Current and Past Theses

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Current Theses


2.
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N, N
Improving Memory Access Performance for Distributed Systems Applications
Master Thesis
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
2018
to be published

Tags: AA, MA, StefanBonfert

1.
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N, N
Network Flow Modelling in Cloud Computing
Master Thesis
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
July 2017
to be published

Tags: MA, AA,ChristopherHauser

Abstract: follow the link to find out more

Past Theses


2012

196.
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Masood Chaudhry, Jawad
Concrete representation of maps and location in the VANET Simulator
Masterarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
September 2012

Abstract: VANETs have attracted researchers' attention lately because of the urge need to provide safer roads by extending the drivers' view through wireless data exchange. The validation of ad hoc network protocols urges the need to simulate the movement of the mobile nodes. To produce realistic environment, the map representation in the simulator should reflect the real life scenarios. The motivation of this work was to generate a traffic simulator which can provide a realistic a generic map representation and that can further be used to build a more realistic mobility model for VANET simulation. The map representation within the available simulators, like the SUMO and the VanetMobiSim is manly representing the roads network, and ignoring the actual destinations of the vehicles. The previous fact is the motivation of this work. Detailed studies of global digital map sources lead to the decision (based on the factors such as high data resolution, free availability and easy machine readability of the data) to use Open Street Map (OSM) as source. The main contribution of the work is the post processing of the locations information to extend the specification and the properties of the locations with data that allows intelligent routing of the vehicles. It detects the possible vehicles destinations from the OSM extracted XML file. It then classifies them according to the purpose of visit (home, work, leisure...etc.) and adds properties to them like time with high visiting probability. It also extracts the different roads and paths and classifies them according to their properties, like number of lanes and speed limit. Results achieved from this work are quiet accurate. This will allow the simulator to generate a very realistic environment for simulation, enabling researchers to simulate VANETs with results very close to that of a real world environment.

195.
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Rüger, Manuel
Heizungsregelung für eine automatisierte Tassenreinigungsanlage
Bachelorarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
July 2012

Abstract: Das Ziel des Praktikums “Anwendung von Mikrocontrollern“ besteht darin, Studenten sowohl die Funktionsweise als auch die korrekte Beschaltung und Programmierung von Mikrocontrollern näher zu bringen. Dabei wird in einem Semester ein technischer Aufbau mit Hilfe von mehreren feldbus-vernetzten eingebetteten Systemen automatisiert. Ein eingebettetes System besteht dabei in der Regel aus einem Mikrocontroller, der eine technische Umgebung durch Sensoren wahrnimmt und über Aktoren steuert. Um der steigenden Studentenzahl gerecht zu werden, wird für dieses Praktikum eine Tassenreinigungslage als 2. Versuch aufgebaut. Das Ziel dieser Bachelorarbeit war es (aufbauend auf vorhergehenden Arbeiten) eine Heizungsregelung für das Spülbecken und die erforderliche Leistungsregelung für die benötigten Heizelemente zu entwickeln. Zur schnellen Aufheizung des Beckens wurden Heizkörper mit einer Leistung von 3 kW gewählt, die mit Dreiphasendrehstrom betrieben werden. Da diese Heizelemente mit einer Spannung von 400 V arbeiten und bei dieser Versorgungsspannung genaue Vorschriften (wie die VDE 0100 Teil 600) gelten, wurde ein besonderes Augenmerk auf die Sicherheit der Bediener und der Anlage gelegt und hierfür zwei Schaltschränke nach dieser Norm aufgebaut und verdrahtet. Die Sicherheitsabschaltungen im Heizungsschaltschrank sind so beschaffen, dass sich die Heizungen automatisch bei zu geringem Wasserstand im Becken oder zu hoher Wassertemperatur ausschalten, unabhängig von der Funktion der Regelungsplatine. Des weiteren wurde ein neues Reinigungsbecken entworfen, das möglichst wenig Volumen beinhaltet und frisch eingepumptes Wasser durch ein Verteilerrohr unter den Heizungen direkt an die Heizstäbe leitet. So kann das Wasser möglichst schnell erwärmt werden. Messungen haben gezeigt, dass die gestellten Anforderungen an die Aufheizdauer sogar übertroffen werden. Zur Regelung dieser Heizstäbe wurden 2 Platinen entworfen. Eine zur Regelung der Wassertemperatur, die alle herausgeführten Überwachungssignale aus dem Schaltschrank auswerten kann und auf einer zweiten Displayplatine graphisch darstellt. Die Temperaturmessung übernimmt ein PT100-Messfühler, der mit einer Brückenschaltung auf der Regelungsplatine ausgewertet wird. Die eigentliche Regelung wurde als Mikrocontrollersoftware realisiert.

