Langattoman tietoliikenneverkon toteuttaminen satama-alueelle

Tässä työssä toteutetaan IEEE 802.16-2004 standardiin perustuva langaton WiMAX tietoliikenneverkko, sekä tutkitaan etenemismallien soveltuvuutta satama-alueelle. Myös muiden verkkoratkaisujen soveltuvuutta pohditaan. Lisäksi tutkitaan sääolosuhteiden sekä päätelaitteen liikkumisnopeuden vaikutuksia yhteyteen. Satama-alueella on teräksestä valmistettuja merikontteja pinottuina päällekkäin, ja ne vaikeuttavat langattomien signaalien etenemistä. Merikonttien pinot säilyttävät tietyn maksimikorkeuden johtuen työkoneiden rajallisesta kyvystä pinota niitä. Langattomien signaalien etenemiselle erilaisissa ympäristöissä on kehitetty etenemismalleja. Etenemisallien avulla voidaan pyrkiä ennustamaan signaalin vahvuutta eri etäisyyksillä tukiasemasta. Etenemismallit kuvaavat ympäristön aiheuttamaa signaalin vaimenemista erilaisten muuttujien avulla. Langattoman tietoliikenneverkon toteutus ongelmatilanteineen dokumentoitiin ja alueella tehtiin kuuluvuusmittauksia. Löydettiin etenemismalli ja muuttujat, joiden avulla lasketut tulokset vastasivat mitattuja tuloksia hyvin. Myös sääolosuhteiden sekä päätelaitteen liikkumisnopeuden vaikutusta signaalin vahvuuteen tutkittiin. Vesi- ja lumisateen sekä sumun vaikutuksen todettiin olevan merkityksetön verkon käyttämällä 3.5 GHz taajuusalueella. Myöskään päätelaitteen liikkumisnopeuden ei todettu vaikuttavan toiminnallisuuteen 20-30 kilometrin tuntinopeudella, jolla työkoneet alueella liikkuvat.

Design of an Event Based Messaging System

B2B document handling is moving from paper to electronic networks and electronic domain very rapidly. Moving, handling and transforming large electronic business documents requires a lot from the systems handling them. This paper explores new technologies such as SOA, event-driven systems and ESB and a scalable, event-driven enterprise service bus is created to demonstrate these new approaches to message handling. As an end result, we have a small but fully functional messaging system with several different components. This is the first larger Java-project done in-house, so on the side we developed our own set of best practices of Java development, setting up configurations, tools, code repositories and class naming and much more.

FLASH-OFDM System Performance Studies for Wireless Broadband Network Operator Services

@450 wireless broadband service is Digita’s mobile wireless broadband network service. In @450 network Digita acts as the network operator offering network capacity to service operators. For Digita it is important to know what kind of services its network is capable of and what are the network’s service parameters. The knowledge of the network parameters and the behaviour can be used in advance in the development of new service products. Before a new service product can be offered to service operators a lot of work has to be done. The basic testing is necessary to get an understanding of the basic functionality. The requirement specification has to be done and a new product has to be created. The new product has to be tested. The test results have to be analysed in order to find out if the new product is suitable for real use and with which limitations. The content of this Thesis is the development of wireless technologies, @450 service and network, FLASH-OFDM technology, FLASH-OFDM performance testing and the development of a new service product.

Utilizing Near Field Communication in Health Care

In this master’s thesis, possibilities to utilize Near Field Communication (NFC) technology in health care applications are examined. NFC is a short-range wireless communication technology that enables the exchange of data between devices. Main components in NFC are tag, which contains data, a NFC reader device, which can be for instance embedded to mobile phone and also act as a tag, and an antennae in both tag and reader. In this work NFC technology is discussed and its utilization in health care information systems that are in use or in trial. Utilization of information technology in health care field is examined superficially. In this thesis, a system utilizing NFC is designed and its requirements and architecture presented. NFC is used in identification of care worker. When care worker arrives at the house of a patient, she brings the NFC-enabled mobile phone near NFC tag. This sends information to the application server. This information contains the time of arrival and patient and location identifier. When care worker leaves the place, she repeats the procedure. Information gathered can be used in reporting and real time tracking.

