Academic literature on the topic 'Mekatronik och systems engineering'

A significant security risk of modern vehicles is their vulnerability to relay attacks, due to challenge-response methods, such as those employed in Passive Keyless Entry (PKE) used by most commercial cars, being inherently exposed. This class of attacks are where communication between a vehicle and its key is relayed by an attacker over long range - thereby bypassing any encryption and unlocking the vehicle without requiring direct access to the key. While a multitude of defenses have been proposed in recent years, many lack either robustness or practicality. Any viable system will likely have to rely on an environmental parameter which is not easily manipulated. Moreover, the system has to be: cost effective; easily implementable; and take user comfort, such as the key’s battery life, into account. This thesis implements and evaluates a PKE system resistant to relay attacks, analyses a multitude of proposed strategies in literature for feasibility, as well as suggests a novel method: Approach Curve Matching. It is concluded that the most promising strategies are: Immobility Detection, Distance Bounding Protocols, and Approach Curve Matching - the first of which is chosen to be implemented in the prototype PKE system. The project develops a PKE system and implements the communication protocol using Bluetooth, as opposed to the conventional RFID. Immobility Detection, using an accelerometer, is then implemented. The final system is then tested and evaluated. It is concluded that while Immobility Detection is not comprehensively effective, it is easily implementable, cost-effective, and can greatly increase the security of PKE systems. Finally, it is proposed that Immobility Detection should be employed promptly by manufacturers while investigating potentially more effective, albeit uncertain, strategies.<br>En betydande säkerhetsbrist av moderna fordon är deras sårbarhet mot så kallade ’relay attacker’. Dessa typer av attacker, där signaler mellan bilen och nyckeln vidarebefordras, kringgår all kryptering och låser upp bilen utan att ha direkt tillgång till nyckeln. En stor del av kommersiella fordon tillämpar ’Passive Keyless Entry’ (PKE) som bygger på ’challenge-response’ metoder som visats vara särskilt utsatta för dessa attacker. En mängd olika skyddssystem har föreslagits på senare år, men många saknar erforderlig robusthet eller genomförbarhet. Ett lämpligt system bör uppfylla en rad olika kriterier. Strategin måste grundas på en omgivningsparameter som är både oföränderlig och tillräckligt rymdberoende att två nära positoner kan skiljas åt. Dessutom ska systemet vara kostnadseffektivt, implementerbart, och ta hänsyn till användarkomfort såsom batteritid. Projektets huvudsyfte är konstruktionen och analysen av ett ’relay attack’ resistent PKE system. I detta projekt ingår också en analys av ett antal föreslagna försvar och ett förslag om en ny metod: ’Approach Curve Matching’. Slutsatsen dras att de mest lovande taktikerna är: analys av Jaccard indexet av Wi-Fi hotspots, ’Distance Bounding Protocols’, ’Approach Curve Matching’ och ’Immobility Detection’ som också implementeras i prototyp PKE systemet. Projektet utvecklar först ett PKE system med två Raspberry Pis som agerar som bilens och nyckelns mikrodatorer och implementerar kommunikationsprotokollet med hjälp av Bluetooth. ’Immobility Detection’ är sedan implementerad genom en inbyggd accelerometer i nyckeln. Slutligen testas och utvärderas systemet. Det konkluderas att trots att ’Immobility Detection’s effektivitet inte är helt omfattande är den lätt att implementera, kostnadseffektiv, och kan bidra till en betydlig ökning av säkerheten hos PKE system. Vidare observerade projektet att Bluetooths ’Received Signal Strength Indicator’ (RSSI) mätningar är utsatta för avsevärd ostadighet och är allmänt omgivningsberoende. Därför anses Bluetooth RSSI inte lämplig för PKE tillämpningar även om andra metoder för avståndsmätning med Bluetooth kan ha högre prestanda. Det föreslås att ’Immobility Detection’ tillämpas av tillverkare omgående medans andra potentiellt mer effektiva strategier utreds.

The purpose of this project was to develop an automatic irrigation system for plants. It is beneficial to have plants indoors. In addition to their air-purifying qualities, they have been proven to increase the productivity of employees at workplaces, as well as decrease the amount of sick leave. Three research question were investigated: how much energy the system requires and if it is possible to replace the energy source with an alternative energy source, how well the system stabilises and how a wireless regulation can be implemented. The final design consisted of a mictrocontroller which controlled the system, a water pump, a moisture level sensor and a plant on which everything was tested. The system was left during a four week period to see how well it managed. The project resulted in a system that managed to keep the plant alive. The energy demand of the system could be covered by solar cells instead of batteries.<br>Syftet med detta projekt var att utveckla ett automatiskt bevattningssystem för växter. Det är fördelaktigt att ha växter inomhus. Bland annat har det bevisats att växter i kontorslandskap ökar produktiviteten hos de personer som arbetar där, samt att antalet uttagna sjukdagar minskar. Fortsättningsvis var det tre stycken forskningsfrågor som undersöktes, hur mycket energi kräver systemet och är det möjligt att ersätta energikällan med en alternativ energikälla, hur väl stabiliserar sig systemet samt hur kan en trådlös reglering implementeras.  Den slutliga designen bestod av en mikrokontroller som styrde systemet, en vattenpump, en fuktighetssensor och en planta på vilken testerna utfördes. Systemet lämnades i fyra veckor för att se hur väl det klarade sin uppgift. Resultatet blev att växten överlevde vilket innebär att systemet fungerade. Möjligheten att byta ut batterierna mor solceller studerades och slutsatsen är att detta byte är möjligt.

