Car diagnostics is a wide area where a lot of branches are interested in, from the manufacturer through the service garage to the personal interest where one may want to; know what faults does his vehicle have before he goes to the workstation?, to get alarm when there is an error, or at least to be secure while driving the vehicle. The ways of diagnostic differs from manufacturer tools to third party tools as each of which has its privilege. In the last view years, mobile applications have been increased to support multimedia, internet, web applications, moreover to support communication with other devices which could include remote support, controlling, fault diagnostics and analysis even to communicate with vehicle computer module to analyze the present state of the vehicle.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den grundsätzlichen Möglichkeiten eines KNX RF Stacks. Zu Beginn wird auf KNX und RF eingegangen. Im Anschluss daran wird die Struktur der Nachrichten und der Aufbau der Frames beschrieben. Danach wird ein KNX RF Stack entworfen. Zum Abschluss der Arbeit wird das Zusammenspiel des Stacks mit übergeordneten Anwendungen und den entsprechenden Treibern gezeigt. Es wird nur theoretisch erarbeitet wie ein entsprechender Stack funktionieren könnte. Als Nachweis der Richtigkeit der Ergebnisse dieser Arbeit, wird ein sehr einfacher KNX RF Sniffer implementiert, der es ermöglicht kurze Standard Nachrichten auszuwerten.

KNX-RF eröffnet die Möglichkeit, kabellose Kommunikation in die Elektroinstallation moderner Häuser einzufügen. Dies ermöglicht es beispielsweise dem Anwender programmierbare Schalter und Aktuatoren mittels drahtloser Kommunikation zu verbinden Diese kabellosen Geräte können mit Mediumkopplern in bestehende KNX Netzwerke eingebunden werden. Beispiele für solche Netzwerke sind beispielsweise Powerline und Twisted Pair. Das Projekt, welches in diesem Paper beschrieben wird, zeigt die Implementierung eines einfachen KNX-RF Stack. Für die Realisierung des Stacks, wurde die offizielle KNX-RF Spezifikation verwendet. Es handelt sich hierbei im Besonderen um “KNX standard for communication media radio frequency”. Der Stack ist in einer Weise implementiert, die die einfache Portierung der Software auf verschiedene Hardwareplattfor- men ermöglicht. Das erstellte Programm erlaubt es mehrere LEDs eines Demonstrations-Boards mittels eines externen Lichtschalters zu steuern. Zusätzlich kann ein Board als Lichtschalter eingesetzt werden, während das andere Demonstrations-Board als Lampe fungiert. Die erstellte Software enthält alle benötigten Funktionen und läuft auf einem 8-Bit Microcontroller. Der Verbrauch des Code FLASH und Daten RAM wurde weitestgehend reduziert. Dies ermöglicht es, dass die Anwendung auch auf sehr kleinen Hardwarelösungen zum Einsatz kommt. Das Programm benötigt für eine einwandfreie Funktion kein Betriebssystem, was vor allem im Bezug auf den benötigten Speicher Vorteile bringt. Das ist vor allem bei kleinen Microcontrollern von Vorteil.

Homes are becoming "smarter" due to the installation of distributed electrical networks of micro-processors. These processors or fieldbus devices are used for controlling the comfort, safety, and security in and outside of a home. In addition to the standard touch screen control devices, newer types of user interface devices, frequently wireless, using smartphones, tablets, and PCs are available. This thesis describes the design and development of such a user interface application (App) executing on an Android smartphone for a KNX electrical network. After presenting an overview of the KNX operation and protocol, the tasks for creating a configuration network topology file, implementing the App, and designing the layout and operation of the graphical user interface are described. Finally, the test environment, equipment, and tools needed for the development and testing are reviewed. This thesis proves that the configuration and operation of such a App for a home owner requires a certain level of understanding about KNX. The configuration data available for the App provides some level of control over the simpler electrical devices.