Satelliittipaikannukseen perustuvan reaaliaikaisen jäljitysohjelmiston toteutus

Satelliittipaikannuksen hyödyntäminen eri sovellusaloilla ja siviilikäytössä on kasvanut merkittävästi 2000-luvulla Yhdysvaltojen puolustusministeriön lopetettua GPS-järjestelmän tarkoituksenmukaisen häirinnän. Langattomien datayhteyksien yleistyminen ja nopeuksien kasvaminen on avannut paikkatiedon käyttämiseksi ja hyödyntämiseksi reaaliaikaisesti uusia mahdollisuuksia. Kustannusten kasvaessa on tehokkaasta liikennöinnistä tullut tänä päivänä erittäin tärkeä osa yritysten päivittäisiä toimintoja. Ajoneuvojen hallinta on yksi tapa, jolla pyritään tehostamaan logistisia toimintoja ja vähentämään siitä aiheutuvia kustannuksia. Seuraamalla reaaliaikaisesti ajoneuvojen liikennöintiä voidaan pyrkiä saavuttamaan säästöjä optimoimalla aikatauluja ja reittejä sekä uudelleenohjaamalla ajoneuvoja sijaintien mukaan vähentäen näin kuljettua matkaa ja aikaa. Tässä diplomityössä tavoitteena on tutkia kuinka satelliittipaikannusta, paikkatietoa ja langattomia datayhteyksiä hyödyntämällä voidaan toteuttaa reaaliaikainen jäljitysohjelmisto. Työssä esitellään aluksi paikannustekniikat ja niiden toiminta. Lisäksi tutkitaan kuinka tiedonsiirto voidaan järjestelmässä toteuttaa sekä tarkastellaan järjestelmän kehityksessä huomioitavia tietoturvanäkökohtia. Tutkimuksen pohjalta suunniteltiin ja toteutettiin reaaliaikainen jäljitysohjelmisto kotipalveluyrityksen ajoneuvojen paikannustarpeisiin. Järjestelmän avulla voidaan valvoa ja jäljittää ajoneuvojen sijainteja kartalla reaaliaikaisesti sekä paikantaa tiettyä kohdetta lähimpänä olevat ajoneuvot. Tämä mahdollistaa hälytyksen sattuessa lähimpänä olevan työntekijän lähettämisen asiakaskohteeseen mahdollisimman nopeasti. Järjestelmän avulla käyttäjät voivat lisäksi seurata ajamiaan matkoja ja pitää automaattista ajopäiväkirjaa. Lopuksi työssä arvioidaan toteutetun järjestelmän toimintaa testauksessa saatujen mittaustulosten perusteella.

LVDC-tiedonsiirtokanavan mallinnus

Yleisesti sähkönjakelussa käytettyä vaihtosähköä ollaan korvaamassa tasasähköllä pienjänniteverkoissa. Vaihtojännitteeseen verrattuna tasajännitteen käyttö mahdollistaa korkeampien jännitetasojen käytön ja paremman sähkönlaadun ja sitä kautta paremman käyttövarmuuden. Sähköverkossa käytettävien muuntajien ja suuntaajien osalta tarvitaan uudenlaisia rakenteita ja kehitystä, että tasajännitejakelun käyttöönotto olisi mahdollista. Oikeiden ratkaisujen löytämiseksi on tehty jo paljon tutkimusta, mutta valmiita järjestelmiä ei vielä ole laajemmin otettu käyttöön. Tasajänniteverkot tarvitsevat myös ohjauksen, säädön ja valvonnan takia tiedonsiirto-ominaisuuksia. Tietoa on mahdollista siirtää samassa kaapelissa, jota käytetään myös sähkön siirtoon. Haasteita asettavat mm. kaapeliin kytketyminen ja tiedonsiirtokanavassa esiintyvät häiriöt. Työssä muodostetaan malli tiedonsiirtokanavasta, jonka avulla voidaan mallintaa verkon käyttäytymistä eri taajuuksilla sekä simuloida sähköverkkoon muodostettavia tiedonsiirtokanavia.

