IoT-laitteiden datayhteyden automaattinen määrittely matkapuhelinverkoissa

Cellular networks have existed for almost forty years. During the course of their history, they have transformed from wireless voice communication providers to wireless network providers. Nowadays mobile broadband data forms the bulk of the cellular data transfer which was a staggering 14 exabytes per month in year 2017, or 2.9 gigabytes per smartphone per month. The Internet of Things is changing this connectivity landscape by introducing devices in the millions but with scarce individual resources and data usage. However, there are some challenges related to cellular data connections in constrained IoT devices. This thesis identifies those challenges and proposes solutions to overcome them for enabling simpler cellular data connectivity. We first present the technical challenges and solutions found in today’s cellular IoT devices. We then present a proof of concept prototype that realizes automatic cellular connectivity in a very constrained IoT device. The prototype is capable of connecting to a management system and reporting sensor readings without requiring any user interaction. Besides recognizing important improvements in the next generation of cellular IoT technology, the thesis concludes with suggestions on how to improve the usability of programming interfaces for cellular connectivity.Lähes neljäkymmenvuotisen historiansa aikana atkapuhelinverkot ovat muuttuneet puheen välittäjistä langattomaksi dataverkoksi. Nykyään langaton laajakaista muodostaa suuren osan matkapuhelinverkoissa siirretystä datasta, jota oli 14 exatavua kuukaudessa vuonna 2017. Esineiden Internet tuo verkkoon miljoonia laitteita joiden yksittäinen datansiirron tarve on vähäinen. Matkapuhelinverkon datayhteyden käyttö ei kuitenkaan ole ongelmatonta rajoittuneissa Esineiden Internetin laitteissa. Tämä diplomityö tunnistaa ja luokittelee näitä teknisiä haasteita ja ehdottaa ratkaisuja niihin. Esittelemme prototyypin joka toteuttaa automaatisen matkapuhelinverkon datayhteyden luonnin rajoittuneessa laitteessa. Prototyyppi ottaa yhteyden hallintajärjestelmään ja raportoi mittausdataa ilman käyttäjältä vaadittavia toimia. Johtopäätöksenä tämä diplomityö esittää parannuksia tehtäväksi matkapuhelinverkkojen datayhteyksien ohjelmointirajapintoihin niitä käyttävissä laitteissa. Löysimme myös tärkeitä parannuksia joita on jo tehty tulevan sukupolven matkapuhelinverkon määrittelyssä

Monitoring and Failure Recovery of Cloud-Managed Digital Signage

Digitaal signage kasutatakse laialdaselt erinevates valdkondades, nagu näiteks transpordisüsteemid, turustusvõimalused, meelelahutus ja teised, et kuvada teavet piltide, videote ja teksti kujul. Nende ressursside usaldusväärsus, vajalike teenuste kättesaadavus ja turvameetmed on selliste süsteemide vastuvõtmisel võtmeroll. Digitaalse märgistussüsteemi tõhus haldamine on teenusepakkujatele keeruline ülesanne. Selle süsteemi rikkeid võib põhjustada mitmeid põhjuseid, nagu näiteks vigased kuvarid, võrgu-, riist- või tarkvaraprobleemid, mis on üsna korduvad. Traditsiooniline protsess sellistest ebaõnnestumistest taastumisel hõlmab sageli tüütuid ja tülikaid diagnoose. Paljudel juhtudel peavad tehnikud kohale füüsiliselt külastama, suurendades seeläbi hoolduskulusid ja taastumisaega.Selles väites pakume lahendust, mis jälgib, diagnoosib ja taandub tuntud tõrgetest, ühendades kuvarid pilvega. Pilvepõhine kaug- ja autonoomne server konfigureerib kaugseadete sisu ja uuendab neid dünaamiliselt. Iga kuva jälgib jooksvat protsessi ja saadab trace’i, logib süstemisse perioodiliselt. Negatiivide puhul analüüsitakse neid serverisse salvestatud logisid, mis optimaalselt kasutavad kohandatud logijuhtimismoodulit. Lisaks näitavad ekraanid ebaõnnestumistega toimetulemiseks enesetäitmise protseduure, kui nad ei suuda pilvega ühendust luua. Kavandatud lahendus viiakse läbi Linuxi süsteemis ja seda hinnatakse serveri kasutuselevõtuga Amazon Web Service (AWS) pilves. Peamisteks tulemusteks on meetodite kogum, mis võimaldavad kaugjuhtimisega kuvariprobleemide lahendamist.Digital signage is widely used in various fields such as transport systems, trading outlets, entertainment, and others, to display information in the form of images, videos, and text. The reliability of these resources, availability of required services and security measures play a key role in the adoption of such systems. Efficient management of the digital signage system is a challenging task to the service providers. There could be many reasons that lead to the malfunctioning of this system such as faulty displays, network, hardware or software failures that are quite repetitive. The traditional process of recovering from such failures often involves tedious and cumbersome diagnosis. In many cases, technicians need to physically visit the site, thereby increasing the maintenance costs and the recovery time. In this thesis, we propose a solution that monitors, diagnoses and recovers from known failures by connecting the displays to a cloud. A cloud-based remote and autonomous server configures the content of remote displays and updates them dynamically. Each display tracks the running process and sends the trace and system logs to the server periodically. These logs, stored at the server optimally using a customized log management module, are analysed for failures. In addition, the displays incorporate self-recovery procedures to deal with failures, when they are unable to create connection to the cloud. The proposed solution is implemented on a Linux system and evaluated by deploying the server on the Amazon Web Service (AWS) cloud. The main result of the thesis is a collection of techniques for resolving the display system failures remotely

Methodological-technological framework for construction 4.0

The construction industry has traditionally been characterised by the high diversity of its agents and processes, high resistance to change and low incorporation of technology compared to manufacturing industries. However, the construction sector is experiencing now a strong renovation process in methodology and tools due to the incorporation of the Building Information Modelling, Lean Construction and Integrated Project Delivery. Meanwhile, in production systems, “Industry 4.0” is a new paradigm that proposes automation, monitoring, sensorisation, robotisation, and digitalisation to improve production and distribution processes. In this context, some authors have proposed the concept of “Construction 4.0” as the counterpart of Industry 4.0 for the construction sector, although the methodological-technological implications are not clear. This research shows a methodological-technological framework adapted to the Architecture, Engineering, Construction, and Operations industry. This papers includes a detailed proposal for a reference frameworks and related technologies that could impact on this sector, responding to its complexities and specific challenges, such as the unique spaces for each work, which are difficult to standardise, arbitrary cost overruns and a productivity far below the average for other industries, increasing competitiveness and globalisation, as opposed to its traditionally local deployment, and an increasing demand to reduce the carbon footprint for all its activities