Die KNX Association (gegründet 1999) ist Verwalter des weltweit einzigen offenen Standards zur Gebäudeautomatisierung. Diese Technologie erlaubt es, sämtliche elektronischen Komponenten in einem Gebäude (wie z.B. Beleuchtung, Haushaltsgeräte, Sicherheitssysteme, u.v.m.) über ein Bussystem miteinander zu verbinden und zentral zu steuern. Um die Möglichkeiten und vor allem die lokalen Zugriffsselemente auf das Bussystem flexibler bzw. mobiler zu gestalten, soll der drahtgebundene KNX Bus um ein Funkmodul (Gateway) erweitert werden. Damit ist es unter anderem möglich, gewisse Elemente in einem Wohnhaus (beispielsweise Beleuchtung oder Raumtemperatur) auch aus grösserer Distanz (vom Garten aus) zu steuern. Es sind aber auch alle anderen Anwendungen denkbar, bei denen das drahtgebundene Bussystem um eine flexible Funklösung erweiterbar wäre. Als Funkprotokoll wird hierfür ZigBee verwendet, welches auf dem bekannten IEEE 802.15.4 Standard aufsetzt. Einerseits um eine gewisse Interoperabilität zwischen mehreren Geräten zu garantieren, andererseits aber auch, um eine zuverlässige und weitreichende Funkübertragung sicherstellen zu können. Um die Interoperabilität all dieser Funkkomponenten gewährleisten zu können, wird ein passendes Empfangsmodul benötigt, welches alle mittels ZigBee übertragenen Daten empfängt, auswertet und einen dementsprechenden KNX Befehl auf dem Feldbus absetzt. In dieser Arbeit werden die technischen Hintergründe, der genaue Aufbau sowie die praktische Umsetzung eines solchen Gateways diskutiert.

Smart Home, oder wie alles in einem Haus von einem Gerät gesteuert wird. "Smart Home"-Technologie ermöglicht, dass Menschen beispielsweise über ihr Mobiltelefon Haushaltsgeräte, wie Herd oder Heizung, aber auch Elektrogeräte und vieles andere in ihrem Heim steuern können. Heute ist das Fernsehen eines der wichtigsten Freizeitbeschäftigungen älterer Menschen in der modernen Gesellschaft, was zu langen Perioden der physischen und kognitiven Passivität führt. Dieses Verhalten verringert ihre Lebensqualität durch Förderung der sozialen Isolation, das wiederum zu einer Verschlechterung der Gesundheit führt. Älteren Menschen sind eine heterogene Gruppe von Personen, die speziell auf ihre Bedürfnisse angepasste technische Hilfsmittel verlangen. Viele von ihnen leiden an degenerativen Krankheiten, die wesentliche Ursache sensorischer, körperlicher und kognitiver Beeinträchtigungen. Darüber hinaus wächst die Zahl der älteren Menschen schnell, heute haben Senioren einen Anteil von ca. 25% der Gesamtbevölkerung in Europa. Sie werden in den nächsten Jahrzehnten einen immer wichtigeren Einfluss auf unsere Gesellschaft haben. Viele dieser älteren Menschen haben Zugang zu Informationen und Kommunikationstechnologien und machen davon Gebrauch. Insbesondere 98,3% der Personen von 60 bis über 80 Jahren besitzen und benutzen regelmäßig ein TV-Gerät und ein immer größer werdender Teil verwendet ein Mobiltelefon. Daher sind Fernseher, aber auch immer öfter Smart Phones eine sehr gelegene technologische Plattform, um durch maßgeschneiderte Informationen und Kommunikationstechnologie basierte Anwendungen die Lebensqualität älterer Menschen zu verbessern. Diese Verbesserung will ich mit kostengünstiger Standard Technologie erreichen und trotzdem auf die individuellen Bedürfnisse der Anwender eingehen. Um diese Aufgaben zu erfüllen werde ich eine Klein-SPS (LOGO!) verwenden.