A Communication Middleware Quality Enhancement with Qt Framework

In this thesis, a Peer-to-Peer communication middleware for mobile environment is developed using the Qt framework and the Qt Mobility extension. The Peer-to-Peer middleware – called as PeerHood – is for service sharing in network neighborhood. In addition, the PeerHood enables service connectivity and device monitoring functionalities. The concept of the PeerHood is already available in native C++ implementation on Linux platform using services from the platform. In this work, the PeerHood concept is remade to be based on use of the Qt framework. The objective of the new solution is to increase PeerHood quality with using functionalities from the Qt framework and the Qt Mobility extension. Furthermore, by using the Qt framework, the PeerHood middleware can be implemented to be portable cross-platform middleware. The quality of the new PeerHood implementation is evaluated with defined quality factors and compared with the existing PeerHood. Reliability, CPU usage, memory usage and static code analysis metrics are used in evaluation. The new PeerHood is shown to be more reliable and flexible that the existing one.

ZigBee-verkot

Tässä opinnäytetyössä perehdytään ZigBee-verkkoprotokollaan, joka on lyhyen kantaman langaton tekniikka, jossa on pyritty pieneen virrankulutukseen ja halpoihin valmistuskustannuksiin. Työssä tehdään ZigBee-tekniikasta lyhyt suomenkielinen yhteenveto, jossa esitellään ZigBee-verkon perustoiminnot ja käytetyt termit. Tarkoituksena on, että työssä esitetyt asiat pystyy omaksumaan ilman aikaisempaa perehtymistä tietoliikennetekniikkaan ja langattomiin verkkoihin.

Real-time Musical Pair Improvisation on Mobile Devices

This thesis discusses the design and implementation of a real-time musical pair improvisation scenario for mobile devices. In the scenario transferring musical information over a network connection was required. The suitability of available wireless communication technologies was evaluated and communication was analyzed and designed on multiple layers of TCP/IP protocol stack. Also an application layer protocol was designed and implemented for the scenario. The implementation was integrated into a mobile musical software for children using available software components and libraries although the used platform lead to hardware and software constraints. Software limitations were taken into account in design. The results show that real-time musical improvisation can be implemented with wireless communication and mobile technology. The results also show that link layer had the most significant effect on real-time communication in the scenario.

ZigBee-verkot ja evaluointilaitteen suunnittelu

In this thesis a closer look at ZigBee wireless network protocol was made and a ZigBee evaluation device was designed and built for testing it. ZigBee is a digital wireless network technology published in 2004, which was developed for wireless control and automation systems. It is based on the IEEE 802.15.4-2003 standard, and its aim was to create a reliable wireless networking protocol with secure data transmissions, low power consumption and low manufacturing costs. The low power consumption requirement has also led to a slow data rate and a short range, but in a ZigBee network individual network devices can route messages to each other, so short range is not a problem. In automation and control systems a fast data rate is not usually an important requirement either. ZigBee network can form automatically and one ZigBee network can theoretically include thousands of devices, all of which can communicate with each other. ZigBee network is also self-healing, so an individual device dropping out of the network, like breaking down, does not affect functionality of the network. Evaluation device was designed and implemented in four different versions, which were tested with six different antenna designs. All antennas were tested at a range of 100 meters in an open terrain using two different frequencies and transmission powers. Also a range test was performed for selected antennas using transmission power of 4,5 dBm, which was maximum power of the ZigBee chip used in the evaluation device. Range test resulted in a measured range of several hundred meters, which can be considered as a good result for a short-range technology.

