4987 research outputs found
Sort by
A Redundant Zigbee Communication Mechanism for Avoiding Collision in a Monorail System
Get PDFThe safety of machines plays an important role in an automation system. The accident of transportation system leads to delay or complete blockage of production which leads to loss. In time-sensitive production, it could lead to a defective product. To avoid such accidents collision avoidance mechanisms where implemented. The collision avoidance mechanisms are made of using sensors and by sharing status between themselves.
The monorail system is an overhead transportation system which consists of a rail in which few monorail carriers run. The rail is a closed loop and the carriers run in one direction in the rail. The carriers are controlled by the floor programmable logic controller (PLC) which orchestrates the movement of the carriers through the primary Wi-Fi communication between them. The main task was to implement a collision avoidance mechanism which should act when the Wi-Fi communication between the carrier and the floor PLC fails. This collision avoidance mechanism prototype is done using internet of things (IoT) devices.
The IoT is a fast-growing technology with a purpose of connecting any physical devices into a network. In that network the data from the physical device can be processed or shared with similar devices.
In this thesis the background information of the monorail transfer system is studied, and the major components used are explained. The different methods of wireless communications were checked, and a suitable wireless communication is chosen for the collision avoidance system. Using an IoT device the PLC of the monorail carrier is connected to IoT network which is used to communicate between other carriers. By communicating using the secondary IoT network, the carriers share their position information which results in collision avoidance. In this case not only avoiding collisions but also the carrier is moved to the maintenance position by the IoT device when it blocks the path of the neighboring carrier.
A prototype was built and it was tested on the test platform, and the necessary changes were made to make it fully functional. A simulator is created to show the working logic after the test platform became unavailable. The IoT collision avoidance mechanism can also be used for controlling the carriers when the floor PLC is down or as a test platform to trigger the functions of the carriers. With some additional PLC programs for secondary control this mechanism could also be used as a secondary control to the floor PLC for the carriers
Effects of permeable inner slab in facade renovation
Get PDFTässä diplomityössä tarkasteltiin 1940-60-luvuilla rakennettuja julkisivukorjauskohteita, joissa korjausratkaisuna on päädytty purkamaan julkisivu sisäkuoreen asti ja uusimaan kokonaan. Epätiiviin ja tiiviin sisäkuoren vaikutusta verrattiin eri julkisivurakennevaihtoehdoilla, ja julkisivurakenteiden toimivuutta tarkasteltiin akustiikan, rakennusfysiikan ja paloturvallisuuden kannalta. Tavoitteena oli määrittää uusilla julkisivurakennevaihtoehdoilla laskennallisesti epätiiviin sisäkuoren vaikutus ilmaääneneristävyyteen ja lämmön ja kosteuden siirtymiseen rakenteessa ja varmistaa, että rakenteet ovat rakennusfysikaalisesti ja -akustisesti toimivia.
Vaikka korjauskohteissa ei tarvitse noudattaa uudisrakentamiselle vaadittuja ilmaääneneristävyyskriteereitä, julkisivua uusittaessa rakenteiden ilmaääneneristävyys ei saa korjauksen yhteydessä heikentyä alkuperäisestä tilanteesta. Tiili- ja betonirunkoisille julkisivurakenteille laskettiin ilmaääneneristävyyttä sekä tiiviillä että epätiiviillä rakenteilla, jolloin pystytään matemaattisesti havaitsemaan epätiiviin sisäkuoren vaikutus ilmaääneneristävyyteen. Ääneneristyslaskennat tehtiin ensin kaksinkertaiselle kytkemättömälle rakenteelle, minkä jälkeen huomioidaan korjaustermein mineraalivillan absorption ja rankareitin vaikutus lopullisessa ilmaääneneristävyydessä. Lopuksi verrattiin tiivistä julkisivurakennetta epätiiviiseen julkisivurakenteeseen.
