Projektarbeiten HS 2010
Positionsmessung mit integriertem Atemmessgerät für Patienten auf der Intensivstation
Studierende: Stefan Caflisch, Thomas Bärtsch
Betreuer: Jean-Marie Zogg
Kurzzusammenfassung:
Der Hintergrund für diese Arbeit ist, dass Patienten auf der Intensivstation ein stark erhöhtes Infektionsrisiko haben. Dieses Risiko kann durch die richtige Lagerung vermindert werden. Dazu muss der Oberkörper hochgestellt werden, was allerdings oft nicht konsequent genug gemacht wird. Darum haben wir ein System entwickelt, mit welchem die Lage des Oberkörpers erfasst und zu Qualitätszwecken aufgezeichnet werden kann.
Unser Ziel war es, einen Sensorgurt mit integriertem Beschleunigungssensor zu bauen, der über ein Daten Interface an einen PC angeschlossen werden kann. Aus den Messdaten sollen die Messebene und der Gravitationsvektor bestimmt werden, um auf dem Bildschirm die Körperposition relativ zum Gravitationsvektor darzustellen. Unser Auftrag bestand darin die geeignete Hardware auszuwählen, diese zusammenzubauen und mit der selbst erstellten Darstellungssoftware zu verbinden.
Bestimmen der Zugreihung mittels GPS
Studierende: Thomas Hauser, Davor Ilic
Betreuer: Jean-Marie Zogg
Kurzzusammenfassung:
Die vorliegende Projektarbeit ist im Auftrag der Fela Management AG entstanden.
Für die SBB ist das Wissen über die Zusammenstellung der Personenzüge für die Betriebsabläufe, sowie die Kundeninformation von grosser Bedeutung. Das heutige, veraltete RFID System ermittelt diese Informationen manuell. Dieses soll durch ein modernes, flexibles System – vorzugsweise GPS – ersetzt werden. Ein Anwendungsbeispiel soll hier zur Veranschaulichung dargelegt werden. Der Zug mit seiner festgelegten Komposition fährt in einen Bahnhof hinein. Mittels den ermittelten Zugreihungsinformationen, kann angezeigt werden, wo sich die Wagen der ersten und zweiten Klasse befinden.
Diese Projektarbeit zeigt auf, inwieweit sich GPS für das Bestimmen der Zugreihung überhaupt eignet. Dabei wurden verschiedene Methoden zur Bestimmung der Zugkomposition aufgestellt und untersucht. Die sich etablierte Variante wurde weiter ausgearbeitet und in einem Analyseprogramm in der Programmiersprache VBA für Excel implementiert. Dieses Tool enthält alle notwendigen Algorithmen um aus den Messwerten, welche in der MySQL Datenbank anfallen, die korrekte Wagenreihenfolge zu ermitteln. Bei den Messwerten handelt es sich um die Daten, welche vom Ortungssystem „CarLoc“ der Fela Management AG verwaltet werden.
An dieser Stelle wird ein kurzer Einblick in den Zugreihungsalgorithmus gewährt. Damit genaue Angaben über die Zugkomposition gegeben werden können, müssen alle Positionszeiten der GPS-Empfänger identisch sein. Verallgemeinert bedeutet dies, dass alle Empfänger ihre Standortbestimmung zur gleichen Zeit ausführen. Allerdings ist solch eine Synchronität lediglich eine Idealvorstellung. Daher müssen abweichende Zeiten auf eine bestimmte Referenzzeit normiert werden. Diese Normierung ist Kern des Algorithmus zur Kompositionsbestimmung und wird in dem Kapitel 3.4 „Normierung der Messwerte ausführlich“ erklärt.
Was aus den Auswertungen mittels des von uns erstellten Auswertungsprogramms hervorgegangen ist, ist die folgende Aussage: „ Zugreihung ist aus ca. 60% der GPS-Mess- und Positionsdaten des „CarLoc“ Portals bestimmbar“.
Collaboration and Communication Services for Daily Business
Studierende: Gian Collenberg, Manuel Riesch
Betreuer: Toni Venzin
Kurzzusammenfassung:
In der heutigen Welt gewinnt die Kommunikation immer mehr an Bedeutung. Multitasking, Flexibilität und Selbständigkeit sind gefragt. Viele Unternehmen fordern dies von ihren Mitarbeitenden, doch die IT Infrastruktur ist nicht dafür ausgelegt.