Development of railway logistics’ information flows

Objective of this thesis was to develop the exchange of information and reduce the manual work done in the supply chain. In addition, the possibility to introduce electronic information exchange was studied between suppliers and Borealis. The aim was to create an accurate picture of Borealis’ current information flows and create from the basis of it short- and long-term improvement and development proposals. In this study the company's received and send information flows were mapped by interviewing persons who were responsible for the railroad imports and by examining documents that are used in the exchange of information. The data content of the information flows were prioritized and only the most important information contents were used for further development. Literature data was acquired concerning knowledge of electronic data interchange and information management to support the decisions and proposals. Long-term development proposals were compared with each other and the best one of them was recommended for further study. The final target of the proposal is to be able to receive electronic data and create an own database where to the information is stored and where from it is possible to follow up the rail tank cars and where from the needed reports can be retrieved.

Suomenlahden merivartioston toiminnallinen tuloksellisuus vuosina 2002–2005

Rajavartiolaitoksen tuloksellisuutta ja sen kehittymistä koko organisaation osalta on edellisen kerran tarkasteltu vuonna 2002, jolloin tarkasteltava ajanjakso oli vuosien 1995–2001 välinen aika. Tämän tarkastelun jälkeen rajavartiolaitoksen tuloksellisuuden laskentajärjestelmän (RATU) laskentasäännöt tarkastettiin ja tällä hetkellä voimassa olevan laskentajärjestelmä on ollut käytössä sellaisenaan vuodesta 2002 lähtien. Tässä työssä tarkasteltiin Suomenlahden merivartioston toiminnallisen tuloksellisuuden kehitystä vuosien 2002–2005 välisenä aikana voimassa olevan RATU:n teoriapohjalta sekä pyrittiin löytämään mahdollisia kehittämisehdotuksia voimassa olevaan laskentajärjestelmään. Työn pääkysymys oli: - Antaako rajavartiolaitoksen tuloksellisuuden laskentajärjestelmä riittävät ja oikeat tiedot Suomenlahden merivartioston toiminnallisesta tuloksellisuudesta? Pääkysymykseen haettiin vastausta seuraavien alakysymysten avulla: - Miten Suomenlahden merivartioston tuloksellisuus on kehittynyt vuosina 2002–2005? - Mitkä tekijät ovat vaikuttaneet tuloksellisuuden kehittymiseen? Työssä pyrittiin selvittämään, vastaako RATU:n toiminnallisen tuloksellisuuden laskenta valtionhallinnon nykyisen toiminnallisen tuloksellisuuden laskennan vaatimuksia eli mittaako tuloksellisuuden laskentajärjestelmä oikeita asioita ja onko mittareiden herkkyydet ja painotussuhteet oikein määritelty? Työ rajattiin käsittelemään Suomenlahden merivartioston operatiivisen näkökulman toiminnallista tuloksellisuutta jättäen työn ulkopuolelle tekninen – ja henkilöstönäkökulma, kannattavuus sekä yhteiskunnallisen vaikuttavuuden arviointi. Työ oli kvalitatiivinen tutkimus, jossa yhtenä aineistonkeruumenetelmänä käytettiin asiantuntijahaastatteluja. Työtä varten haastateltiin seitsemää eri asiantuntijaa Suomenlahden merivartiostosta. Tärkein tutkimusmateriaalin lähde oli kuitenkin rajavartiolaitoksen johdon tietojärjestelmä (RJT), josta saatiin tarkasteltavan ajanjakson tulos – ja panostiedot. Sen tukena tutkimuksessa käytettiin hyväksi vuotuisia toimintakertomuksia. Kerättyjen dokumenttien ja haastattelujen analysoinnissa käytettiin hyväksi sisällönanalyysia, jonka avulla kerätty materiaali kyettiin järjestämään tiiviiseen ja selkeään muotoon kadottamatta kuitenkaan sen sisältämää informaatiota. Tutkimuksessa havaittiin, että tuloksellisuuden laskentajärjestelmän perusperiaatteita ei tunneta kovinkaan hyvin Suomenlahden merivartioston eri johtoportaissa. Järjestelmässä on ollut ongelmia ja vartioston eri toimipisteet ovat joutuneet pitämään rinnakkaisia seurantatilastoja, mutta tiedonsiirto-ongelmat on pyritty ratkaisemaan vuoden 2007 alussa. Tutkimuksessa todettiin, että Suomenlahden merivartioston tuloksellisuutta laskettaessa tulisi huomioida vain hallintoyksikön omasta toiminnasta riippuvat tapahtumat ja suoritteet. Näin asia ei ole kuitenkaan ollut tarkasteltava ajanjaksona. Tämän lisäksi työssä ehdotettiin meripelastus – tulosalueella suorituskyky- ja saatavuustunnuslukujen painoarvojen lisäämistä jättämällä henkilöiden suorittamat arvioinnit pienemmälle painoarvolle. Kokonaisuutena voidaan kuitenkin todeta, että tuloksellisuuden laskentajärjestelmä Suomenlahden merivartioston osalta on pääsääntöisesti onnistuneesti rakennettu ja sen avulla kyetään osoittamaan tilivelvollisuuden toteutuminen. Rajavartiolaitosta voidaankin pitää yhtenä tuloksellisuuden mittaamisen edelläkävijänä Suomessa, koska perusperiaatteet tähän järjestelmään on luotu jo 1990-luvun alkupuolella ja vielä 2000-luvulla laskentajärjestelmä vastaa valtionhallinnon asettamiin tiukentuneihin vaatimuksiin tuloksellisuuden määrittämisestä.

