Sistemes encastats en temps real

En l’actualitat, els sistemes electrònics de processament de dades són cada cop més significatius dins del sector industrial. Són moltes les necessitats que sorgeixen en el món dels sistemes d’autentificació, de l’electrònica aeronàutica, d’equips d’emmagatzemament de dades, de telecomunicacions, etc. Aquestes necessitats tecnològiques exigeixen ser controlades per un sistema fiable, robust, totalment dependent amb els esdeveniments externs i que compleixi correctament les restriccions temporals imposades per tal de que realitzi el seu propòsit d’una manera eficient. Aquí és on entren en joc els sistemes encastats en temps real, els quals ofereixen una gran fiabilitat, disponibilitat, una ràpida resposta als esdeveniments externs del sistema, una alta garantia de funcionament i una àmplia possibilitat d’aplicacions. Aquest projecte està pensat per a fer una introducció al món dels sistemes encastats, com també explicar el funcionament del sistema operatiu en temps real FreeRTOS; el qual utilitza com a mètode de programació l’ús de tasques independents entre elles. Donarem una visió de les seves característiques de funcionament, com organitza tasques mitjançant un scheduler i uns exemples per a poder dissenyar-hi aplicacions.

Software per al cronometratge de temps mitjançant sensors digitals

L’Slot, conegut per tots amb el nom d’Scalextric, s’ha implantat com a una forma d’oci habitual, la pràctica del qual no queda restringida als més petits, sinó que cada vegada crea més afició entre els grans. El fet que l’Slot s’hagi extès entre els adults n’ha revolucionat la pràctica. L’entrada al mercat de l’Slot de gent adulta, i amb poder adquisitiu molt superior als adolescents, ha provocat que les marques especialitzades vagin evolucionant els seus productes cada vegada més. Totes les marques s’han vist obligades a desenvolupar vehicles més competitius i alhora treure al mercat accessoris que augmentin la realitat del joc. Una de les necessitats que s’ha creat és la de competir entre jugadors. Aquesta competició tan pot ser en forma de carrera entre diversos participants, com de forma individual, cronometrant el temps de cada participant en un circuit. L’objectiu principal del projecte és crear un sistema capaç de realitzar cronometratges en temps real mitjançant sensors digitals ja existents en el mercat de l’Slot i poder controlar i visualitzar la informació des d’un PC. Per a poder captar els senyals dels sensors s’ha utilitzat un sistema microcontrolat, que garanteix gran velocitat d’adquisició, processament de dades i transmissió. La comunicació del Microcontrolador amb el PC s’ha realizat mitjançant el bus USB. El PC serà el controlador del sistema i donarà les ordres al Microcontrolador, podent així tenir control total sobre el funcionament del programa. També serà el PC el que tractarà els crocometratges enregistrats i els mostrarà per pantalla

Eliminació d'artefactes en EGG mitjançant l'ús de la Multivariate Empirical Mode Decomposition

La tècnica de l’electroencefalograma (EEG) és una de les tècniques més utilitzades per estudiar el cervell. En aquesta tècnica s’enregistren els senyals elèctrics que es produeixen en el còrtex humà a través d’elèctrodes col•locats al cap. Aquesta tècnica, però, presenta algunes limitacions a l’hora de realitzar els enregistraments, la principal limitació es coneix com a artefactes, que són senyals indesitjats que es mesclen amb els senyals EEG. L’objectiu d’aquest treball de final de màster és presentar tres nous mètodes de neteja d’artefactes que poden ser aplicats en EEG. Aquests estan basats en l’aplicació de la Multivariate Empirical Mode Decomposition, que és una nova tècnica utilitzada per al processament de senyal. Els mètodes de neteja proposats s’apliquen a dades EEG simulades que contenen artefactes (pestanyeigs), i un cop s’han aplicat els procediments de neteja es comparen amb dades EEG que no tenen pestanyeigs, per comprovar quina millora presenten. Posteriorment, dos dels tres mètodes de neteja proposats s’apliquen sobre dades EEG reals. Les conclusions que s’han extret del treball són que dos dels nous procediments de neteja proposats es poden utilitzar per realitzar el preprocessament de dades reals per eliminar pestanyeigs.