Deshalb entschied sich die SWiBi AG die Mitarbeitenden mit einem Tool zu unterstützen, welches Ihnen im Arbeitsalltag einen Mehrwert generieren soll. Der Microsoft Office Communications Server (OCS) bietet dem User Funktionen wie Statusanzeige, Chat Funktion, Remote Desktop Zugang sowie Videotelefonie in einem Tool.
Im Rahmen der Projektarbeit wurde der Office Communications Server Version 2007 R2 in der virtuellen Serverumgebung der SWiBi AG installiert und nach Kundenwunsch konfiguriert. Die Arbeit wurde in drei Teilphasen gegliedert. Phase eins beinhaltete die Software Evaluation mittels einer Testinstallation sowie Dokumentenstudium. Bei der zweiten Phase ging es darum, den Office Communications Server mit den Grundfunktionen Presence und Instant Messaging zu installieren und konfigurieren. Inhalt dieser Phase war ein Konzept für den Clientrollout und die Userschulung.
In der letzen Phase wurden weitere Features wie Remotedesktopverbindungen, Group Chat und A/V Communication implementiert.
Mit dieser Arbeit sollen die internen Arbeitsabläufe und Zusammenarbeit optimiert und vereinfacht werden. Die Mitarbeitenden bekommen ein einfaches Tool für den Arbeitsalltag, was die SWiBi AG in Zukunft zu einem leistungsfähigeren Dienstleister in der Energie- und Versorgungsbranche macht.
Die Arbeit hat uns grosse Freude bereitet und wir hoffen, dass die Mitarbeitenden sowie das Unternehmen von unserer Arbeit profitieren können.
Webgesteuerte Testumgebung mit virtuellen
Maschinen
Studierende: Manuel Mareischen, Marco Costa
Betreuer: Prof. Martin Studer
Kurzzusammenfassung:
Bei dieser Arbeit handelt es sich um die Projektarbeit, welche im fünften Semester im
Studiengang Telekommunikation/Elektrotechnik an der HTW Chur durchgeführt wird. Wir
entschieden uns für das Projekt „Webgesteuerte Testumgebung mit virtuellen Maschinen“.
Das Schweizerische Institut für Informationswissenschaft möchte externen Partnern eine
Evaluationsumgebung für Record Management Software anbieten. Das Evaluationssystem
soll daher als Webapplikation von überall aus bereitstehen.
Das Ziel dieser Projektarbeit war es, dem SII ein solches Werkzeug zur Verfügung zu stellen.
Dazu wurde eine Webapplikation entwickelt, mit welcher es möglich ist, virtuelle Maschinen
komplett über eine Webschnittstelle zu steuern. Es wurde ein Prototyp realisiert, welcher
sämtliche Anforderungen an die Applikation erfüllt.
Zu diesem Zweck wurde eine Testumgebung mit vorgeschlagener und vordefinierter
Infrastruktur aufgebaut und bereitgestellt. Der zeitliche Rahmen war jedoch zu knapp für eine
Einbindung in das Produktivsystem der HTW Chur. Der Prototyp wurde jedoch so erstellt,
dass er in ein System mit der vorgegebenen Infrastruktur einfach eingebunden werden kann.
Zudem sind mögliche Erweiterungen mit wenig Aufwand in die bestehende Applikation
integrierbar.
Zukunft und Wirtschaftlichkeit von
Datendiensten über DAB+
Studierende: Florian Demarmels
Betreuer: Martin Studer
Kurzzusammenfassung:
Bei der Projektarbeit im fünften Semester entschied ich mich für das Projekt „Zukunft und Wirtschaftlichkeit von Datendiensten über DAB+“. Zusammen mit dem Referenten wurden die Ziele für das Projekt besprochen und definiert. Ziel war es, herauszufinden was DAB+ ist und in naher Zukunft sein wird und was für eine Rolle dabei die Datendienste spielen.
Ein wichtiger integraler Bestandteil war dabei herauszufinden wer die Richtlinien und Standards in der Schweiz bestimmt. Zudem musste festgelegt werden was DAB+ nicht ist, was durch eine Differenzierung zu anderen verwandten Technologien erarbeitet wurde.