Valitun julkisivurakennevaihtoehdon lisäksi tarkasteltiin epätiiviimmän rakenteen riittävyyttä julkisivurakennevaihtoehdoksi. Tiiviitä rakennevaihtoehtoja mallinnettiin Wufi 2D-ohjelmalla, jolla määritettiin tuulensuojapinnan sisäpuolella ja ulkoilmassa olevia lämmön ja kosteuden arvoja. Epätiiviiden rakenteiden kosteuden ja lämmön siirtymistä laskettiin konvektiolla kulkeutuvan kosteusvirran avulla. Jos sisäkuoren halkeamat ovat liian suuria, kosteutta pääsee kulkeutumaan tiivistä rakennetta enemmän konvektiolla ilmavirran mukana rakenteisiin. Suurempi kosteusvirta aiheuttaa suuremman riskin vesihöyryn kondensoitumiselle mahdollistaen mikrobien kasvua ja lopulta rakenteiden homehtumisen. Julkisivurakenteista tutkittiin sisäkuoren halkeamien suuruuden vaikutusta rakenteen läpi kulkevaan ilmavirtaan ja sitä kautta kosteuden siirtymiseen rakenteessa.
Rakennusakustisesti määräävimmäksi tekijäksi ilmaääneneristävyyden kannalta muodostui rankareitin kautta kulkeva ääni, jolloin halkeamaleveydellä ei ollut suurta merkitystä ilmaääneneristävyyteen. Sisäkuoren epätiiveys ei siten aiheuta ilmaääneneristävyydessä heikennyksiä. Rakennusfysiikan kannalta halkeamat ja ilmavuodot aiheuttavat huomattavan kosteusvirran kasvun. Ilman diffuusiotiivistä lämmöneristekerrosta julkisivurakenne on liian herkkä vesihöyryn kondensoitumiselle rakenteessa
The most important subjects of real estate development in different real estate types.
No full textKiinteistökehittäminen on projektiluontaista toimintaa, jonka pääasiallinen tarkoitus on luoda arvoa kiinteistölle. Ensisijaisesti arvoa pyritään luomaan kiinteistösijoittajalle eli parantaa kiinteistön tuottokykyä. Toinen tavoite on luoda arvoa käyttäjille, joiden toiveet ja vaatimukset kasvavat koko ajan. Rakennusalalla tämä onkin huomioitava, jotta kiinteistöillä olisi kysyntää sekä vuokra- että sijoitusmarkkinoilla.
Tässä kandidaatintyössä käsitellään kolmea eri kiinteistötyyppiä (asuintilat, toimistotilat ja liiketilat) lähinnä kiinteistösijoittajan näkökulmasta. Tämän kandidaatintyön pääasiallinen tarkoitus on selvittää, mitkä sijainnilliset ja toiminnalliset tekijät vaikuttavat tietyn kiinteistötyypin tuottokykyyn niin, että kiinteistön tuottokyky paranee. Tutkimuksen tavoitteena on luoda yleiskuva kiinteistötyyppien tuottokykyyn vaikuttavista ominaisuuksista, jotta kiinteistösijoittaja voisi arvioida ja ennakoida sijoittamisen kannattavuutta.
Tässä tutkimuksessa käy ilmi, että kiinteistön arvon muodostumiseen vaikuttaa useat asiat, joista tärkeimmät ovat sijainti ja kiinteistön tilojen ominaisuudet. Suurin mahdollisuus vaikuttaa näihin ominaisuuksiin on kiinteistökehityshankkeen alussa. Tämän takia kiinteistökehittäjän tuleekin keskittyä erityisesti kehityshankkeen alkupään tehtäviin, jotta hanke olisi mahdollisimman kannattavaa kaikille sen osapuolille
Robotin ajurijärjestelmän modularisointi liitännäisarkkitehtuurilla
Get PDFFactory lines are nowadays filled with intelligent systems that can perform various tasks without human interaction. To reach the current level of intelligence and automation, The significance of software in industrial robotics has increased dramatically. That creates new challenges in software design for such environments, which are then tackled with new software platforms and frameworks.
This thesis takes an existing test automation platform and designs a new architecture based on plugins for it. The platform is used in functional testing of smartphones. The redesign aims to increase the modularity of the architecture, and thus allow for a more flexible deployment of the system in various hardware configurations.