This report is going to investigate the possibility to save energy by converting a valve opening mechanism in a waste disposal system from a pneumatic system to an electric system. To power the system, which mainly consists of an electric actuator and a valve control module, a solar panel system was designed. The valve system was controlled by the lightweight messaging protocol MQTT. To be able to choose an electric actuator the needed force was measured and data regarding maximal stroke was taken from the data sheet of the existing setup. For developing an optimal solar panel system a program was written in Google Spreadsheet. The program takes input regarding power, cycles, solar panel system specifications and environmental factors. The output from the program is energy consumption for the system, specification for solar charger, solar panel setup and charge data. The result was that the solar panel system needed to consists of four 12 V VRLA batteries with a capacity of 90 Ah each and four solar panels with a rated power of 300 W each. The solar charger must be able to handle 900 W and provide an output current of 25,5 A to fulfil the demands. The new electric actuator will consume four times less energy than the old pneumatic actuator. Most of the energy savings are consequences of reduced energy consumption at idle of the system. A demonstarator was built to test the system.<br>Den här rapporten kommer att undersöka möjligheten att spara energi genom att konvertera ett ventilöppningsmekanism i ett avfallshanteringssystem från ett pneumatiskt system till ett elektriskt system. För att driva systemet, som främst består av en elektrisk aktuator och en ventil styrenhet, ska ett solcellssystem designas. Ventilsystemet ska styras med hjälp lättviktsmeddelandeprotokollet MQTT. För att kunna välja en aktuator mättes den behövda kraften och data angående maximal slaglängd togs från databladet på den nuvarande konstruktionen. För att utveckla ett optimalt solcellssystem skrevs ett program i Google Kalkylark. Programmet använder energi, cykler, solcellssystem och miljöfaktorer som indata. Som utdata ges energiförbrukning hos systemet, specifikation för solcellsregulator, solpaneler och laddningsdata. Resultatet var att det solcellssystem som behövs bestå av fyra 12 V VRLA batterier med en kapacitet på 90 Ah var och fyra solpaneler med en nominell effekt på 300 W vardera. Solcellssregulatorn behöver kunna hantera 900 W och generera en ström på 25,5 A. Den nya elektriska aktuatorn kommer förbruka fyra gånger så lite energi jämfört med den gamla pneumatiska aktuatorn. Den största delen av energibesparingarna är en konsekvens av minskad energiförbrukning av systemet i vila. En prototyp byggdes för att testa systemet.

The aim of this project is to examine the feasibility and reliability of the use of a low cost computer vision system to track and intercept a thrown object. A stereo vision system tracks the object using color recognition and then guides a mobile wheeled robot towards an interception point in order to capture it. Two different trajectory prediction models are compared. One model fits a second degree polynomial to the collected positional measurements of the object and the other uses the Forward Euler Method to construct the objects flight path. To accurately guide the robot, the angular position of the robot must also be measured. Two different methods of measuring the angular position are presented and their respective reliability are measured. A calibrated magnetometer is used as one method while pure computer vision is implemented as the alternative method. A functional object tracking and interception system that was able to intercept the thrown object was constructed using both the polynomial fitting trajectory prediction model as well as the one based on the Forward Euler Method. The magnetometer and pure computer vision are both viable methods of determining the angular position of the robot with an error of less than 1.5°.<br>I detta projekt behandlas konstruktionen av och pålitligheten i en bollfånganderobot och dess bakomliggande lågbudgetkamerasystem. För att fungera i tre dimensioner används en stereokameramodul som spårar bollen med hjälp av färgigenkänning och beräknar bollbanan samt förutspår nedslaget för att ge god tid till roboten att genskjuta bollen. Två olika bollbanemodeller testas, där den ena tar hänsyn till luftmotståndet och nedslaget beräknas numeriskt och den andra anpassar en andragradspolynom till de observerade datapunkterna. För att styra roboten till den tänkta uppfångningspunkten behövs både robotens position, vilket bestäms med kameramodulen, och robotens riktning.Riktningen bestäms medbåde en magnetometer och med kameramodulen, för att undersöka vilken metod som passar bäst. Den förslagna konstruktionen för roboten och kamerasystemet kan spåra och fånga objekt med bådadera de testade modellerna för att beräkna bollbana, dock så är tillförlitligheten i den numeriska metoden betydligt känsligare för dåliga mätvärden. Det är även möjligt att använda sig av både magnetometern eller endast kameramodulen för att bestämma robotens riktning då båda ger ett fel under 1.5°.