Reconeixement de gestos de la mà amb el sensor Kinect

El reconeixement dels gestos de la mà (HGR, Hand Gesture Recognition) és actualment un camp important de recerca degut a la varietat de situacions en les quals és necessari comunicar-se mitjançant signes, com pot ser la comunicació entre persones que utilitzen la llengua de signes i les que no. En aquest projecte es presenta un mètode de reconeixement de gestos de la mà a temps real utilitzant el sensor Kinect per Microsoft Xbox, implementat en un entorn Linux (Ubuntu) amb llenguatge de programació Python i utilitzant la llibreria de visió artifical OpenCV per a processar les dades sobre un ordinador portàtil convencional. Gràcies a la capacitat del sensor Kinect de capturar dades de profunditat d’una escena es poden determinar les posicions i trajectòries dels objectes en 3 dimensions, el que implica poder realitzar una anàlisi complerta a temps real d’una imatge o d’una seqüencia d’imatges. El procediment de reconeixement que es planteja es basa en la segmentació de la imatge per poder treballar únicament amb la mà, en la detecció dels contorns, per després obtenir l’envolupant convexa i els defectes convexos, que finalment han de servir per determinar el nombre de dits i concloure en la interpretació del gest; el resultat final és la transcripció del seu significat en una finestra que serveix d’interfície amb l’interlocutor. L’aplicació permet reconèixer els números del 0 al 5, ja que s’analitza únicament una mà, alguns gestos populars i algunes de les lletres de l’alfabet dactilològic de la llengua de signes catalana. El projecte és doncs, la porta d’entrada al camp del reconeixement de gestos i la base d’un futur sistema de reconeixement de la llengua de signes capaç de transcriure tant els signes dinàmics com l’alfabet dactilològic.

Optimització de la tècnica del miralls màgics a partir de mesures de teoria de la informació

La visualització científica estudia i defineix algorismes i estructures de dades que permeten fer comprensibles conjunts de dades a través d’imatges. En el cas de les aplicacions mèdiques les dades que cal interpretar provenen de diferents dispositius de captació i es representen en un model de vòxels. La utilitat d’aquest model de vòxels depèn de poder-lo veure des del punt de vista ideal, és a dir el que aporti més informació. D’altra banda, existeix la tècnica dels Miralls Màgics que permet veure el model de vòxels des de diferents punts de vista alhora i mostrant diferents valors de propietat a cada mirall. En aquest projecte implementarem un algorisme que permetrà determinar el punt de vista ideal per visualitzar un model de vòxels així com també els punts de vista ideals per als miralls per tal d’aconseguir el màxim d’informació possible del model de vòxels. Aquest algorisme es basa en la teoria de la informació per saber quina és la millor visualització. L’algorisme també permetrà determinar l’assignació de colors òptima per al model de vòxels

El futur de l'ordinador a l'aula

Els ordinadors s’aniran fent més potents i cada vegada n’hi haurà més a les escoles. La seva utilització serà més senzilla i, per tant, resultarà més fàcil adaptar-los a les necessitats de l’aula. També seran molt útils per atendre la diversitat escolar, ja que l’ordinador permet que cada estudiant pugui progressar al seu ritme. Finalment, l’aparició d’Internet dóna moltes noves possibilitats pedagògiques i, en un futur proper, el fet d’establir comunicacions entre infants de diferents escoles podrà ser una activitat habitual de la majoria de centres

Tietojärjestelmien tietokantojen jatkuva tietojen varmistaminen

Tietokantoja käyttävien tietojärjestelmien kriittisyys tietoyhteiskunnan eri osille ja toiminnalle on merkittävä. Tietojenkäsittelyn jatkuvuus ja tietojärjestelmien korkea käytettävyys on pyrittävä turvaamaan mahdollisimman kattavasti joka hetkellä ja vikatilanteista on kyettävä toipumaan työskentelyn ja liiketoiminnan jatkamiseksi. Työn tarkoituksena oli selvittää erilaisia menetelmiä näiden tietokantojen jatkuvaan tiedonvarmistukseen sekä paikallisilla palvelinjärjestelmillä että tietoverkon välityksellä ylläpidettävillä varajärjestelmillä. Paikallisella hyvin suunnitellulla tiedonvarmistuksella vikaantunut tietokanta ja sen tietosisältö kyetään palauttamaan mihinkä tahansa ajanhetkeen ennen vikaantumista. Varajärjestelmät puolestaan voidaan ottaa välittömästi käyttöön kokonaisen konesalin käytön estyessä tai vikaantuessa. Lisäksi useammat konesalit ratkaisusta riippuen voivat palvella käyttäjiään samanaikaisesti tasaten tietojärjestelmän kuormaa, tarjoten lisämahdollisuuksia tietojenkäsittelyyn ja niiden avulla sama tieto voidaan tuoda lähemmäksi palvelemaan käyttäjiään. Työn mielenkiinto kohdistuu lähinnä Oracle-tietokantoja käyttävien tieto-järjestelmien tarjoamiin varmistusvaihtoehtoihin. Kyseiset tietokantajärjestelmät ovat laajassa käytössä niin yritysmaailmassa kuin julkisellakin sektorilla.