To verify the successfulness of the new architecture, a modularity analysis is performed for both the old and the new architectures. The analysis focuses on cohesion and coupling of the classes and modules in the systems. Both the old and the new platforms are implemented in Python, so the research process will evaluate the feasibility of manual modularity analysis for a dynamically typed programming language, as these kind of analyses are usually performed on a statically typed languages utilizing static analysis tools.
The new architecture was shown to increase the cohesion, and decrease the coupling of the platform, which indicates an increase in the overall modularity of the platform. The analysis itself was found to be tedious, and the dynamic nature of Python increases the chance of errors in determining the coupling and cohesion of a component. A possibility of modifying a refactoring tool to aid in a such analysis was discussed.Tehdaslinjastot koostuvat nykyään älykkäistä järjestelmistä, jotka kykenevät toimimaan ilman ihmisen ohjausta. Merkittävä tekijä tämän muutoksen takana on ohjelmistojen kehittyminen, ja niiden merkityksen kasvu teollisuudessa. Tämä luo ohjelmistosuunnitteluun uusia haasteita, joita on ratkottu uusilla sovellusalustoilla ja -kehyksillä.
Tässä tutkielmassa toteutetaan uusi ohjelmistoarkkitehtuuri testiautomaatiorobotille käyttäen liitännäisarkkitehtuuria. Tavoitteena on kasvattaa alustan modulaarisuutta, mikä mahdollistaa sen joustavan käytön erilaisissa järjestelmissä, jotka koostuvat erilaisista roboteista, antureista ja sensoreista.
Uuden toteutuksen soveltuvuuden varmistamiseksi tässä tutkielmassa suoritetaan modulaarisuusanalyysi molemmille järjestelmille. Analyysissä perehdytään järjestelmien luokkien ja moduulien yhteenkuuluvuuteen (eng. cohesion) sekä riippuvuuksiin (eng. coupling). Järjestelmä toteutetaan Python-kielellä, joten tutkimuksessa selvitetään modulaarisuusanalyysin soveltuvuutta dynaamisesti tyypitetylle ohjelmointikielelle.
Tutkimuksessa todettiin luokkien yhteenkuuluvuuden kasvaneen ja moduulien riippuvuuksien vähentyneen, mikä kertoo järjestelmän modulaarisuuden kasvusta. Analyysi itsessään todettiin työlääksi, ja sen huomattiin kasvattavan tulosten virhettä, koska moduulien väliset vuorovaikuttamiset eivät välttämättä olleet yksikäsitteisiä. Tutkimuksessa pohdittiin mahdollisuudesta muokata olemassa olevia refaktorointityökaluja siten, että niitä voisi hyödyntää tämänkaltaisen analyysin tekemisessä
Propagation of plant cells in robust single-use bioreactors
Get PDFNew and effective technologies are needed to full fill the increasing demands of sustainable food production due to the growing population, urbanization, climate change, and decreasing water supplies. Plant cell cultivation in closed bioreactor systems offers an attractive new approach for this challenge. Innovation about the production of plant cells in the non-laboratory environment has been studied in VTT Technical Research Centre of Finland. This thesis continued the development of home bioreactor for the robust propagation of plant cells as a food source.
The first aim of this study was to find out which are the key physical factors affecting the biomass accumulation of lingonberry cell suspension culture. Multiple growing experiments under shake flask scale and 2 L working volume stirred tank cultivations were carried out to get more detailed data about growth parameters of lingonberry cell culture. For effective growth without long lag phase inoculum density should be above 60 g/L. Lingonberry cell’s need of dissolved oxygen is surprisingly moderate, optimal target would be 5-10 %. To maintain sufficient gas exchange level and prevent cell sedimentation, gentle but effective mixing is needed. The light had a most remarkable impact on biomass accumulation. Cells cultivated in dark produced 47 % more fresh biomass compared to cells grown under white light with 16:8 h photoperiod. Pigment formation revealed to be reversible and dependent on sufficient amount of light.