194.
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Schüssel, Martin
Anwendung von Filtermodellen zur Lagebestimmung von Smartphones
Studienarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
May 2012

Abstract: Zu den in neueren Smartphones verfügbaren Sensoren gehören unter anderem GPS-Empfänger, welche die Position bestimmen können, Magnetometer, welche das Magnetfeld messen, Accelerometer, die die Beschleunigung messen und seit kurzem auch Gyroskope, welche in der Lage sind die Rotationsgeschwindigkeit zu messen. Mit Hilfe dieser Sensoren lässt sich die Lage des Smartphones errechnen. Der bisher in Smartphones verwendete Algorithmus zur Bestimmung der Orientierung verwendet nur das Magnetfeld und die Gravitation. Durch Berücksichtigung der Gyroskopdaten lässt sich die Genauigkeit bei der Lagebestimmung verbessern. In dieser Arbeit wurden verschiedene Filtermodelle untersucht, welche aus den Sensoren eines Smartphones dessen Orientierung schätzen können. Dazu wurden zunächst zwei Filteralgorithmen hergeleitet: ein Komplementärfilter und ein erweiterter Kalmanfilter. Bei letzterem stellte sich heraus, dass es vorteilhaft ist, die Orientierung aus den Feldmessungen in einem vom Filter unabhängigen Verfahren zu ermitteln. Hierzu wurde ein Gradientenverfahren und die sogenannte Triad Methode verwendet. Nach Implementierung dieser Algorithmen in Matlab wurde das Rauschverhalten der Sensoren untersucht. Anhand dieser Ergebnisse wurden dann Daten in Matlab simuliert, mit denen die Filter getestet wurden. Auch an realen Messdaten aus den Sensoren eines Smartphones konnten die Filterverfahren zum Teil getestet werden. Es stellte sich heraus, dass der Komplementärfilter den besten Kompromiss aus Rechenzeit und Genauigkeit darstellte. Dieses Verfahren wurde auch in Android implementiert und auf mehreren Smartphones getestet.

193.
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Muslim, Nasif
Designing a testbed for broadcast opportunistic wireless data dissemination protocols
Masterarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
May 2012

Abstract: In recent years, a variety of new data dissemination protocols have been developed for opportunistic networks. For testing data dissemination protocols in real world settings a testbed is necessary because analytical models and simulations do not provide realistic results. It is an important tool for comparative performance evaluations. In this thesis, a testbed software has been designed. For the software design and development, an object oriented analysis and design approach was used to make the design flexible, reusable and versatile. First, in the requirements analysis process, the requirements of the testbed software was identified. Then in the analysis phase, the static and dynamic structure of the software was obtained and explained. In the object-oriented design phase the architecture of the software was obtained. Each process in the software design and development is described using UML- diagrams. As for example, in the object-oriented design phase, the architecture of the software is formulated and expressed in a composite structure diagram. It helps the software designers and developers to observe the software system in different perspectives for understanding the cohesion and the abstraction of the system.

192.
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Ali Khan, Alamdar
Failure tolerant Audio Codecs for Voice Communication over Wireless Broadcast Ad-hoc Network
Masterarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
May 2012

Abstract: In real time voice transmission over Wireless Broadcast Ad-hoc Networks, packet loss creates disruption in sound. In order to recover lost packets, a network codec is required. Various network codecs were previously proposed including Parity Check, Reed Solomon and Repetition Codes. Those were studied and explained in this thesis and some codecs were changed to further improve the voice quality in both low packet loss and high packet loss network conditions. The IEEE standards, network infrastructure, RTP and the audio codec CELT were briefly discussed. For the simulation results, a network simulator was made in Simulink (Matlab) and later for testing the codecs in a real world environment, an Android application was made implementing XOR 2-D for demonstration purpose. As the analysis with the network simulator shows the performance of Reed Solomon is good in low packet loss networks. Because of the increase in the computational complexity, it was not implemented, as the Android phones have limited resources in terms of processing power and energy supply. Repetition Codes have the lowest delay, which is desired for real time communication. It gives good performance in both low and high packet loss network conditions. But the High Quality Packet Ratio (HQPR - the ratio of packets received from a higher quality stream in a two-stream setup) is low as compared to XOR parity check codes. XOR-2D with 2 streams achieves the highest packet recovery and the highest HQPR in both low and high packet loss network conditions at the expense of extra redundancy and delay. Due to the Packet Loss Ratio (PLR) and HQPR characteristics, it is chosen to achieve the goal of high quality voice communication.