Web-sovellus Google App Engine alustalle

App Engine on lyhenne englanninkielisistä termeistä application, sovellus ja engine, moottori. Kyseessä on Google, Inc. -konsernin toteuttama kaupallinen palvelu, joka noudattaa pilvimallin tietojenkäsittelyn periaatteita ja mahdollistaa asiakkaan oman sovelluskehityksen. Järjestelmään on mahdollista ohjelmoida itse ideoitu palvelu Internet - verkon välityksellä käytettäväksi, joko yksityisesti tai julkisesti. Kyse on siis hajautetusta palvelinjärjestelmästä, jonka tarjoaa dynaamisesti kuormitukseen sopeutuvan sovellusalustan, jossa asiakas ei vuokraa virtuaalikoneita. Myös järjestelmän tarjoama tallennuskapasiteetti on saatavilla joustavasti. Itse kandidaatintyössä syvennytään yksityiskohtaisemmin sovelluksen toteuttamiseen palvelussa, rajoitteisiin ja soveltuvuuteen. Alussa käydään läpi pilvikäsite, joista monilla tietokoneiden käyttäjillä on epäselvä käsitys. Erilaisia kokonaisuuksia voidaan luoda erittäin monella tavalla, joista rajaamme käsittelyn kohteeksi toteuttamiskelpoiset yleiset ratkaisut.

Reaktorisydämen valvontajärjestelmän modernisointi Olkiluodon kiehutusvesilaitoksella

Reaktorisydämen valvonnalla varmistetaan, että polttoaineelta vaaditut termiset marginaalit toteutuvat ja polttoaineen suojakuori säilyy ehjänä. Olkiluodon kiehutusvesilaitoksen nykyinen sydämen valvontajärjestelmä koostuu SIMULATE-3-sydänsimulaattoriohjelmasta, reaktorisydämen instrumentoinnista, termisen tehon laskentaohjelmasta, tiedonkeruuohjelmista ja käynnistysautomatiikasta. Uusi järjestelmä koostuu näiden lisäksi GARDEL-ohjelmasta, joka on kehitetty kevytvesireaktoreiden sydämen käytön suunnitteluun ja valvontaan. GARDEL käyttää laskentaan samoja ohjelmia, jotka ovat jo Olkiluodon kiehutusvesilaitoksella käytössä. Tämän työn tarkoituksena oli verrata nykyistä ja uutta sydämen valvontajärjestelmää Olkiluodon kiehutusvesilaitoksella. Työssä tutkittiin LPRM-detektorien kalibroinnin jälkeisen datan käsittelyä, palamapäivitystä, stabiilisuuslaskentaa ja adaptiivisia menetelmiä. Järjestelmien vertailuun käytettiin Olkiluoto 2 -laitosyksiköltä käyttöjaksolta 31 (2011–2012) saatuja laskentuloksia. Tulosten perusteella havaittiin uuden järjestelmän laskennassa yksittäisiä virheitä, jotka tulee korjata. Lisäksi uuden järjestelmän toiminnasta tarvitaan lisäselvitystä.

Studies of Solar Activity with Emphasis on Quasi-Periodic Oscillations

In this thesis mainly long quasi-periodic solar oscillations in various solar atmospheric structures are discussed, based on data obtained at several wavelengths, focussing, however, mainly on radio frequencies. Sunspot (Articles II and III) and quiet Sun area (QSA) (Article I) oscillations are investigated along with quasi-periodic pulsations (QPP) in a flaring event with wide-range radio spectra (Article IV). Various oscillation periods are detected; 3–15, 35–70 and 90 minutes (QSA), 10-60 and 80-130 minutes (in sunspots at various radio frequencies), 3-5, 10-23, 220-240, 340 and 470 minutes (in sunspots at photosphere) and 8-12 and 15-17 seconds (in a solar flare at radio frequencies). Some of the oscillation periods are detected for the first time, while some of them have been confirmed earlier by other research groups. Solar oscillations can provide more information on the nature of various solar structures. This thesis presents the physical mechanisms of some solar structure oscillations. Two different theoretical approaches are chosen; magnetohydrodynamics (MHD) and the shallow sunspot model. These two theories can explain a wide range of solar oscillations from a few seconds up to some hours. Various wave modes in loop structures cause solar oscillations (<45 minutes) both in sunspots and quiet Sun areas. Periods lasting more than 45 minutes in the sunspots (and a fraction of the shorter periods) are related to sunspot oscillations as a whole. Sometimes similar oscillation periods are detected both in sunspot area variations and respectively in magnetic field strength changes. This result supports a concept that these oscillations are related to sunspot oscillations as a whole. In addition, a theory behind QPPs at radio frequencies in solar flares is presented. The thesis also covers solar instrumentation and data sources. Additionally, the data processing methods are presented. As the majority of the investigations in this thesis focus on radio frequencies, also the most typical radio emission mechanisms are presented. The main structures of the Sun, which are related to solar oscillations, are also presented. Two separate projects are included in this thesis. Solar cyclicity is studied using the extensively large solar radio map archieve from Metsähovi Radio Observatory (MRO) at 37 GHz, between 1978 and 2011 (Article V) covering two full solar cycles. Also, some new solar instrumentation (Article VI) was developed during this thesis.