All previous trials for lingonberry cell cultivations in simple single-use bags have been failed. Gained new information about physical growth demands from this study made designing of suitable single-use bioreactor now possible. Based on the results optimal and as simple as possible single-use bioreactor prototype and cultivation bag were designed. The bag in a box -solution with orbital shaking was chosen. In this model mixing and aeration can be introduced in a simple way without sparging and risk of foaming. Lingonberry cells were successfully cultivated in single-use cultivation bag and biomass accumulation reached promising levels (174 g/L) compared to shake flask (208 g/L) and stirred tank bioreactor cultivations (210 g/L).
Based on all the results of this study, lingonberry cell suspension cultures can now be cultivated in a simple single-use bioreactor. Development of robust home usable bioreactor for plant cell production can be continued and future decisions related to prototype design and building can be based on solid data. However, to achieve optimal biomass accumulation, more studies related to process optimization, especially in lighting and mixing conditions, should be carried out with the designed single-use bioreactor
Lifestyle Analysis Using Digital footprints
Get PDFDigital Revolution has changed how the world used to function. Using digital devices and se sors every activity we do in our daily life can be tracked and can be stored as data. This thesis work aims to search how digital footprint gathering infrastructure can be used to collect digital footprint data specially related to health care, and a case study was done using data from Digital Health Revolution(DHR) study to analyze lifestyle of the participants in the study.
Digital footprints of shopping and physical activity of persons participating in DHR study were collected. Also their daily diet and physical activity was recorded using Food Frequency Questionnaire(FFQ) and Physical Activity Questionnaire(PAQ). Comparative analysis was done between shopping and FFQ data. Physical activity data gathered using Withings activity app were compared with PAQ data. Boxplots and and median plots were used to show differences between the values. For many of the food categories shopping done by the participants corresponded with their intake, but for some food categories such as coffee, spreads, pastry and desserts there were high differences in shopping and consumption. No correlation was found between physical activity data gathered from sensors and PAQ(Physical Activity Questionnaire). From the results it can be concluded that the data collected has several limitations. The sample size was small, and if more data could have been gathered using various digital footprint gathering infrastructure, we could have more coherent results. Further using background study information, an ideal digital footprint gathering system, is proposed which will be able to collect all information required for more accurate life style analysis. Using the system results could most probably be improved
Vision 2030 for the Logistics System of Southern Finland
Get PDFViime vuosina kaupan ja teollisuuden liikevaihtoon suhteessa olevat logistiikkakustannukset ja tavarakuljetuksista aiheutuvat CO2-päästömäärät ovat kasvaneet, vaikka niitä on pyritty vähentämään. Työn tavoitteena oli selvittää Etelä-Suomen logistiikkajärjestelmän toimintaympäristön muutosta ja vision toteutumismahdollisuuksia. Muutoksen arviointia varten laadittiin Etelä-Suomen logistiikkajärjestelmän toimintaympäristön kuvaus ja tunnistettiin sen muutosta ilmaisevia indikaattoreita. Vaikutusarviot toteutettiin asiantuntija-arvioina, joita varten kerättiin tietoa kirjallisuudesta, asiantuntijahaastatteluista ja alueellisista työpajoista. Haastatteluista ja työpajoista kerättyjä tietoja analysoitiin kategorisoimalla ja tiivistämällä.
Vaikutusarvioiden perusteella kaupan ja teollisuuden liikevaihtoon suhteessa olevat logistiikkakustannukset kasvavat hieman vuoteen 2030 mennessä, mutta pysyvät käytännössä nykytasolla. Logistiikkakustannusten muutosta hillitsi muutostekijöiden keskenään vastakkaiset vaikutukset. Tie- ja rautatiekuljetusten CO2-päästömäärien arvioitiin alenevan merkittävästi vuoteen 2030 mennessä. Päästömäärien alenemisen arvioitiin aiheutuvan pääosin tiukentuvasta sääntelystä, jolla voidaan vaikuttaa ajoneuvojen kehitykseen, uusiutuvan energian osuuteen polttoaineissa ja polttoaineiden väliseen kilpailuasemaan.