In der heutigen Zeit ist Gebäudeautomatisierung ein wichtiges Thema für die Weiterentwicklung moderner Gebäude und Einrichtungen. Gebäudeautomatisierung ermöglicht dem Anwender diverse Endgeräte über verschiedenste zentrale Portale oder Eingabegeräte zu steuern - ohne auf herkömmliche Schalter verzichten zu müssen. Eine interaktive und komfortable Steuerung ist maßgebend für den Erfolg einer solchen Automatisierung am Markt. Zu diesem Zweck entwickeln die Hersteller bereits jetzt entsprechend plattformunabhängige GUIs (“Graphic User Interface”) um dem Trend gerecht zu werden. In dieser Arbeit wird ein Implementierungsbeispiel, welches die Architektur eines KNX (“Konnex Bus”) Netzwerkes mit einbezieht, vorgestellt. Das notwendige Wissen zur Umsetzung eines solchen GUIs wird in den folgenden Kapiteln erläutert, ferner werden verschiedene programmiertechnische Ansätze und Frameworks verglichen. Aus diesen Frameworks wurde zur Umsetzung dieses GUIs “Qt” herangezogen - dieses Framework wird bei den Implementierungsdetails noch genauer erläutert. Zur Verwaltung der Daten aus dem betreffenden KNX Netzwerk werden verschiedene Datenbanken vorgestellt und miteinander verglichen. Anhand dieses Vergleichs wird eine Datenbank mit einem Lösungsansatz präsentiert und näher auf die Datenstruktur des Projektes Bezug genommen. Zum Erreichen einer finalen Zusammenstellung und der Installation des GUIs auf dem Zielsystem wird ein entsprechender Installer vorgestellt.

In der Gebäudeautomatisierung wird versucht, mit intelligenten Geräten, die miteinander über ein Bus System kommunizieren können, das Leben in einem Haus einfacher und effizienter zu gestalten. Das am weitesten verbreitete System ist KNX, das viele Übertragungsmöglichkeiten und eine leichte Integration in ein vorhandenes Stromnetz bietet. Zigbee ist ein drahtloses Kommunikationssystem und eignet sich durch die effizienten und energiesparenden Eigenschaften als hervorragender Bus in der Gebäudeautomatisierung. Die Grundlagen beider Systeme werden kurz zu Beginn näher erläutert. Der Großteil dieser Arbeit befasst sich mit dem Zigbee to KNX Gateway, mit dem KNX und Zigbee zusammengeführt werden. Dabei soll das Gateway die Möglichkeit bieten, mit einem Zigbee Schalter eine KNX Lampe zu steuern. Das heißt z.B. Ein- und Ausschalten, sowie heller und dunkler dimmen der Lampe. Das Gateway teilt sich in drei Teile, dem Zigbee und KNX Netzwerk und der Java Applikation, welche die Schnittstelle zwischen den beiden Netzwerken darstellt. Der Aufbau des Zigbee Netzwerks, dessen Aufgaben und Funktionen, werden durch das AVR RZ Raven Evaluation Kit beschrieben. Als Simulation des KNX Systems in einem Gebäude, dient der KNX Koffer von Siemens, der über TCP/IP angesteuert werden kann. Über das integrierte Tutorial, welches die Inbetriebnahme des Gateways beschreibt, können die Funktionalitäten in der Praxis nachvollzogen werden.

In the automotive branch the demand on comfort and safety increases. These requirements can only be fulfilled if a high amount of time and money is invested in engineering. However the reliability of a technical device can only be achieved if all components of a product are examined sufficiently. Elektrobit, a company whose core competence lies in software development for automotive devices, tries to develop an application which allows to understand complex software systems better and to find an error in a software component much easier. This application collects a lot of data which is not persisted in the current development status. To apply the application in practice it is necessary to connect the application to an efficient and fast database system. This thesis considers the variety of different database systems which are offered on the market and the selection of one database which can fulfill the requirements of the application. Moreover a database pattern is wanted which can insert data in the most efficient way. A test environment whose architecture is described in detail should give some indication about the performance and the read and write speeds of a database. Measurement results of all databases which come into consideration are listed and analysed. The database which convinced in performance and optimal compression of data was chosen to be implemented in the application.