Ion mobility spectrometry in liquid analysis

Ion mobility spectrometry (IMS) is a straightforward, low cost method for fast and sensitive determination of organic and inorganic analytes. Originally this portable technique was applied to the determination of gas phase compounds in security and military use. Nowadays, IMS has received increasing attention in environmental and biological analysis, and in food quality determination. This thesis consists of literature review of suitable sample preparation and introduction methods for liquid matrices applicable to IMS from its early development stages to date. Thermal desorption, solid phase microextraction (SPME) and membrane extraction were examined in experimental investigations of hazardous aquatic pollutants and potential pollutants. Also the effect of different natural waters on the extraction efficiency was studied, and the utilised IMS data processing methods are discussed. Parameters such as extraction and desorption temperatures, extraction time, SPME fibre depth, SPME fibre type and salt addition were examined for the studied sample preparation and introduction methods. The observed critical parameters were extracting material and temperature. The extraction methods showed time and cost effectiveness because sampling could be performed in single step procedures and from different natural water matrices within a few minutes. Based on these experimental and theoretical studies, the most suitable method to test in the automated monitoring system is membrane extraction. In future an IMS based early warning system for monitoring water pollutants could ensure the safe supply of drinking water. IMS can also be utilised for monitoring natural waters in cases of environmental leakage or chemical accidents. When combined with sophisticated sample introduction methods, IMS possesses the potential for both on-line and on-site identification of analytes in different water matrices.

Modelling the simultaneous effects of intellectual capital and knowledge management on the organisational performance of Finnish companies

The aim of this study was to contribute to the current knowledge-based theory by focusing on a research gap that exists in the empirically proven determination of the simultaneous but differentiable effects of intellectual capital (IC) assets and knowledge management (KM) practices on organisational performance (OP). The analysis was built on the past research and theoreticised interactions between the latent constructs specified using the survey-based items that were measured from a sample of Finnish companies for IC and KM and the dependent construct for OP determined using information available from financial databases. Two widely used and commonly recommended measures in the literature on management science, i.e. the return on total assets (ROA) and the return on equity (ROE), were calculated for OP. Thus the investigation of the relationship between IC and KM impacting OP in relation to the hypotheses founded was possible to conduct using objectively derived performance indicators. Using financial OP measures also strengthened the dynamic features of data needed in analysing simultaneous and causal dependences between the modelled constructs specified using structural path models. The estimates were obtained for the parameters of structural path models using a partial least squares-based regression estimator. Results showed that the path dependencies between IC and OP or KM and OP were always insignificant when analysed separate to any other interactions or indirect effects caused by simultaneous modelling and regardless of the OP measure used that was either ROA or ROE. The dependency between the constructs for KM and IC appeared to be very strong and was always significant when modelled simultaneously with other possible interactions between the constructs and using either ROA or ROE to define OP. This study, however, did not find statistically unambiguous evidence for proving the hypothesised causal mediation effects suggesting, for instance, that the effects of KM practices on OP are mediated by the IC assets. Due to the fact that some indication about the fluctuations of causal effects was assessed, it was concluded that further studies are needed for verifying the fundamental and likely hidden causal effects between the constructs of interest. Therefore, it was also recommended that complementary modelling and data processing measures be conducted for elucidating whether the mediation effects occur between IC, KM and OP, the verification of which requires further investigations of measured items and can be build on the findings of this study.

