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Institute
- Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V) (416)
- Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik (E+I) (bis 03/2019) (381)
- Fakultät Medien und Informationswesen (M+I) (bis 21.04.2021) (296)
- Fakultät Elektrotechnik, Medizintechnik und Informatik (EMI) (ab 04/2019) (251)
- Fakultät Wirtschaft (W) (173)
- INES - Institut für nachhaltige Energiesysteme (113)
- Fakultät Medien (M) (ab 22.04.2021) (78)
- Zentrale Einrichtungen (72)
- IMLA - Institute for Machine Learning and Analytics (56)
- ivESK - Institut für verlässliche Embedded Systems und Kommunikationselektronik (41)
Open Access
- Open Access (1694) (remove)
Den Hauptbestandteil des Operationssystems stellt der Zugriff auf SD-Karten mit dem Dateisystem FAT16 von Microsoft dar. Für die Bedienung wurde ein Kommandozeileninterpreter implementiert. Als Ein- und Ausgabegerät dient ein PC mit einem speziellen Terminalprogramm, welcher über USB mit dem Emulationsboard des SIRIUS Softcores verbunden ist. Das System wird über die Eingabe von Befehlen am Terminal gesteuert.
Der SIRIUS Softcore kann nur vom Flash des Emulationsboards booten. Da das Betriebssystem selbst jedoch auf der SD-Karte gespeichert werden soll, ist ein Basis-Betriebssystem erforderlich, welches im Flash abgelegt ist. Das Basis-Betriebssystem lädt gleich nach dem Start das eigentliche Betriebssystem von der SD-Karte. Falls jedoch keine SD-Karte gesteckt ist, ermöglicht das Basis-Betriebssystem mit einem Kommandozeileninterpreter einige Grundfunktionen.
Der Cache-Speicher für den Softprozessor SIRIUS ist ein 4-fach assoziativer Cache-Speicher, der mit einem DDR-Interface auf einen externen Speicher zugreifen kann. Er verwaltet und beschleunigt Zugriffe vom Prozessor auf diesen Speicher. Der Cache-Speicher arbeitet intern mit 32 Bit und der doppelten Prozessortaktfrequenz und ermöglicht Systeme mit größeren Speicheranforderungen ohne signifikante Performanceverluste. Der Cache-Speicher wurde mit der Hardwarebeschreibungssprache VHDL erstellt und mit dem bestehenden Mikrocontrollersystem verbunden.
Das Gesamtsystem wurde zunächst simuliert und anschließend mit dem Cyclone III FPGA Starter Kit von Altera, welches ein 32 MB DDR-RAM-Modul zur Verfügung stellt, durch Ausführen eines Testprogramms erfolgreich verifiziert. Für den kompletten Cache-Speicher werden inklusive der Pins für den externen Oszillator und des Reset-Tasters 3805 Logik-Zellen, 27 M9K-Blöcke, 44 Pins und eine PLL benötigt.
Die drei großen Hersteller von Cochlea-Implantat (CI)-Systemen ermöglichen es klinischen Audiologen, die Mikrofoneigenschaften der meisten CI-Sprachprozessoren zu prüfen. Dazu können bei diesen Sprachprozessoren Monitorkopfhörer angeschlossen und das/die Mikrofon(e) inklusive eines Teils der Signalvorverarbeitung abgehört werden. Präzise Angaben dazu, mit welchen Stimuli, bei welchem Pegel und nach welchem Kriterium diese Prüfung stattfinden soll, machen die CI-Hersteller nicht. Auf Basis dieser Prüfung soll der Audiologe dann über die Funktion der Mikrofone und damit darüber entscheiden, ob der betreffende Sprachprozessor an den Hersteller eingeschickt wird oder nicht.
Zur Objektivierung der CI-Sprachprozessor-Mikrofon-Prüfung haben wir eine Testbox entwickelt, mit der alle abhörbaren aktuellen CI-Sprachprozessoren der drei großen Hersteller geprüft werden können. Die Box wurde im 3D-Druck-Verfahren hergestellt. Der zu prüfende Sprachprozessor wird in die Messbox eingehängt und über einen darin verbauten Lautsprecher mit definierten Prüfsignalen (Sinustöne unterschiedlicher Frequenz) beschallt. Das Mikrofonsignal wird über das Kabel der Monitorkopfhörer herausgeführt und mit einer Shifting- and Scaling-Schaltung in einen Spannungsbereich transformiert, der für die AD-Wandlung mit einem Mikrokontroller (ATmega1280 verbaut auf einem Arduino Mega) geeignet ist. Derselbe Mikrokontroller übernimmt über einen eigens gebauten DA-Wandler die Ausgabe der Sinustöne über den Lautsprecher. Signalaufnahme und –wiedergabe erfolgen mit jeweils 38,5 kHz Samplingrate. Der für jede Frequenz über mehrere Perioden des Prüfsignals ermittelte Effektivwert wird mit dem Effektivwert, der mit einem neuwertigen Referenzprozessor für diese Frequenz gemessen wurde, verglichen. Die Messergebnisse werden graphisch auf einem Display ausgegeben.
Derzeit läuft eine erste Datenerhebung mit in der Klinik subjektiv auffällig gewordenen CI-Sprachprozessoren, die anschließend in der Messbox untersucht werden. So sollen realistische Schwellen für kritische Abweichungen von den Referenz-Effektivwerten ermittelt werden. Im weiteren Verlauf sollen dann Hit und False Alarm-Raten der subjektiven Prüfung bestimmt werden.