191.
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Fehrenbacher, Daniel
Entwicklung einer effizienten per Adhoc broadcast WLAN Kommunikation steuerbaren Treiberplatine für High Power LEDs
Diplomarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
April 2012

Abstract: Da der Markt für mit Fernbedienung steuerbaren Haushaltsgeräten (mit direktem oder indirektem Internetzugang) kontinuierlich anwächst, geht der Trend zu einer Vernetzung all dieser Geräte. Über WLAN könnte mit einem Smartphone eine einheitliche Steuerung erfolgen. In dieser Arbeit sollte untersucht werden, wie hoch der benötigte Energieverbrauch für die WLAN-Kommunikation zwischen einem einfachen Haushaltsgerät (LED-Lampe) und dem Smartphone ist. Hierzu wurden die zwei Topologie Varianten des 802.11 Standards Infrastruktur und Adhoc sowie sowie die Peer-to-Peer Vernetzung per Wi-Fi-Direct verwendet und miteinander energietechnisch verglichen. Es wurde eine Schaltung entworfen um die in dieser Arbeit konstruierte Lampe über WLAN dimmen zu können und Messwerte (Temperatur und Stromverbrauch) zu erfassen. Für den Mikrocontroller wurde ein Programm entwickelt, welches die vom WLAN-Transceiver empfangenen Nachrichten verarbeitet und entsprechend darauf reagiert. Um die Helligkeit der Lampe über ein Android Smartphone einstellen und die Messwerte anzeigen zu können, wurde für dieses eine App entwickelt.

190.
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Sankaran, Ganesh
Development of a Generic Protocol Parser
Masterarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
February 2012

Abstract: For any successful communication, analog or digital, it must follow a certain protocol. The protocol must be agreed upon by both the communicating nodes (could be two computers or even two people). The goal of this thesis is to develop a protocol parser that would be able to decipher the code words (hexadecimal bytes 00 to FF) that pertain to a particular protocol and to interpret them in a high level language. It is always helpful to be able to understand and make sense of all the data that might be presented or that is available. Such ability could prove critical at some important juncture and can find application in most of the real world scenarios. This ability can be especially critical in an avionics environment where proper functioning of all the integrated systems take highest priority. All the systems integrated in an avionics setup communicate with each other based on a protocol. It could be beneficial especially for testing and quality purposes if this communication can be intercepted and the protocol based data could be verified before making crucial decisions about a particular system or a group of integrated systems. Parsing approaches and philosophies were analyzed and discussed to better under­stand the feasibility of the construction of a parser for avionics ARINC 661 protocol. Several parsing methodologies and tools were compared and ANTLR was chosen for the better developmental environment it offered and ease of construction of grammars. Lexical analysis and token generation were realized during the implementation stages and individual tokens were accessed to help better understanding of the ANTLR generated code. Parser methods were also successfully run from the action code.

189.
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Straub, Johannes
Energieeffiziente drahtlose Kommunikationssysteme in der Automatisierung
Masterarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
January 2012

Abstract: Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Automatisierung von elektrisch betriebenen beziehungsweise ansteuerbaren Geräten innerhalb eine Einfamilienhauses, wobei der Informationsaustausch zwischen diesen Komponenten über Funk und somit drahtlos erfolgen soll. Neben dem Komfortgewinn für die Nutzer wird die Entwicklung eines intelligenten Energiemanagements vorangetrieben. Zu Beginn der Arbeit wurde eine Auflistung aller namhaften Kommunikationssysteme erarbeitet. Anschließend wurden diese Systeme bezüglich den Kriterien grundsät­z­liche Eignung, Energieeffizienz und Beschaffbarkeit untersucht. Das Kommunika­tions­system ONE-NET deckte diese Vorgaben am besten ab. Im weiteren Verlauf dieser Arbeit wurde eine Hardwareplattform zur Evaluierung des ONE-NET Protokollstacks in Verbindung mit den für den praktischen Betrieb erforder­lichen Hardwarekomponenten entworfen und angefertigt. Diese Plattform beinhaltet außerdem eine eigens dafür entwickelte Messschaltung inklusive erforderlicher Software, mit deren Hilfe die Aufzeichnung der Energieaufwendungen der an einer Kommunikation teilhabenden Komponenten ermöglicht wird. Die so gewonnenen Messergebnisse ergaben, dass die Ruhestromaufnahmen für den größten Teil des Energieaufwandes verantwortlich sind. Die Sendeleistung des Transceivers und die Länge der Sendezeit tragen deutlich weniger zum Gesamtenergiebedarf bei. Eine Reichweitenmessung innerhalb eines Einfamilienhauses mit unterschiedlichen Sendeleistungen zeigte, dass die vorherrschenden baulichen Hindernisse in fast allen Fällen problemlos mit der beschriebenen Funkverbindung überbrückbar sind.

2011

188.
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Klee, Hannes
Echtzeit Audioübertragung in einem Multi-Hop Ad-hoc Broadcast Netzwerk
Bachelorarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
December 2011