Visiossa asetetuista päämääristä kahden arvioitiin toteutuvan ja kahden jäävän toteutumatta. Toteutuviksi päämääriksi arvioitiin CO2-päästövähennyksiin ja aluetyyppien 2 sekä 3 alueilla olevien yritysten toimintaedellytyksiin liittyvät päämäärät. Ilman toimenpiteitä toteutumatta jääviksi päämääriksi arvioitiin logistiikkakustannusten vähentäminen suhteessa kaupan ja teollisuuden liikevaihtoon sekä Etelä-Suomen kansainvälisen aseman parantamiseen liittyvät tavoitteet.
Logistiikkajärjestelmän toimintaympäristön keskeisimmiksi muutoksiksi arvioitiin verkkokaupan ja paluulogistiikan määrän kasvu sekä alustatalouden edistyminen. Verkkokaupan kuljetukset tulevat kasvattamaan kaupunkijakelun määrää, pienentämään kuljetuserien kokoja ja hajauttamaan kuljetusten toimitusosoitteet. Paluulogistiikka lisää kuljetusmääriä ja mahdollistaa tyhjänä ajon vähentämisen, mikäli paluukuljetuksia saadaan yhdisteltyä muihin kuljetuksiin. Yhdistelyn mahdollisuudet paranevat, mikäli materiaalikeräyksen terminaaleja ja varastoja sijoitetaan samoille alueille kuin muitakin terminaaleja ja varastoja. Alustatalouden edistymisen ajurina on aluetyyppien 2 ja 3 alueiden toimintaedellytysten säilyttäminen. Väestön keskittyessä suuriin kaupunkeihin muiden alueiden tavarakuljetusvirrat ohenevat ja vaativat yritysten välisen yhteistyön kehittämistä
Automatic assessment of elecrtical exams
Get PDFSähköiset tentit ovat yleistyneet huomattavasti ja samalla näille on luotu monia eri tenttijärjestelmiä. Myös automaattisen tarkastamisen kehittäminen on hiljalleen kasvattanut suosiotaan. Suuri osa tästä kehityksestä on painottunut esseiden tarkastamiseen. Samaa kehitystä voitaneen myös soveltaa muissa tenttityypeissä.
Tässä työssä tarkastellaan eri tenttityyppejä ja miten niitä on sähköistetty, eli vaihdettu paperi vastausalustana tietokoneeseen. Esseiden kirjoittamiseen tietokonetta on jo käytetty pitkään, mutta tenttien tekemiseen sitä on alettu vasta viimeaikoina hyödyntämään suuremmalla mittakaavalla. Matematiikan tenttien sähköistämisessä suurin ongelma on matematiikan kaavojen ja merkkien kirjoittaminen tietokoneella, mutta tämä ei ole ylitsepääsemätön este.
Tietokoneiden hyödyntäminen vain tentteihin vastaamiseen jättää paljon tietokoneen potentiaalista käyttämättä; tietokoneilla voidaan myös tarkastaa tentit automaattisesti. Näin opettajien työtaakka pienenee huomattavasti, ja opiskelijoiden mahdollisuudet itsenäiseen oppimiseen kasvaa. Jo yksinkertainenkin ohjelma, joka helpottaa tenttijärjestelmistä saatavaa vastausaineiston hallintaa ja tarkastamista, johtaa tähän tavoitteeseen. Tässä työssä esitellään tähän tehtävään tehty ohjelma, jolle on annettu nimeksi PunaKynä
Development of algorithm-aided design process for structural engineering
Get PDFTämän tutkimuksen tavoitteena on tutkia ja kehittää rakennuksen kantavien rakenteiden algoritmiavusteista rakennesuunnitteluprosessia. Tutkimusmenetelmänä käytetään kirjallisuustutkimusta sekä tapaustutkimusta. Tutkimus aloitetaan analysoimalla perinteistä, nykyään yleisesti käytettävää rakennesuunnitteluprosessia. Tämän jälkeen tarkastellaan algoritmiavusteisen suunnittelun ominaisuuksia ja arvioidaan niiden soveltuvuutta erilaisiin suunnittelutehtäviin. Tutkimuksessa tarkastellaan yksittäisten algoritmisten työkalujen lisäksi koko suunnitteluprosessin toimivuutta.