Folgend konnte die Funktion und der Aufbau spezifisch eruiert werden. Dabei wurden vor allem technische Eigenschaften, wie Übertragungsgeschwindigkeiten, Frequenzbereich, Kanalaufteilung oder die flexible Ensemble-Gestaltung untersucht.
Ein weiterer Punkt war es herauszufinden, was für Datendienste momentan in der Schweiz angeboten, bzw. genutzt werden und was für Projekte in Zukunft geplant sind. Dabei wurde mit einem Schweizer Ensemble, der SwissMediaCast AG, Kontakt aufgenommen und ein schriftliches Interview geführt.
Dank der Mithilfe der SwissMediaCast AG und besonders einem dazugehörigen leitenden Ingenieur, konnte herausgefunden werden, was für Applikationen beim Datendienst momentan eingesetzt werden. Des Weiteren wurden zukünftig mögliche Applikationen untersucht und gleichzeitig geklärt, was darunter für die Schweiz in Frage kommt.
Zuletzt wurde mit Hilfe der Angaben der SwissMediaCast AG und den Erkenntnissen die aus der ganzen Arbeit gewonnen wurden, eine Prognose für die Schweiz erstellt.
Energieeffiziente Netzgeräte
Studierende: Gian-Marco Schmid, Dario Caduff
Betreuer: Peter Kühne
Kurzzusammenfassung:
In der Projektarbeit Energieeffiziente Netzgeräte wurden verschiedene Lösungen analysiert, wie der Standby-Verbrauch von Netzteilen reduziert bzw. eliminiert werden kann.
Dazu wurden zuerst bestehende Netzteile analysiert und ausgemessen. Durch die Analyse konnten verschiedene Tabellen zur Bestimmung der Energieeffizienz von Netzgeräten erstellt werden, was beim Kauf von Netzgeräten sehr nützlich sein kann.
Ausgemessen wurden alte Netzteile, die mit Transformatoren funktionieren, sowie neue Schaltnetzteile, die mit einer Magnetspule und einer Elektronik ausgestattet sind.
Danach wurde die Funktion der verschiedenen Standby-Killer erläutert. Um die guten Lösungen herauszufiltern wurden dann mehrere Kostenanalysen vorgenommen.
Auch wurden bestehende LED-Leuchten analysiert und mit herkömmlichen Glühlampen verglichen. Dazu wurde noch eine Tabelle der heute auf dem Markt erhältlichen LED-Leuchtmittel erstellt.
ZigBee – Test und Konfiguration
Studierende: Ronny Janzi, Michael Schwitter
Betreuer: Dr. Ulrich Hauser-Ehninger
Kurzzusammenfassung:
ZigBee ist ein Funk Standard zur drahtlosen Übertragung von Daten, basierend auf dem Protokoll IEEE 802.15.4.
Unsere Projektarbeit 1 baut auf die in der Bachelorarbeit bereits gewonnen Erkenntnissen und eruierten Modulen auf.
Die Vorhandenen in der Bachelorarbeit ausgewählten ZigBee sowie die Waspmote Module sind zum Zeitpunkt des Beginns unserer Arbeit nicht alle einsatzbereit, sie sind als defekt deklariert. Unsere erste Aufgabe, der wir uns annehmen, handelt somit davon alle Module wieder auf Vordermann zu bringen, sodass sie ordnungsgemäss funktionieren. Diese Aufgabe wird sich daher stark mit der Konfiguration der XBee Module beschäftigen, da der wahrscheinlichste Grund für den Defekt in dieser Richtung liegen könnte. Die Hauptvermutungen liegen darin dass die XBee Module durch Überspannung verursachter Schäden oder durch Fehlkonfiguration nicht mehr ansprechbar sind.