Abstract: Das Institut OMI entwickelt zur Zeit eine Demonstrationsplattform für mobile pocket-switched ad-hoc Netzwerke. Die Knoten des Netzwerks werden mittels Smartphones realisiert. Das Netzwerk organisiert sich selbst und unterliegt keinem zentralen Management. Zur Evaluierung des Konzepts hat sich ein Android-Betriebssystem angeboten, da diese Software lizenzfrei ist und der Quellcode offen liegt. Mit Hilfe dieser Geräte kann ein Ad-hoc-Netzwerk mit mehreren Teilnehmern aufgebaut werden. Audiopakete werden von einem Smartphone erzeugt und über WLAN an die Broadcast-Adresse verschickt. Diese Pakete können von anderen Smartphones entweder empfangen und abgespielt oder weitergeleitet werden. Um eine größere Reichweite zu erreichen, sollten mögliche Empfänger diese Pakete nicht nur direkt vom Sender, sondern auch von so genannten Weiterleitern, empfangen und verarbeiten können. Durch diese Weiterleiter entsteht das Problem der Mehrwegeausbreitung. Deshalb wurde im Rahmen dieser Bachelorarbeit ein Puffermanagement entwickelt, das die Audiopakete für eine beliebig einstellbare Zeit zwischenspeichert und neue oder weitergeleitete Pakete so zusammenfügt, dass sie in der originalen Reihenfolge des Senders kontinuierliche abgespielt werden können.

187.
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Adermann, Jörn
Einsatz eines Multi-Modell Filters zur verbesserten Lokalisation in einer intelligenten Umgebung
Masterarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
October 2011

Abstract: Wo vor einigen Jahren nur elektronische Geräte mit Mikrocontrollern ausgestattet wurden, findet man sie heute in Kleidung, Türen, Wänden, Möbelstücken und in vielen anderen weiteren Gegenständen des täglichen Lebens. Zusammengefasst ergibt sich ein elektronisches Netzwerk, welches unter dem Begriff Ambient Intelligence (AmI oder Intelligente Umgebung) in den letzten Jahren einen hohen Focus in der Forschung erhielt. An der Universität Ulm wird seit 2009 an einer AmI gearbeitet, welche in einem Hörsaal integriert werden soll. In diesem Projekt werden zum einen die Möglichkeiten, welche ein solches System schafft und zum anderen die Probleme die in diesem Zusammenhang auftreten, erforscht. Dabei wurde im Rahmen dieser Masterarbeit auf eine zentrale Frage besonders eingegangen: Wo befinden sich die mobilen Teilnehmer einer solchen Umgebung und wie ist ihre Orientierung. Da es sich um eine theoretische Voruntersuchung handelte und noch keine Lokalisationsplattform vorlag, wurde eine virtuelle Umgebung implementiert, mit welcher Positionsdaten realitätsgetreu generiert und in Echtzeit der in MATLAB implementierten Simulationssoftware zur Verfügung gestellt wurden. Zur Minimierung der Messungenauigkeiten wurden die generierten Daten mit Zufallsvariablen gewichtet. Für das Filtern der Daten wurden zwei Ansätze erarbeitet: Entweder liefert das Lokalisationssystem direkt Positionsdaten, oder es liefert Abstände zu bekannten Ankerknoten. Die Kinematik des zu ortenden Objekts wurde durch drei Modelle beschrieben, welche die Bewegungsformen (keine Bewegung, gleichförmige Geschwindigkeit, gleichförmige Beschleunigung) abdecken. Das Multi-Modell Filter führt für jedes dieser drei Modelle den Filteralgorithmus aus und gewichtet dann aufgrund einer Likelihoodfunktion die Ergebnisse. Sowohl die gefilterten Positionsdaten als auch die Orientierungsrichtung, welche eine Sensorplatte liefert, werden in einem dreidimensionalen Plotfenster visualisiert. Zusätzlich werden diese Daten zur Anzeige an ein handelsübliches IPad gesandt. Diese Simulationsumgebung kann sowohl bei der Auswahl einer geeigneten Hardwareumgebung (in Bezug auf Genauigkeit und Rechenleistung), sowie bei der Systemintegration eingesetzt werden.

186.
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Alhussainy, Abdullah
Experimental Performance Evaluation of Routing In Delay Tolerant Networks
Masterarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
August 2011

Abstract: Delay Tolerant Networks (DTNs) are the class of networks designed to support communications in a distributed infrastructure-less environment between a source and a destination where no end-to-end connectivity might exist. Such networks mainly rely on the mobility of nodes for routing where data is transferred in a store-carry-forward fashion between a source and a destination using relays. Typical applications are sensor networks, interplanetary networks, communication between rural areas, and user-to-user communication in harsh conditions where traditional protocols cannot perform. Whenever two nodes are proximity (within radio range of one another), they exchange information based on local knowledge to make forwarding decisions. In this context, several routing protocols have been proposed to choose the best relays that would bring data closer to the destination. In particular, Complex Network Analysis (CNA) based approaches propose metrics that can be leveraged for such forwarding decisions. To date, DTN researchers have relied heavily on simulations for the evaluation of such protocols, but no real-world deployment were performed in practice. Therefore, we develop the first framework to implement, test and deploy CNA based DTN routing on Android phones. In experiments we validate the framework and compare CNA routing to other state-of-the-art social routing protocols.