Algoritmiavusteista suunnitteluprosessia tutkitaan kuvitteellisen suunnittelukohteen avulla. Suunnittelussa keskitytään tarkastelemaan geometrisesti haastavaa teräsrakenteista kattorakennetta. Kattorakennetta ei pyritä mitoittamaan ja mallintamaan täydellisesti vaan tarkoituksena on keskittyä algoritmisen suunnitteluprosessin ja sen osatekijöiden toimivuuteen. Algoritmisen suunnittelun alustana toimii Rhinoceros 3D -ohjelman lisäosa, Grasshopper. Työssä toteutettava algoritminen suunnitteluprosessi etenee aina arkkitehdin algoritmipohjaisesti tuotetusta geometriasta toteutuskelpoisiin ja lujuudellisesti varmennettuihin rakenteisiin ja liitoksiin. Suunnittelussa linkitetään algoritmien avulla älykkäästi toisiinsa sekä arkkitehtimalli, laskentamalli että rakennemalli.
Tutkimuksen tulokset vastaavat melko hyvin kirjallisuudesta saatavia tuloksia. Algoritminen suunnitteluprosessi toimii kaikilta osiltaan suhteellisen hyvin ja sen vahvuudet ja ongelmakohdat ovat tunnistettavissa. Algoritmiset menetelmät mahdollistavat tietyissä rajoissa hyvin tehokkaan muutosten toteuttamisen. Suunnittelutiedon linkittyminen helpottaa suunnittelijoiden välistä yhteistyötä, vähentää päällekkäistä työtä ja tehostaa näin koko suunnitteluprosessia. Lisäksi algoritmit helpottavat ja nopeuttavat erityisesti geometrisesti haastavien sekä systemaattisesti toistuvien rakenteiden suunnittelua. Algoritmiavusteisilla menetelmillä on myös puutteensa. Jotta algoritmit toimisivat hyvin, tulee niitä luotaessa ottaa huomioon kaikki mahdolliset rakenteisiin kohdistuvat muutokset. Tämä on usein käytännössä mahdotonta. Lisäksi algoritmien avulla toteutettavassa reaaliaikaisessa pilvipohjaisessa tiedonsiirrossa tulee kiinnittää erityistä huomiota käytettävien työkalujen tiedonsiirtokapasiteetin riittävyyteen
Evaluation of Bluetooth Low Energy Technology for Team Sports Real-time Physiological Monitoring
Get PDFThe goal of this thesis was to evaluate and test a new sensor system for real-time monitoring of professional athletes. Real-time monitoring of physiological data can be used by the coaches to analyze and improve the training of individual athletes or teams. In this work data quality and reliability of the sensor system were highly prioritized. Physiological data measured is based on the heart rate (HR) and heart rate variability (HRV). HRV gives valuable information on the training intensity and recovery of athletes. In competitive sport insightful information on the physical conditions of the athletes gives team cutting edge for success. Real-time monitoring system needs to be easy to use and set up to be in daily use for sports teams.
The objective for evaluation was to research how the distance between sensors, number of devices, different environments and settings affect to the Bluetooth Low Energy (BLE) advertising packet loss. The purpose was to find optimal settings for maximal range and minimal advertising packet loss ratio while being able to handle real-time monitoring of up to 30 devices simultaneously.
Sensors tested and evaluated for this work are using BLE technology, which enables good compatibility with various end devices on the market. For real-time monitoring of multiple sensors, BLE advertising mode was used. Different methods were used to test the functionality of the BLE advertising mode. A high emphasis was put on the range and packet loss. To ensure that all the data is safely secured the sensor is programmed to save all the measurements during training sessions to the internal memory of the sensor. Reading data from memory was also part of the testing and evaluation of the sensor.
Tests were done using between 1-30 sensors simultaneously for real-time monitoring. In most of the user cases, the ability to monitor up to 30 athletes is sufficient. Test protocols were selected according to the needs and aim of the sensor evaluation. All the test subjects were volunteers and gave their consent to use their physiological data to this project. According to the evaluation results, there is a possibility to start the commercialization of this sensor platform. The further tests are needed for verification and a Proof of concept (PoC)