This master’s thesis deals with two possible wireless technologies which may be used in a Smart Home. Both the open ZigBee standard and the proprietary EnOcean standard are specifying a wireless sensor network (WSN) and both are described in detail in the first chapters. It follows the comparison of both technologies, where it comes out that ZigBee's advantages are its security functions while EnOcean's big advantage is its Energy Harvesting technology. With this technology energy is supplied by generating it from the environment, e.g. by pressure, temperature difference, solar energy, etc. The practical part of the thesis comprises the construction of a wireless sensor network with EnOcean technology, as part of a smart home project. The thesis includes descriptions of the hardware configuration, of the hardware itself, and of the software configurations.

This master thesis investigates the interoperability of ANT and KNX. ANT is a low power wireless networking technology targeted for embedded systems. KNX is a world wide standard for home and building control. Although the KNX standard already implements a wide range of application elds and further additional implementations, ANT is an useful enhancement for KNX. This thesis handles the interoperability of ANT and KNX, starting with a closer look at the hardware, examining the firm- and middleware, and in a final step analysing the application level. Since ANT is a wireless technology, this thesis pays special attention to KNX-RF (KNX Radio Frequency), the default radio communication media for KNX. The main focus of this work is not only a theoretical and informal investigation, but a pragmatic realisation of an ANT/KNX gateway. This practical approach allows a structured, step-by-step documentation and reasonable realisation. The result of this thesis is a generic and open source framework for the junction of ANT and KNX, considering KNX-RF. All components will be described entirely and the source code will be provided in full detail.

Die Welt im 21. Jahrhundert ist hoch technologisiert und oft bestimmen neue Entwicklungen unseren Alltag. Der Bereich der Energieverbrauchsmessung hingegen sieht allerdings noch völlig anders aus. Hier kommen veraltete Technologien zum Einsatz, welche aber in naher Zukunft ersetzt werden. Smart Meter sind elektronische Zähler mit zusätzlicher Funktionalität. Eingesetzt werden diese Geräte für die Verbrauchsmessung von Strom, Wasser, Gas und Heizkosten. Für die Umsetzung der Installation von Smart Meter sind die Richtlinien der Europäischen Union sowie die nationalen Gesetze der Mitgliedsländer der Europäischen Union heranzuziehen. Ein weiter wichtiger Punkt ist die Kommunikation mit dem Smart Meter. Der intelligente Zähler ist an das Netz des Energieversorgers für die Verbraucherfassung angebunden. Es ist jedoch auch möglich den Smart Meter mit diversen Energiemanagementsystemen zu verbinden. Diese Masterarbeit ist in der Zusammenarbeit mit dem Unternehmen ennovatis Energiemanagement-Systeme GmbH entstanden. Die Aufgabenstellung war es, eine Smartphone Anwendung für das Energiemanagementsystem des Unternehmens, die Smartbox, zu entwickeln. Bevor die Anwendung geschrieben werden kann, muss jedoch die Kommunikation mit der Smartbox sichergestellt sein sowie die an das Energiemanagementsystem angebundenen Sensoren und Bussysteme eingerichtet sein. Am Anfang der Arbeit wird ein Vergleich zwischen herkömmlichen Energieverbrauchszählern und Smart Metern gemacht. Der nächste Abschnitt geht auf die rechtlichen Vorschriften der Europäischen Union und deren Mitgliedsländern ein. Als nächstes zeigt diese Arbeit die Kommunikation mit dem Smart Meter und wie Energieversorger und Verbraucher in den Kommunikationsprozess eingebunden sind. In Kapitel 5 ist der Aufbau der Kommunikation mit der Smartbox beschrieben. Die Smartbox war während der Arbeit an diesem Projekt im Gebäude der Fachhochschule Technikum Wien installiert. Die Anforderungen an die Netzwerk-Infrastruktur im Bezug auf Sicherheit und Zuverlässigkeit sind an Fachhochschule äußerst hoch. Es musste daher eine Lösung gefunden werden, wie die Smartbox ihre Daten an das Smartphone weiterleitet. Ein weiterer wichtiger Punkt sind die an die Smartbox angebundenen Sensoren und Bussysteme. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird mit diversen Beispielen gezeigt, welche Sensoren und Bussysteme mit dem Energiemanagementsystem verbunden werden können.