185.
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Fouad Abdel-Azim Mohamed, Reham
Design of a new discrete multipurpose simulator using quantum framework and integrating it to the vehicular traffic simulator
Bachelorarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
July 2011

Abstract: Quantum Framework (QF) is a new concept software which enables implementing systems of concurrent hierarchical state machines. It is an event driven, real time application framework. In this thesis, a new discrete event-driven multipurpose simulator that is based on the quantum framework is designed and developed. The phases and procedure followed to design this simulator are discussed as well. The main part of this simulator is the timing engine which manages the timing of the whole simulator. Then this timing engine is merged with other parts to form the required multipurpose simulator. All of these components of the new designed simulator are discussed in this thesis. The other part of the thesis explains the integration between this simulator and the VSIM vehicular traffic simulation tool which is developed before in the Institute of Information Resource Management in Ulm University.

184.
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Ihab Nader Guirguis, David
Design and Implementation of a Gateway between DALI Interface and CAN Network
Bachelorarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
July 2011

Abstract: The main aim of this project was to design and implement a gateway between Digitally Addressable Lighting Interface (DALI) and the Controller Area Network (CAN) in order to be able to control lighting system devices (e.g. ballasts) that work according to the DALI standards by any network enabled control unit connected to the CAN. After developing the hard- and software the whole system was tested using a PC with CAN interface to control a ballast. From the results it has been proved that the code is able to do the Manchester coding, send the messages with the correct framing, correct data rate and to make sure of achieving the settling time between the frames according to the DALI standards perfectly.

183.
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Lukaseder, Thomas
Entwicklung der Wasserstandsregelung für eine automatisierte Tassenspülanlage
Bachelorarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
June 2011

Abstract: Zur Erweiterung des Praktikums Anwendung von Mikrocomputern wird ein weiterer Versuch zur Erhöhung der Kapazität dieses Praktikums aufgebaut. In dieser Bachelorarbeit wurde die Wasserstandsregelung für das Wasserbecken einer automatisierten Tassenspülanlage implementiert. Das Wasserbecken, das im Rahmen der Bachelorarbeit von Pierre Ullrich bereits mit einem Gestell, einem Wasserabfluss und einer Wasserumwälzung ausgestattet worden war, ist um einen Anschluss für den Drucksensor und eine Halterung für diesen erweitert worden. Außerdem wurde sie mit einem Wasserzulauf versehen. Sowohl die benötigten Spannungswerte für die Ansteuerung des Magnetventils als auch die Daten, welche der Drucksensor liefert, wurden erfasst und können den Praktikanten zur Verfügung gestellt werden. Um die Implementierung ohne die Gesamtanlage testen zu können, wurde ein Tischaufbau erstellt, der den Praktikanten die Möglichkeit bietet, am Platz alle nötigen Tests durchführen zu können. Weiter wurden die Controller Area Network-Messages erweitert, um die Möglichkeit zu bieten, unkompliziert über das Webinterface bei falsch eingestellter Platine die Kontrolle über die Wasserstandsregelung manuell zu übernehmen.

182.
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Weber, Raphael
Entwicklung der Mikrocontroller gesteuerten Teilezuführung einer automatisierten Handhabungsstaße in einer CAN Umgebung
Bachelorarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
April 2011

Abstract: Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Supply-Modul einer modellhaften Tassenspülanlage konzipiert und umgesetzt. Das Gesamtkonzept dieser Anlage wurde von Andrew Nii Addo im Rahmen seiner Masterarbeit erstellt, der drei allgemein gehaltene Realisierungsvorschläge für die Supply-Unit vorschlug. Nach der Entscheidung für eine Variante wurde das Modell verfeinert in FischerTechnik konstruiert und nachfolgend ein CAD-Modell erstellt und in Abstimmung mit der Werkstatt optimiert. Nachdem die Mechanik endgültig festgelegt war, wurde die Platine entwickelt. Zunächst wurden die durch Mechanik, Gesamtkonzept und gewünschtem Programmablauf vorgegebenen Minimalanforderungen in das Layout integriert. Da noch einige Zusatzfunktionalitäten geplant waren, mussten dafür die Möglichkeiten und Kapazitäten des Mikrocontrollers ausgelegt werden. Als Zusatzfunktion sollte unter anderem ein langsames Anfahren der Förderbänder und der Umdreh-Einheit, sowie die Möglichkeit pulsierender statt klassisch blinkender LEDs integriert werden. Bei der Programmierung des Mikrocontrollers wurde besonderes Augenmerk auf eine modulare Programmierung und einen hohen Grad an Normalisierung gelegt, wie auch auf die Tatsache, dass das Modul später weitgehend autark arbeiten soll. Da das Modul vom ehemaligen Vorschlag komplett losgelöst realisiert wurde, musste auch die Controller Area Network-Kommunikationsschicht neu aufgestellt werden. Weiter wurde eine Lösung gefunden, die es ermöglicht auf einer Modul-Webseite gleichzeitig das Steuerinterface zu integrieren sowie die Statusanzeige des Moduls einzubinden.