Path Analysis of Online Users Using Clickstream Da-ta: Case Online Magazine Website

This paper explores behavioral patterns of web users on an online magazine web-site. The goal of the study is to first find and visualize user paths within the data generated during collection, and to identify some generic behavioral typologies of user behavior. To form a theoretical foundation for processing data and identifying behavioral ar-chetypes, the study relies on established consumer behavior literature to propose typologies of behavior. For data processing, the study utilizes methodologies of ap-plied cluster analysis and sequential path analysis. Utilizing a dataset of click stream data generated from the real-life clicks of 250 ran-domly selected website visitors over a period of six weeks. Based on the data collect-ed, an exploratory method is followed in order to find and visualize generally occur-ring paths of users on the website. Six distinct behavioral typologies were recog-nized, with the dominant user consuming mainly blog content, as opposed to editori-al content. Most importantly, it was observed that approximately 80% of clicks were of the blog content category, meaning that the majority of web traffic occurring in the site takes place in content other than the desired editorial content pages. The out-come of the study is a set of managerial recommendations for each identified behavioral archetype.

Big Datan liiketoiminnalliset mahdollisuudet ja haasteet

Tämän kandidaatintutkielman tarkoituksena oli selvittää minkälaisia liiketoiminnallisia mahdollisuuksia ja haasteita Big Dataan ja sen ominaispiirteisiin liittyy, ja miten Big Data määritellään nykyaikaisesti ja ajankohtaisesti. Tutkimusongelmaa lähestyttiin narratiivisen kirjallisuuskatsauksen keinoin. Toisin sanoen tutkielma on hajanaisen tiedon avulla koostettu yhtenäinen katsaus nykytilanteeseen. Lähdeaineisto koostuu pääosin tieteellisistä artikkeleista, mutta käytössä oli myös oppikirjamateriaalia, konferenssijulkaisuja ja uutisartikkeleja. Tutkimuksessa käytetyt akateemisen kirjallisuuden lähteet sisälsivät keskenään paljon samankaltaisia näkemyksiä tutkimusaihetta kohtaan. Niiden perusteella muodostettiin kaksi taulukkoa havaituista mahdollisuuksista ja haasteista, ja taulukoiden rivit nimettiin niitä kuvaavien ominaispiirteiden mukaan. Tutkimuksessa liiketoiminnalliset mahdollisuudet ja haasteet jaettiin viiteen pääkategoriaan ja neljään alakategoriaan. Tutkimus toteutettiin liiketoiminnan näkökulmasta, joten siinä sivuutettiin monenlaisia Big Datan teknisiä aspekteja. Tutkielman luonne on poikkitieteellinen, ja sen avulla pyritään havainnoimaan tämän hetken yhtä uusinta tietojenkäsittelykäsittelytieteiden termiä liiketoiminnallisessa kontekstissa. Tutkielmassa Big Dataan liittyvillä ominaispiirteillä todettiin olevan mahdollisuuksia, jotka voitiin jaotella korrelaatioiden havaitsemisen perusteella markkinoiden tarkemman segmentoinnin mahdollisuuksiin ja päätöksenteon tukena toimimiseen. Reaaliaikaisen seurannan mahdollisuudet perustuvat Big Datan nopeuteen ja kokoon, eli sen jatkuvaan kasvuun. Ominaispiirteisiin liittyvät haasteet voidaan jakaa viiteen kategoriaan, joista osa liittyy toimintaympäristöön ja osa organisaation sisäiseen toimintaan.

Implementation of hospital-wide computer information system :a case study of this change process

This case study examines the impact of a computer information system as it was being implemented in one Ontario hospital. The attitudes of a cross section of the hospital staff acted as a barometer to measure their perceptions of the implementation process. With The Mississauga Hospital in the early stages of an extensive computer implementation project, the opportunity existed to identify staff attitudes about the computer system, overall knowledge and compare the findings with the literature. The goal of the study was to develop a greater base about the affective domain in the relationship between people and the computer system. Eight exploratory questions shaped the focus of the investigation. Data were collected from three sources: a survey questionnaire, focused interviews, and internal hospital documents. Both quantitative and qualitative data were analyzed. Instrumentation in the study consisted of a survey distributed at two points in time to randomly selected hospital employees who represented all staff levels.Other sources of data included hospital documents, and twenty-five focused interviews with staff who replied to both surveys. Leavitt's socio-technical system, with its four subsystems: task, structure, technology, and people was used to classify staff responses to the research questions. The study findings revealed that the majority of respondents felt positive about using the computer as part of their jobs. No apparent correlations were found between sex, age, or staff group and feelings about using the computer. Differences in attitudes, and attitude changes were found in potential relationship to the element of time. Another difference was found in staff group and perception of being involved in the decision making process. These findings and other evidence about the role of change agents in this change process help to emphasize that planning change is one thing, managing the transition is another.