Anschliessend geht es an den Aufbau von zuerst einmal einem kleinen Netzwerk. Dazu soll zu Beginn nur eine Verbindung von den verschiedenen Modulen direkt zum Koordinator aufgebaut werden. Alsbald dies zustande gekommen ist, kann die Anzahl Knoten im Netzwerk erhöht werden. Damit kann das Netzwerk ausgebaut und die zur Verfügung gestellten Ressourcen der HTW Chur ausgenützt werden. Es sollen auch Toppologien über mehrere Router aufgebaut werden. Da die XBee Module leitungsunabhängig sind und damit auch keine direkte Stromzufuhr vom Stromnetz erhalten, werden wir in einem weiteren Schritt mittels eines Kathodenstrahloszilloskops Strommessungen direkt am XBee Modul vornehmen. Damit kann die Energieeffizienz in den verschiedenen Modi überprüft werden, um allfällig in einem weiteren Stadium verschiedene Verbesserungen daran vornehmen zu können.
QoE Technik
Studierende: Marcel Süess, Daniel Sonderegger
Betreuer: Dr. Ulrich Hauser-Ehninger
Kurzzusammenfassung:
Das QoE-Terminal ist ein autonomes Gerät, bestehend aus einem Digitalen Signalprozessor (DSP) und Verstärker für Quality of Experience (QoE) Messungen. Die Resultate solcher Messungen sollen objektive Aussagen über die Qualität von Telefoniesystemen machen. Die Messungen werden durch den vermehrten Einsatz von Voice-over-IP immer gefragter. Dies hat zur Weiterentwicklung eines bestehenden ersten Prototyps geführt. Bei dem bestehenden Gerät funktioniert das Abgreifen der Sprachsignale ohne Verstärker nicht befriedigend.
Zudem existiert keine Möglichkeit, die Aufzeichnungen auf ein externes Speichermedium zu portieren.
Die vorliegende Projektarbeit wurde in zwei Teilbereiche gegliedert, wobei eine Hälfteder erste Teil in die Zuständigkeit des Hardware-Verantwortlichen fiel und der zweite Teil durch den Software-Verantwortlichen realisiert wurde. Das Ziel war es, einen zuverlässigen und qualitativ hochwertigen Verstärker zu entwickeln, der die abgegriffenen Signale schliesslich auf das externe Speichermedium überträgt. Die Arbeit wurde nach dem Wasserfallmodell durchgeführt, wobei sich die geplanten Phasen zum Schluss etwas verzögerten. Einerseits gab es Schwierigkeiten bei der Fehlersuche im vorhandenen Quellcode des DSP‘s und andererseits gestaltete sich die Entwicklung des Verstärkers schwieriger als gedacht. Durch die gegenseitige Unterstützung im Team konnten die Muss-Ziele grundsätzlich erreicht werden.
Am Schluss des Projektes existiert ein erweiterter Prototyp. Dem Digitalen Signalprozessor wird über einen Audio-Eingang das Sprachsignal vom Verstärker zugeführt, welcher es aufzeichnet. Der Verstärker dient dazu, dass die Quelle nicht belastet wird und die Signalamplituden an den Eingang des DSP anzupassen. Die Aufzeichnung wird anschliessend über den Serial Peripheral Interface-Bus auf eine externe SecureDigital (SD) Memory Card gespeichert. Dabei verwaltet der DSP die Aufnahmen mit dem FAT16 Dateisystem
Optimierung eines 4-gewinnt Roboter
Studierende: Flurin Peretti, Thomas Marty
Betreuer: Peter Kühne
Kurzzusammenfassung:
Als Ingenieur wird man Tag für Tag vor neue Aufgaben und Probleme gestellt. Der Auftrag war, selbständig einen 4-gewinnt Roboter zu analysieren, gefundene Mängel zu optimieren und gegebenenfalls eine Webvisualisierung zu evaluieren.
Durch die genaue Analyse des Aufbaus und die folgenden Auswertungen wurde das ganze Konzept des Roboters überarbeitet. Für die gefundenen Schwierigkeiten wurden Lösungen erarbeitet und bestmöglich in die Tat umgesetzt.
Da Probleme vorwiegend beim Greifen und Ablegen der Spielsteine entstanden, wurde durch verschiedenste Umbauten das Spielfeld soweit verbessert, dass die Spielsteine vom Roboter zuverlässig positioniert werden können. Durch die Verbesserung des Greifers kann der Roboter die Spielsteine auch immer in der gleichen Position halten und die Abgabeposition exakt anfahren.
