tarkoitetaan ohjelmistotuotteen visuaalista tarkastamista ohjelmistovirheiden havaitsemiseksi ja korjaamiseksi. Ohjelmiston lähdekoodin tarkastaminen voidaan suorittaa automaattisesti tarkoitukseen sopivalla ohjelmistolla l. analyysityökalulla. Tässä työssä toteutettiin analyysityökalu C#-kielisten lähdekoodien tarkastamiseen. Työkalulla suoritetussa kenttätestauksessa havaittiin tarkastettavissa ohjelmistoissa ohjelmiston ylläpitoon vaikuttavia puutteita. Lisäksi työssä tarkasteltiin katselmointeja osana ohjelmistotuotantoprosessin laadunvarmistusta sekä erilaisia ohjelmistovirheitä ja niiden lähteitä.

Developing Bioimage Informatics – from Microscopy to Software Solutions – with alpha2beta1 Integrin as a Case Study

Biokuvainformatiikan kehittäminen – mikroskopiasta ohjelmistoratkaisuihin – sovellusesimerkkinä α2β1-integriini Kun ihmisen genomi saatiin sekvensoitua vuonna 2003, biotieteiden päätehtäväksi tuli selvittää eri geenien tehtävät, ja erilaisista biokuvantamistekniikoista tuli keskeisiä tutkimusmenetelmiä. Teknologiset kehitysaskeleet johtivat erityisesti fluoresenssipohjaisten valomikroskopiatekniikoiden suosion räjähdysmäiseen kasvuun, mutta mikroskopian tuli muuntua kvalitatiivisesta tieteestä kvantitatiiviseksi. Tämä muutos synnytti uuden tieteenalan, biokuvainformatiikan, jonka on sanottu mahdollisesti mullistavan biotieteet. Tämä väitöskirja esittelee laajan, poikkitieteellisen työkokonaisuuden biokuvainformatiikan alalta. Väitöskirjan ensimmäinen tavoite oli kehittää protokollia elävien solujen neliulotteiseen konfokaalimikroskopiaan, joka oli yksi nopeimmin kasvavista biokuvantamismenetelmistä. Ihmisen kollageenireseptori α2β1-integriini, joka on tärkeä molekyyli monissa fysiologisissa ja patologisissa prosesseissa, oli sovellusesimerkkinä. Työssä saavutettiin selkeitä visualisointeja integriinien liikkeistä, yhteenkeräytymisestä ja solun sisään siirtymisestä, mutta työkaluja kuvainformaation kvantitatiiviseen analysointiin ei ollut. Väitöskirjan toiseksi tavoitteeksi tulikin tällaiseen analysointiin soveltuvan tietokoneohjelmiston kehittäminen. Samaan aikaan syntyi biokuvainformatiikka, ja kipeimmin uudella alalla kaivattiin erikoistuneita tietokoneohjelmistoja. Tämän väitöskirjatyön tärkeimmäksi tulokseksi muodostui näin ollen BioImageXD, uudenlainen avoimen lähdekoodin ohjelmisto moniulotteisten biokuvien visualisointiin, prosessointiin ja analysointiin. BioImageXD kasvoi yhdeksi alansa suurimmista ja monipuolisimmista. Se julkaistiin Nature Methods -lehden biokuvainformatiikkaa käsittelevässä erikoisnumerossa, ja siitä tuli tunnettu ja laajalti käytetty. Väitöskirjan kolmas tavoite oli soveltaa kehitettyjä menetelmiä johonkin käytännönläheisempään. Tehtiin keinotekoisia piidioksidinanopartikkeleita, joissa oli "osoitelappuina" α2β1-integriinin tunnistavia vasta-aineita. BioImageXD:n avulla osoitettiin, että nanopartikkeleilla on potentiaalia lääkkeiden täsmäohjaussovelluksissa. Tämän väitöskirjatyön yksi perimmäinen tavoite oli edistää uutta ja tuntematonta biokuvainformatiikan tieteenalaa, ja tämä tavoite saavutettiin erityisesti BioImageXD:n ja sen lukuisten julkaistujen sovellusten kautta. Väitöskirjatyöllä on merkittävää potentiaalia tulevaisuudessa, mutta biokuvainformatiikalla on vakavia haasteita. Ala on liian monimutkainen keskimääräisen biolääketieteen tutkijan hallittavaksi, ja alan keskeisin elementti, avoimen lähdekoodin ohjelmistokehitystyö, on aliarvostettu. Näihin seikkoihin tarvitaan useita parannuksia,

Replikoitavan palvelinjärjestelmän toteuttaminen julkisen liikenteen avoimen datan jakeluun