Sotilaan paikkatiedon siirtäminen tietoverkoissa

Paikkatietojärjestelmän avulla voidaan seurata maastossa olevien sotilaiden sijaintia karttasovellukselta. Paikkatietojärjestelmien käyttäminen lisää tilannetietoisuutta ja palvelusturvallisuutta. Tutkimuksen tavoitteena on kehittää sotilaan paikkatietojärjestelmän käytettävyyttä Puolustusvoimissa. Tutkimuksessa esitellään paikkatietojärjestelmä sotilastoiminnassa ja yleiset paikantamismenetelmät. Tutkimuksessa selvitetään paikkatietojärjestelmään soveltuvat tietoverkot ja tekniikat. Tutkimuksessa esitellään paikkatietojärjestelmään kehitteillä oleva sanomanvälitysjärjestelmä.

Rakennustarkastuksen mobiilityökalun suunnittelu ja toteuttaminen

Rakennusteollisuuden prosessit ovat vielä usein paperipohjaisia, mikä aiheuttaa työmaiden luonteesta johtuen tiedon hajaantumista, hidastaa tiedon siirtymistä ja vaikeuttaa tiedon käsittelyä. Työmaiden väliaikaisilla konttoreilla tiedon määrä voi nousta hallitsemattoman suureksi, mikä haittaa ja hidastaa työnjohdon päätöksentekoa. Käyttämällä sähköisiä työkaluja tiedon keräämistä, keskittämistä ja siirtoa voidaan tehostaa. Projektin tavoitteeksi otettiin teollisuuden laadunvalvonnan tarkastusprosessin tehostaminen ajallisesti käyttämällä tarkastustyöhön sähköistä tarkastuspöytäkirjaa. Tätä varten suunniteltiin sähköinen tarkastusjärjestelmä, joka koostuu kolmesta erillisestä osasta: Tarkastajan mukana kulkeva mobiililaite, jolle tallennetaan suoraan tarkastuksen laatutietoa, palvelinkone avustamaan tiedonsiirrossa ja –varastoinnissa sekä työpöytäsovellus työnjohdon tarpeisiin. Järjestelmää testattiin sähköalan asennuksia tekevässä yrityksessä osana yrityksen normaalia tarkastustyötä. Verrattuna paperiseen pöytäkirjaan sähköinen tarkastusjärjestelmä nopeutti prosessia moninkertaisesti. Nopeustesteissä havaittiin kuitenkin, että valittu tiedon synkronointikirjasto oli järjestelmän tarpeisiin liian hidas. Järjestelmä saavutti sille asetetut tavoitteet tehostamalla prosessia ajallisesti, mutta järjestelmässä on vielä osa-alueita, jotka tarvitsevat jatkokehittämistä.