Immer wieder stiess man auf Probleme oder wurde auf bessere Lösungen aufmerksam, welche man bestmöglich ins Projekt einfliessen liess. Es gab einige Hürden, die es im Team zu überwinden galt.
QoS- Geschäftsmodell
Studierende: Hamit Örgen
Betreuer: Bruno Wenk
Kurzzusammenfassung:
Viele Voice over IP Systeme haben Mühe mit der Qualität der Sprache. Die Unternehmen mit solchen VoIP Anlagen investieren oftmals in ein erweitertes Netz, sind sich jedoch
nicht bewusst, dass die Erfüllung der Qualität mit der Wahl eines optimalen Endgeräts billiger und einfacher wäre. So wurde eine Geschäftsidee der HTW Chur zur Problemlösung erstellt.
Es wurde ein Messgerät entwickelt, dass die Qualität der Sprache misst. Das neue an diesem Produkt ist zum einen die viel günstigere Variante und des weiteren die Realisierung eines singleLended Ansatzes. Das Messgerät wird beim Endgerät angeschlossen, anschließend werden Daten aufgezeichnet sowie analysiert. Somit können wir sagen zu welchem Zeitpunkt, welche Störungen der Sprache geschehen sind.
Die Aufgabe bestand darin, für das entwickelte Gerät eine Marktforschung zu realisieren, um das Produkt später auf den Markt zu bringen. Sollte man eher eine Dienstleistung bieten oder bevorzugt man den Verkauf des Geräts? Wie viel dürfte man für das Gerät verlangen? Welches wären unsere Kunden? Diese und ähnliche Fragestellungen mussten beantwortet werden.
Schlicht und einfach wurde das Bedürfnis des Messgeräts untersucht. Hierfür hat man unter anderem ein unstrukturiertes Interview als Methode gewählt. Nun liegt es auf der Hand welchen Preis man für das Produkt in etwa verlangen darf und welche Marketingstrategie man verfolgen wird.
Alternative Datenversorgung
Studierende: Jasmin Lonic, Jörg Mathis
Betreuer: Toni Venzin
Kurzzusammenfassung:Am Bahnhof Chur können die Busfahrgäste auf den Monitoren die genauen Ist-Abfahrten der
nächsten Busse ablesen. Die Monitore sind von der Firma Funkwerke geliefert, haben eine eigene Intelligenz und werden über drahtgebundene Verbindung mit dem Anzeigeserver vernetzt. Die Verbindung zum Anzeigeserver stellt das Amt für Telematik der Stadt Chur zur Verfügung. Da die jährlichen Betriebskosten der ganzen Anlage hoch sind, sollten Alternativen gesucht werden. Diese Projektarbeit zeigt die technische sowie die wirtschaftliche Lösungen auf, wie die Monitore, über einen vom Stadtnetz abgetrennten Weg, am Anzeigeserver angeschlossen werden können. In der Regel endigen die Kabel-Verbindungen in einem nicht durch die Stadtbus Chur AG zugänglichen Schrank des Amt für Telematik, bei 8 der Monitoren endigen die Kabel aber in einem des Stadtbus Chur Schranks mit direktem Zugang.
Das Datenvolumen ist eher gering und etwa alle 30 Sekunden wird ein neues Datenpaket vom Anzeigeserver an die Monitore gesendet. Darum werden die möglichen drahtlosen Übertragungsarten in Betracht gezogen.
Power Concepts for Fire Panels
Studierende: Christoph Waldmeier
Betreuer: Rolf Hofstetter
Kurzzusammenfassung:
Stromversorgungen für Brandmeldezentralen unterliegen speziellen Normen und werden nicht als Standartware angeboten. Sie müssen daher vom Hersteller der Brandmeldezentrale spezifiziert, und entwickelt oder eingekauft werden.
Im Projekt „Power Concepts for Fire Panels“ werden:
- Bestehende Stromversorgungskonzepte für Siemens Brandmeldezentralen und ihre speziellen Eigenschaften analisiert.
- Die Anforderungen für Bradmeldezentralen aus Standards und Richtlinien, sowie aus Systemsicht aufgeführt.
- Konzepte für Stromversorgungen von Brandmeldezentralen aufgezeigt sowie funktional und preislich beurteilt.