181.
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Ullrich, Pierre
Entwicklung einer mikrocontrollergesteuerten Messeinrichtung zur Überwachung der Wassertrübung im Umwälzkreislauf einer modellhaften Tassenspülanlage
Bachelorarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
April 2011

Abstract: Zum Aufbau dieses Versuches wurde zunächst am Computer mithilfe des CAD-Programms Autodesk Inventor 2009 ein mechanischer Aufbau entworfen, der eine direkte Montage aller benötigten Komponenten ermöglicht und in die spätere Tassenspülanlage integriert werden kann. Die konstruierte Sensorstrecke zur Messung der Wassertrübung bietet die Möglichkeit, bei der Messung Leuchtdioden mit unterschiedlichen Wellenlängen zu verwenden und verschiedene Photodioden einzusetzen. Durch die Integration der Sensorstrecke in das zirkulierende System ist gewährleistet, dass sich Verunreinigungen schnell verteilen und dadurch ebenso schnell messen lassen. Das Konzept des Transimpedanzverstärkers mit nachgeschaltetem Operationsverstärker, dessen Verstärkungsfaktor über das eingesetzte Digitalpotentiometer einstellbar ist, erwies sich als zuverlässige Methode den, von der Photodiode generierten, proportional zur einfallenden Lichtintensität, Photostrom in eine proportionale Spannung umzuwandeln und so zu verstärken, dass sich der Messbereich des Mikrocontrollers bestmöglich ausnutzen lässt. Die verbauten Miniaturschalter und Taster tragen ebenfalls maßgeblich zur Flexibilität des Moduls bei, indem sie die Möglichkeit bieten wichtige Parameter an die jeweiligen Anforderungen manuell anzupassen.

180.
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Fuchs, Simon
Entwicklung einer Leistungsstufe für zweiphasige Schrittmotoren mit Strangströmen bis 7A
Bachelorarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
January 2011

Abstract: Im Zuge der Erweiterung des Praktikums „Anwendung von Mikrocontrollern“ wird als neues Projekt eine modellhafte Tassenspülanlage aufgebaut. Für die Linearachsen eines Portal-Handhabungsroboters der Anlage kommen Schrittmotoren zum Einsatz. Ziel dieser Bachelorarbeit war es, für die Steuerung dieser zweiphasigen Schrittmotoren eine entsprechende Leistungsstufe aus diskreten Bauteilen zu entwickeln. Dabei wurde großer Wert auf den Schutz der Komponenten gelegt. So wurden eine automatische Abschaltung bei Überhitzung sowie eine Strombegrenzung auf 7 Ampere implementiert. Nach dem Design und der Realisierung der Leistungsstufe wurde diese mit einer neu entwickelten Steuerungsplatine getestet. Mit Hilfe dieser Messungen konnte gezeigt werden, dass die gesamte Schaltung in der Praxis die gewünschte Funktionalität besitzt.

2010

179.
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Hutschenreiter, Heiko
Framework für Management und Analyse eine FPGA-basierten Software Defined Radio
Diplomarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
October 2010

Abstract: Moderne Fahrzeuge können anhand zahlreicher Bordsensorik Informationen über den aktuellen dynamischen Fahrzustand, die eigene Position, wie auch das Umfeld ermitteln. Gegenstand der Forschung ist es nun, diese Sensorinformationen aus dem lokalen Fahrzeugumfeld herauszulösen und anderen Verkehrsteilnehmern oder Infrastruktureinrichtungen zugänglich zu machen. Aus der Kernforderung nach Kommunikation zwischen Fahrzeugen oder anderen Verkehrsteilnehmern ergibt sich die Frage nach geeigneten Einrichtungen für die drahtlose Datenübertragung, welche dem damit verbundenen Anforderungsprofil gerecht werden. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Konzept erarbeitet und implementiert, das als grundlegende Plattform für Entwicklung, Test und Betrieb eines FPGA-basierten Software-Defined-Radio und seiner signalverarbeitenden Komponenten, wie auch zukünftiger Protokoll-Implementierungen dienen kann. Das Konzept besteht aus zwei wesentlichen Teilen. Einer PC-basierten, grafischen Anwendung für Steuerung und Diagnose, sowie einem integrierten, FPGA-basierten Prozessorsystem. Weil die Kommunikation zwischen beiden über TCP/IP stattfindet, können sich beide Teile an beliebigen Orten in einem IP-Netzwerk befinden. Das in dieser Arbeit präsentierte Konzept bietet der Weiterentwicklung und Evaluierung neuer Module des Software-Defined-Radios volle Flexibilität, da durch das geschaffene Framework neue Module sehr einfach auf der Zielplattform integriert und diese von der Steueranwendung sofort angesprochen werden können. Pc-seitig muss lediglich jeweils ein Plugin in der Steueranwendung für die neuen Module erstellt werden.