EnOcean technology is a micro energy-harvesting, wireless technology with a flexible and expansible equipment profile policy. EnOcean wireless modules can operate without batteries because they gather enough energy from their surroundings to exchange radio messages. KNX is the worldwide standard of home and building control, covering all kinds of applications. KNX—without additional equipment—allows for interworking among products from different manufacturers or from various fields of application. In terms of building application, using wireless modules instead of wired ones may raise the initial cost for the building control. However, various self-powered and wireless sensors can simplify the plan for the automated building control, lower the power-consumption, and even make the relocation of sensors or switches easier in the long run. Thus, coupling EnOcean modules with KNX in the same building with a gateway is a reasonable strategy for better home and building control automation as well as economic efficiency. This thesis proposes a gateway network concept for internetworking of EnOcean and KNX into a combined system capable of detection, management, and coupling multiple sensor and actuator nodes. The gateway network is comprised of nodes coupled into single entities. This technique will be referred to as "node pairing." Through node pairing, the gateway effectively manages the coupled nodes in the gateway network regardless of how many EnOcean and KNX nodes are used. "EnNX" is the EnOcean-KNX intercommunication software gateway based on the node pairing technique. It was implemented using Java programming language, Calimero API, and RXTX serial communication libraries. In order to confirm the validity of the original concept, several tests were conducted by using the EnOcean EDK 300, EnOcean wireless modules, Siemens GAMMA Training Kit, and the "EnNX" gateway. The testing results showed that the various EnOcean wireless modules were successfully able to interwork with their KNX counterparts.

In der heutigen Zeit wird das Verlangen nach Automation immer stärker. Alles soll so einfach wie möglich oder am Besten vollautomatisch funktionieren. Dieses Verlangen macht natürlich vor den Haushalten und Firmen keinen Halt. KNX ist der weltweit einzige offene Standard für alle Anwendungen im Bereich Haus- und Gebäudetechnik, welcher all diesen Wünschen gerecht wird. Von der Beleuchtungs- und Rollladensteuerung bis hin zu Sicherheitssystemen, Heizung, Lüftung, Kühlung, Überwachung, Alarm, Wasserregelung, Energiemanagement und Zähler wie auch Haushaltsgeräten, Audio/Video und mehr. Um nun perfekt mit solch zukunftsweisenden Gebäudesystemtechnikern arbeiten zu können, ist ein fortwährendes Training unerlässlich. Zu diesem Zweck ist der Gamma Trainingskoffer von Siemens das ideale Übungsobjekt. Aber nicht nur hardwareseitig ist eine ausgefeilte Übungsplattform von hoher Wichtigkeit. Hierfür hat die Technische Universität Wien eine Java Library namens Calimero - KNXnet/IP entwickelt. KNXnet/IP ermöglicht eine Kommunikation mit einer bestehenden KNX/EIB Installation durch Tunneln über IP Netzwerke. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Implementierung eines KNXnet/IP Servers. Dieser KNXnet/IP Server soll sich mit einem Siemens GTK verbinden, Anfragen von KNXnet/IP Clients visualisieren und an den Siemens GTK weiterleiten. Zu diesem Zweck soll eine Java Library, aufbauend auf der Calimero Library, entwickelt werden. Die Implementation stellt somit ein Zwischenstück ( Gateway / Monitor ) zwischen dem Interakteuren und dem GTK dar.