- Die Eignung der Konzepte für die verschiedenen Varianten von Brandmeldezentralen aufgezeigt.
- Die Entscheidungsgrundlagen für einen „Make or Buy“ Entscheid geschaffen.
Das Projekt „Power Concepts for Fire Panels“ liefert einen Leitfaden zum Spezifizieren
und Entwickeln von Stromversorgungen für Brandmeldezentralen.
Konzept für die Erneuerung der Telefonie-Infrastruktur der Firma Stäubli Sargans AG
Studierende: Christoph Kesseli, Zeno John
Betreuer: Bruno Wenk
Kurzzusammenfassung:
Das Telefonsystem der Firma Stäubli Sargans AG wurde in den letzten Jahren immer wieder etwas erneuert. Die momentane Situation ist unbefriedigend. Die Stäubli Sargans AG arbeitet heute mit einer Nortel Telefonzentrale, an der sowohl analoge wie auch digitale Tischgeräte angeschlossen sind. Ebenfalls werden DECT-Telefone zusammen mit einer älteren DECT-Zentrale eingesetzt. Dabei ist unklar wie lange das System noch störungsfrei betrieben werden kann.
Das anfängliche Ziel der Projektarbeit bestand darin, die Telefoninfrastruktur zu analysieren und verschiedene Telefonanbieter zu vergleichen. Anschliessend sollte der Geschäftsleitung einen Vorschlag für die Budgetierung abgegeben werden, um sofort mit der Umsetzung zu beginnen. Da dies aus Zeitgründen nicht machbar war, stimmte die Geschäftsleitung zu, ein vollumfängliches Konzept zu erarbeiten.
Im Rahmen dieses Konzeptes wurde als erstes der IST-Stand in der Firma aufgenommen. Dieser beinhaltet nebst der Hardware auch die Kosten und alle Prozesse, welche im Zusammenhang mit der Kommunikation stehen. Anschliessend wurde der IST-Stand analysiert. Es wurde hinterfragt, wo Prozesse optimiert und Kosten eingespart werden können. Ebenfalls wurden Entscheidungen getroffen, welche Hardware noch länger verwendet werden kann und welche ersetzt werden muss. Des Weiteren konnten mittels einer internen Meinungsumfrage auch die Wünsche und Ideen der Mitarbeiter in die Analyse mit einbezogen werden.
Aus der erarbeiteten Analyse resultierte das Pflichtenheft. Leider reichte die Zeit nicht aus das Dokument im Rahmen des Projektes nochmals zu überarbeiten, um die gewonnen Erkenntnisse mit einzubeziehen. Die Überarbeitung wird im Anschluss jedoch noch durchgeführt.
Die Firma Stäubli Sargans AG soll anschliessend in der Lage sein, mit dem erarbeiteten Pflichtenheft, Offerten von verschieden Telekommunikations-Anbietern einzuholen.
LED Bootloader
Studierende: Roger Kistler
Betreuer: Peter Kühne
Kurzzusammenfassung:
LED Leuchten sind durch grosse Fortschritte in Technologie und Effizienz stark im Vormarsch. Um mit diesem schnellen Fortschritt mithalten zu können und dem Kunden einen bestmöglichen Service anzubieten, müssen die entsprechenden Vorschaltgeräte die Möglichkeit enthalten, die integrierte Software auf einfachstem Weg innerhalb der Beleuchtungsinstallation zu aktualisieren.
Die vorliegende Projektarbeit analysiert und beurteilt das aktuelle Umfeld und die Gegebenheiten eines LED-Vorschaltgerätes und zeigt die Möglichkeiten für eine Aktualisierung der Gerätesoftware über das bestehende Kommunikationsinterface auf.
Das Augenmerk liegt dabei auf der Untersuchung der vorhandenen Kommunikations-Schnittstelle sowie den Eigenschaften, welche die eingesetzten Microcontroller zur Verfügung stellen.
Aus der Analyse entstehen mehrere Konzepte zur Umsetzung und Realisierung einer Bootloader-Anwendung. Diese Konzepte beinhalten sämtliche Aspekte von der untersten Ebene der Datenübertragung jedes einzelnen Bits bis hin zum Handling in den beteiligten Stationen.