178.
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Ray, Projjol
A 3-Dimensional In-Builidng Localization System Using ZigBee
Diplomarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
September 2010

Abstract: Today positioning systems like GPS have become quite commonplace. For short distances (inside buildings or only a few city blocks) one needs a much higher degree of accuracy and Local Positioning Systems (LPS) are used. During the course of this work, an in-building positioning system was developed. The system is based on that feature of ZigBee technology which allows the detection of link quality by measuring the received signal strength. Here, the strength of the received signal has been used as the fundamental metric for positioning. The system conceived here can achieve its true design potential of providing a really low cost in-building positioning solution, if the ZigBee technology lives up to the expectation of being cheap an ubiquitous. Then the system developed here can simply piggyback on the existing ZigBee infrastructure, requiring minimal additional hardware. On the other hand, one of the cons of the system so developed is its setup requirement, which consists of lengthy reference measurement procedure.

177.
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Nii Addo, Andrew
Cup Washing Machine Model using Distributed Control and Fieldbus Technologies
Masterarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
August 2010

Abstract: The Cup Washing Machine Model is a setup which in the future will complement the Sorting Facility in the laboratory course microcontrollers currently being run by the Institute of OMI. In this thesis the various functions of the facility have been carefully distributed among 11 different modules and the Main Control Unit (MCU). The concepts for implementing each unit have been laid out in detail. This includes the hardware requirements and the necessary circuits needed to interface them with the ATmega16 microcontroller which is the primary control unit available on each module. Some software techniques were also explained. The project also included the design of two printed circuit boards and the development of their software. This was done to prove the viability of the concepts outlined for those particular units (including the water temperature and the grabber unit). The Controller Area Network (CAN) matrix of the entire facility was also examined.

176.
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Wittendorf, Thomas
Integration des Liebherr I/O-Systems mittels Ethernet-Gateway in die bestehende Kransimulationsumgebung
Diplomarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
August 2010

Abstract: Mobil- bzw. Fahrzeugkräne verfügen zur Steuerung und Überwachung über ein komplexes verteiltes System aus Sensoren, Aktoren, embedded Hardware und Anwendungssoftware, das anhand einschlägiger Normen zur Sicherheit von Maschinen getestet und verifiziert werden muss. In dieser Arbeit wurde ein Ethernet-Gateway zwischen TCP/IP/Ethernet und dem bei Liebherr vorhandenen hausinternen x-Bus entwickelt. Das Gateway dient dem Datenaustausch zwischen einem PC mit der Steuersoftware SigSimu für die Kransimulation und dem neuen, kompakten Liebherr I/O-System (IOS) zur Stimulation der kranspezifischen Hardware mit digitalen und analogen Signalen. Zur Entlastung des Ethernet-Gateways wurde darüber hinaus eine PC-basierte Software entworfen. Damit können weitaus mehr Daten zwischengespeichert werden als auf dem ETH-Gateway selbst. Zudem besteht die Möglichkeit die zusätzlichen Funktionen des IOS in dieser Applikation mit einer grafischen Oberfläche einzubinden.

175.
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Linder, Thomas
Test-Plattform für effiziente VANET-Protokolle
Diplomarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
July 2010

Abstract: In der Automobilbranche wird der Interfahrzeugkommunikation zukünftig eine große Rolle zugerechnet. Zur Vermeidung von Unfällen und der Effizienzsteigerung des Verkehrsaufkommens kann diese Technologie sehr hilfreich sein. Unser Institut arbeitet an sogenannten effizienten VANET-Protokollen (Vehicular Adhoc Network), die vornehmlich für den Einsatz der Informationsverbreitung konzipiert sind. Hierbei sind QoS-Parameter (Quality of Service) wie Latenz und Zuverlässigkeit Eigenschaften bei der Verbreitung von Information an eine bestimmte Gruppe von Teilnehmern eines VANETs. Das Ziel dieser Diplomarbeit war die Implementierung einer Test-Plattform für VANET-Protokolle. Zu diesem Zweck wurde ein System-Konzept auf der Basis von Android-Mobiltelefonen erarbeitet, die verschiedenste Messdaten erfassen können. Hierzu gehörten unter anderem die Entwicklung einer Kommunikationsarchitektur und eines Mess-Headers sowie die Erstellung eines Konzepts für die zeitliche Synchronisation der Uhren in den Messpartnern und die Programmierung der Android-Applikation. Zur Messdatenerfassung wurden in den einzelnen Messpartnern Log-Dateien angelegt. Diese Log-Dateien können zentral ausgewertet und auf diese Weise Aussagen über die QoS-Parameter der gemessenen Protokolle getroffen werden. Mit Hilfe dieses Mess- und Testsystems wurden in dieser Arbeit Eigenschaften verschiedener Protokolle bestimmt.