Tässä diplomityössä tutkittiin, miten toteuttaa replikoitava palvelinjärjestelmä julkisen liikenteen avoimen datan jakeluun. Tutkimuksessa selvitettiin, onko vastaavanlaisia järjestelmiä suunniteltu aiemmin, vai pitääkö järjestelmä suunnitella itse. Projektissa käytettiin avoimen lähdekoodin OneBusAway-ohjelmistokokonaisuutta. Projektin avulla osoitettiin, että kyseinen ohjelmisto toimi yliopiston testikäytössä hyvin. Ohjelmiston avulla pystytään jakelemaan staattista ja reaaliaikaista dataa, ja se on replikoitavissa kunnasta toiseen maailmanlaajuisesti. Tulevaisuudessa olisi kuitenkin hyvä selvittää, miten ohjelmistosta puuttuva reittihakuominaisuus kannattaisi toteuttaa, sekä olisiko REST- rajapinta mahdollista muuttaa sellaiseksi, että se noudattaisi julkisen liikenteen standardeja.

Feature-based camera pose estimation

The estimating of the relative orientation and position of a camera is one of the integral topics in the field of computer vision. The accuracy of a certain Finnish technology company’s traffic sign inventory and localization process can be improved by utilizing the aforementioned concept. The company’s localization process uses video data produced by a vehicle installed camera. The accuracy of estimated traffic sign locations depends on the relative orientation between the camera and the vehicle. This thesis proposes a computer vision based software solution which can estimate a camera’s orientation relative to the movement direction of the vehicle by utilizing video data. The task was solved by using feature-based methods and open source software. When using simulated data sets, the camera orientation estimates had an absolute error of 0.31 degrees on average. The software solution can be integrated to be a part of the traffic sign localization pipeline of the company in question.

Panossyöttökasvatusprosessin automatisointi

Tutkimuskäyttöön tarkoitettujen rekombinanttiproteiinien tuottaminen fermentoimalla on yleinen menetelmä bioteollisuudessa. Mikrobit kasvatetaan fermentorissa, joka tarjoaa kontrolloidun kasvuympäristön ja sopivat tuotto-olosuhteet halutulle tuotteelle. Eräs fermentointimuodoista on korkeatuottoinen ja pitkäkestoinen panossyöttökasvatus, jossa saavutetaan panoskavatusta merkittävästi korkeampi solutiheys jatkamalla panosvaiheen jälkeen kasvua rajoittavan substraatin syöttöä. Laboratoriomittakaavassa fermentorikasvatusten tilavuudet vaihtelevat litrasta kymmeniin ja niissä kasvatusta seurataan sekä ohjataan joko fermentorista tai tietokoneesta. Tyypillisessä fermentointiprosessissa operaattori tarkkailee muun muassa vaahdonkorkeutta sekä käynnistää pumppuja olosuhteiden muuttuessa. Tällaiset tehtävät ovat teollisen mittakaavan laitteistoissa usein automatisoituja. Diplomityön tarkoituksena oli päivittää kahden Turun yliopiston biotekniikan laboratoriossa sijaitsevan BioFlo® -sarjan pöytäfermentorin MS-DOS -pohjainen tietokoneohjausohjelma nykyaikaiseksi ja lisätä siihen etäseuranta ja -ohjaus. Ohjelmaan oli tarkoitus liittää erillinen optinen solutiheysanturi, jonka lukemien häiriötä haluttiin myös vähentää signaalinkäsittelyllä. Lisäksi vaahdonestoaineen ja indusorin lisäykset haluttiin automatisoida panossyöttökasvatuksessa. Vaahdonkorkeuden havaitsemisen mahdollisuutta konenäön menetelmin haluttiin selvittää, jotta vaahdonestoaineen automaattiset lisäykset voitaisiin toteuttaa nettikameran syötteen perusteella. Koekasvatuksilla osoitettiin päivitetyn ohjausohjelman toimivan panos- ja panossyöttömuodoilla. Uuden käyttöliittymän avulla pystyttiin automatisoimaan panoskasvatuksen lisäykset ja syöttönopeuden muutokset sekä tunnistamaan kasvatusliuosten vaahdonkorkeutta vaahdonestoaineen lisäykseen riittävällä kahden senttimetrin tarkkuudella. Lisäksi käyttöliittymä mahdollisti kasvatuksen ohjauksen ja seurauksen myös etänä. Työssä kehitetty ohjausohjelma julkaistiin avoimena ohjelmana ilman etä- ja nettikameratoimintoja. Ohjelma toimii hyvin BioFlo® -sarjan fermentorien käyttöliittymänä, mutta avoimen lähdekoodin ansiosta kuka tahansa voi hyödyntää ohjelmaa pohjana myös uusissa projekteissa tai muissa fermentorimalleissa.