Der Siemens Gamma Trainings Koffer, kurz GTK, ist in vielen Bereichen der technischen Ausbildung bereits nicht mehr weg zu denken. Er bietet die Möglichkeit sich mit der KNXnet/IP Welt vertraut zu machen. Da KNX/EIB für mittlerweile alle Anwendungen im Bereich Haus- und Gebäudetechnik verwendbar ist, wird dies mittlerweile auf vielen technischen Hochschulen und Universitäten in den Standardstoff aufgenommen. Leider ist der Siemens GTK als Ausbildungsmaterial noch immer äußerst teuer in der Anschaffung, dies führt in den meisten Fällen zu einem Engpass an verfügbaren Geräten. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Implementierung eines GTK Simulationssystems. Mit diesem soll dem Engpass an den spärlich verfügbaren Geräten entgegen gewirkt werden. Die entwickelte Softwareanwendung trägt den Namen Porta. Sie ist in der Lage mittels des Porta KNXnet/IP Servers ein Gateway zwischen beliebigen KNXnet/IP Clients und dem Siemens GTK herstellen. Außerdem ist es möglich alle Anfragen an den GTK grafisch zu visualisieren. Dies wurde mittels der Porta KNXnet/IP GUI realisiert, welche sich mit dem KNXnet/IP Server verbinden kann.

Eines der Ziele dieser Arbeit soll es sein, die Möglichkeiten moderner Smartphone- Software in Kombination mit KFZ Elektronik aufzuzeigen und weiters eine auf Android basierende Applikation, die mittels des "On-Board-Diagnose"-System auf Fahrzeugdaten zugreift und sie dem Nutzer zur Verfügung stellt, zu entwickeln. Infotainment ist auch heute noch, abgesehen von Premium Modellen, ein eher selten anzutreffendes Feature in PKWs. Selbst teure Ausstattung-Pakete bieten oftmals nicht die Vielseitigkeit moderner Smartphones. Diverse Soft- und Hardware von Drittanbietern versucht exakt diese Nische zu besetzen und erlaubt es Programmierern mittels einfach zu verwendender Schnittstellen von Android oder iOS diverse Sensordaten abzufragen. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Applikation wird versuchen geneigten Nutzern folgende Vorteile zu bieten: Vollständige Verfügbarkeit der Quellen als Open Source Einfache Modifizierbarkeit (nur native Android/Java Bibliotheken, einfache Wiederverwertbarkeit des Codes) Detaillierte Dokumentation Geplanter Support mittels „Google Project Hosting“ Der erste Teil dieser Arbeit soll einen kurzen Überblick über Android OS und die dahinterliegende Softwarearchitektur bieten. Weiters werden die Bus-Systeme aktueller Fahrzeugmodelle wie „CAN-BUS“, „LIN-BUS“ und „Flexray“ und deren Topologie näher beleuchtet, Vor- und Nachteile besprochen. Das abschließende Kapitel des ersten Teils beschäftigt sich mit dem OBD2 Standard, dessen Implementation, Funktionalität und der Kommunikation zwischen den Sensoren und den Steuergeräten. Der zweite Teil beschäftigt sich hauptsächlich mit der Implementation der Android Applikation, wie die einzelnen Klassen miteinander interagieren. Dies wird mithilfe der UML, „Unified Modelling Language“ dargestellt. Darüber hinaus wird der Ablauf der Kommunikation zwischen dem OBD-Dongle (Wlan Version) und der Applikation beschrieben. Abschließend werden die wichtigsten verwendeten Hard- und Software-Tools vorgestellt und eine kritische Betrachtung der Smartphone Entwicklung bildet den Schluss.