Teknologiansiirto vuorovaikutuksena yliopistojen ja yritysten välillä - Systemaattinen kirjallisuuskatsaus

Tutkielman tavoitteena oli selvittää teknologiansiirrosta vuorovaikutusnäkökulmasta tehdyt empiiriset tutkimukset systemaattisen kirjallisuuskatsauksen avulla. Teoreettinen näkökulma perustui vuorovaikutteisten innovaatioverkostojen rakentamista yliopistojen, yritysten ja valtion välille korostavaan Triple Helix -viitekehykseen. Valtion ohjaava rooli rajattiin tutkielman ulkopuolelle. Tutkimuskysymykset olivat miten teknologiansiirtoa on empiirisesti tutkittu yliopistojen ja yritysten välisenä vuorovaikutuksena, mitkä ovat yliopistojen ja yritysten väliset vuorovaikutusmuodot ja miten teknologiansiirtoa kannattaisi tutkia. Tutkimuksista koostuva aineisto hankittiin systemaattisella kirjallisuushaulla. Aineisto rajattiin teknologiansiirtoa vuorovaikutusnäkökulmasta tutkineisiin empiirisiin tutkimuksiin. Analysointimenetelmänä käytettiin sisällönanalyysiä. Tulosten perusteella teknologiansiirron tutkimisen teoreettisia lähestymistapoja olivat yrittäjyyssuuntautuneisuuteen yliopistoissa kannustava ”entrepreneurial university” -suuntaus, innovaatiot ja innovaatiojärjestelmät, tutkijoiden ominaisuudet ja sosiaalinen pääoma, vuorovaikutus- ja tiedonsiirtoprosessit, organisationaalinen oppiminen ja yliopiston teknologiansiirtopolitiikat. Teknologiansiirtoa oli tutkittu enemmän yliopisto- kuin yritysnäkökulmasta. Tutkimuksista puolet otti huomioon hiljaisen tiedon siirrettävyyden vain vuorovaikutuksen avulla. Tutkielman tuloksena tunnistettiin 34 erilaista vuorovaikutusmuotoa teknologiansiirrossa yliopistojen ja yritysten välillä. Tutkituimmat vuorovaikutusmuodot olivat patentit ja lisenssit, asiantuntija-apu ja konsultointi, epämuodolliset kontaktit ja verkostot, yliopistojen spin-off-yritykset ja sopimustutkimus. Tutkimusyhteistyötä oli tutkittu suhteellisen vähän. Teknologiansiirron tehokkuutta kannattaisi tutkia yritysnäkökulmasta selvittämällä tutkimusyhteistyön ja innovaatioiden välinen yhteys. Teknologiansiirtoa vuorovaikutusprosessina kannattaisi tutkia kaikkien siihen osallistuvien sidosryhmien näkökulmista. Teknologiansiirtoprojektien onnistumiseen vaikuttavia tekijöitä voisi selvittää vertailevien tapaustutkimusten avulla. Tiedonsiirtoprosessiin liittyvää vuorovaikutusta ei prosessina kannattaisi tutkia irrallisena ilmiönä siihen liittyvistä tiedonsiirto-olosuhteista. Vuorovaikutusmuotojen määrä suomalaisessa teknologiansiirrossa olisi tutkimisen arvoinen asia. Vuorovaikutusmuotojen lukumäärän selvittämisellä voisi arvioida yhteistyösuhteen syvyyttä yliopistojen ja yritysten välillä. Yritykset tulisi nähdä aktiivisina toimijoina teknologiansiirrossa, ja teknologiansiirtoa tulisi tutkia myös yritysten näkökulmasta.