174.
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Shahid Iqbal, Syed
Voice Communication using Pocket Switched Ad Hoc Networks
Masterarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
July 2010

Abstract: The Institute of Information Resource Management is currently developing a demonstration platform for efficient network protocols, that are developed and adapted to special characteristics of Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs). There were two aims of this thesis, first was the development of a voice communication application which can use pocket switched Ad Hoc networks for broadcasting real time audio. The second aim was the measurement of Quality of Service (QoS) parameters for the developed voice application. A communication architecture was proposed that was based on Android Media Frame Work to generate raw 16-bit PCM audio which was encoded using G.711 voice codec. The next step was the implementation of an RTP (Real Time Protocol) layer for adding header information to the encoded audio data. These RTP packets can be broadcasted to the neighboring nodes present within PSN (Pocket Switched Ad Hoc Networks). At the receiver side, information was extracted from the header of the received RTP packets and the voice data was decoded for playback. Keeping in view the requirements for the safety messages in VANET, experiments were conducted to measure the latency, packet loss and the nature of communication range of a PSN node running voice application. In this thesis it is concluded that for establishing a PSN, the reliable communication range of the nodes are limited to 60 to 80 meters, the pocket loss is significantly high beyond this range resulting in lower throughput. The second conclusion is drawn from the measurement of transmission delay. For single hop communication the end-to-end transmission delay is acceptable for voice communication. In case of multi-hop voice broadcast an inherent processing delay will be included at each PSN node.

173.
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Zimmermann, Frank
CAN-WLAN-Gateway basierend auf einem ARM Mikrocontroller und uCLinux
Studienarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
June 2010

Abstract: Im Rahmen der Forschung zur Fahrzeug - Fahrzeug Kommunikation wird an drahtlosen Ad-hoc Kommunikationssystemen gearbeitet. Diese sollen, trotz steigender Verkehrsdichte, die Sicherheit auf unseren Straßen erhöhen und neue Informationsdienste und Anwendungen ermöglichen. In dieser Studienarbeit wurde gezeigt, wie ein CAN-WLAN-Gateway als eingebettetes System realisiert werden kann. Als Ausgangspunkt wurden zwei Entwicklungsplatinen mit ARM Mikrocontroller von der Fa. FS Forth-Systeme ausgewählt. Auf dieser Basis wurden verschiedene Konzepte diskutiert, wie das Ziel, eine Entwicklungsplatine mit sowohl CAN- als auch WLAN-Schnittstelle zu erhalten, erreicht werden kann. Die CF-Entwicklungsplatine wurde dann um die CAN-Funktionalität erweitert. Hierzu wurden der Schaltplan und das Platinenlayout erstellt und auf der fertigen Platine das Complex Programmable Logic Device (CPLD) mit dem selbst hergestellten Programmiergerät beschrieben. Nach Anpassung der Software an die erweiterte Hardware wurden mehrere Tests durchgeführt. Diese zeigten, dass die Übertragung zwischen den Bus-Teilnehmern erfolgreich durchgeführt werden kann.

172.
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Alloush, Dominik
Entwicklung und Implementierung der Ablaufsteuerung eines Handhabungsroboters für eine Farbmischanlage in einer CAN Umgebung
Studienarbeit
Institut für Organisation und Management von Informationssystemen, Universität Ulm,
June 2010

Keywords: Großmann, Schmeiser

Abstract: In dieser Studienarbeit wurde die Ablaufsteuerung des Handhabungsroboters (Robot Control Unit, RCU) einer modellhaften Farbmischanlage entwickelt und implementiert. Das grundlegende Konzept basiert auf dem der Hauptsteuereinheit (Main Control Unit, MCU) der Farbmischanlage, nämlich der Modularisierung, der Kommunikation durch Nachrichten-Queues und dem CAN-Bus als Grundpfeiler der Kommunikation. Die RCU stellt hohe Anforderungen an die Hard- und Software, denn ihre Aufgabe bedarf echtzeitfähiger Kommunikation mit den zu steuernden Modulen der Roboterachsen. Im Gegensatz zur MCU, die zeitlich nicht sehr gebunden ist, muss die RCU innerhalb kürzester Zeit auf eingehende CAN-Statusnachrichten mit den Positionsinformationen der Achsenmodule reagieren können. Diese Anforderung konnte mit der gewählten und optimierten Hard- und Softwarebasis erfüllt werden. Ein wichtiges Feature der RCU ist das Finden einer kollisionsfreien Ausweichkurve, falls der direkte Weg zwischen Start- und Zielpunkt durch Hindernisse versperrt ist. Das Problem einen höchst veränderbaren, aber trotzdem leicht berechenbaren Weg in möglichst kurzer Zeit finden zu können wurde mit Hilfe von Bézierkurven gelöst. Als Ziel der Arbeit war festgelegt, eine Steuerung der drei Achsenmodule sowie des Greifermoduls des Handhabungsroboter zu entwickeln, die zu bekannten, frei konfigurierbaren nicht befahrbaren Gebieten (Keep-Off-Areas) eine kollisionsfreie Ausweichkurve findet und den Roboterarm möglichst flüssig bewegt. Dieses Ziel wurde erreicht.

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