Die Hersteller von Cochlea-Implantat (CI)-Systemen sehen für klinische Audiologen die Möglichkeit vor, die Mikrofonleistung der meisten aktuellen CI-Sprachprozessoren mittels anschließbarer Monitorkopfhörer zu prüfen. Nähere Angaben dazu, nach welchem Prozedere diese Prüfung stattfinden soll, z. B. welche Stimuli mit welchen Pegeln verwendet werden sollen, sind nach Wissen der Autoren seitens der CI-Hersteller nicht verfügbar. Auf der Basis dieser subjektiven Prüfung entscheidet dann der Audiologe, ob der betreffende Sprachprozessor an den Hersteller eingeschickt wird oder nicht. Wir haben eine Messbox entwickelt, mit der die Mikrofonleistung aller abhörbaren CI-Sprachprozessoren der Hersteller Advanced Bionics, Cochlear und MED-EL objektiv geprüft werden kann. Die Box wurde im 3-D-Druckverfahren hergestellt. Der zu prüfende Sprachprozessor wird in die Messbox eingehängt und über einen verbauten Lautsprecher mit definierten Prüfsignalen (Sinustönen unterschiedlicher Frequenz) beschallt. Das Signal des Mikronfons bzw. der Mikrofone wird über das in der Audio-/Abhörbuchse des Prozessors eingesteckte Kabel der Monitorkopfhörer herausgeführt und mit einer Shifting and Scaling-Schaltung in einen Spannungsbereich transformiert, der für die A/D-Wandlung mit einem Mikrokontroller (ATmega1280 verbaut auf einem Arduino Mega) geeignet ist. Derselbe Mikrokontroller übernimmt über einen eigens gebauten D/AWandler die Ausgabe der Prüfsignale über den Lautsprecher. Signalaufnahme und –wiedergabe erfolgt jeweils mit einer Samplingrate von 38,5 kHz. Der frequenzspezifische Effektivwert des abgegriffenen Mikrofonsignals wird mit einem Referenzwert verglichen. Die (frequenzspezifischen) Referenzwerte wurden mit einem neuwertigen Sprachprozessor gleichen Typs ermittelt und im Speicher des Mikrokontrollers abgelegt. Das Ergebnis wird nach Abschluss der Messung grafisch auf einem Touchscreen ausgegeben. Derzeit läuft eine erste Datenerhebung mit in der Klinik subjektiv auffällig gewordenen CI-Sprachprozessoren, die anschließend in der Messbox untersucht werden. Längerfristiges Ziel ist es, die hit und false alarm Raten der subjektiven Prüfung zu ermitteln.
In bimodal cochlear implant (CI) / hearing aid (HA) users a constant interaural time delay in the order of several milliseconds occurs due to differences in signal processing of the devices. For MED-EL CI systems in combination with different HA types, we have quantified the respective device delay mismatch (Zirn et al. 2015). In the current study, we investigate the effect of the device delay mismatch in simulated and actual bimodal listeners on sound localization accuracy.
To deal with the device delay mismatch in actual bimodal listeners we delayed the CI stimulation according to the measured HA processing delay and two other values. With all delay values highly significant improvements of the rms error in the localization task were observed compared to the test without the delay. The results help to narrow down the optimal patient-specific delay value.
Zeitliche Anpassung führt zu verbesserter Schalllokalisation bei bimodal versorgten CI-/HG-Trägern
(2021)
Bei bimodal versorgten Cochlea-Implantaten (CI) / Hörgerät (HG)-Trägern entsteht durch die unterschiedliche Signalverarbeitung der Geräte eine konstante interaurale Zeitverzögerung in der Größenordnung von mehreren Millisekunden. Für MED-EL CI-Systeme in Kombination mit verschiedenen HG-Typen haben wir den jeweiligen Device-Delay-Mismatch quantifiziert. In der aktuellen Studie untersuchen wir den Einfluss der Device-Delay-Mismatch bei simulierten und tatsächlichen bimodalen Hörern auf die Genauigkeit der Schalllokalisation.
Um den Device-Delay-Mismatch bei bimodal versorgten Patienten zu verringern, haben wir die CI-Stimulation um die gemessene HG-Signallaufzeit und zwei weitere Werte verzögert. Nach einer Angewöhnungsphase war der effektive Winkelfehler bei Verzögerung um die HG-Signallaufzeit hochsignifikant reduziert im Vergleich zu der Testkondition ohne CI-Verzögerung (mittlere Verbesserung: 11 % ; p < .01, Wilcoxon Signed Rank Test). Aber auch mit den beiden weiteren Verzögerungswerten wurden Verbesserungen erreicht. Anhand der Ergebnisse lässt sich der optimale patientenspezifische Verzögerungswert näher eingrenzen.
The ability to detect a target signal masked by noise is improved in normal-hearing listeners when interaural phase differences (IPDs) between the ear signals exist either in the masker or in the signal. To improve binaural hearing in bilaterally implanted cochlear implant (BiCI) users, a coding strategy providing the best possible access to IPDs is highly desirable. Outcomes of a previous study (Zirn, Arndt et al. 2016) revealed that a subset of BiCI users showed improved IPD detection thresholds with the fine structure processing strategy FS4 compared to the constant rate strategy HDCIS using narrowband stimuli. In contrast, little differences between the coding strategies were found for broadband stimuli with regard to binaural speech intelligibility level differences (BILD) as an estimate of binaural unmasking. Compared to normalhearing listeners (7.5 ± 1.2 dB) BILD were small in BiCI users (around 0.5 dB with both coding strategies).
In the present work, we investigated the influence of binaural fitting parameters on BILD. In our cohort of BiCI users many were implanted with electrode arrays differing in length left versus right. Because this length difference typically corresponded to the distance of two electrode contacts the first modification of bilateral fitting was a tonotopic adjustment by deactivation of the most apical electrode contact on the side with the deeper inserted array (tonotopic approach).
The second modification was the isolation of the residual, most apical electrode contacts by deactivation of the basally adjacent electrode contact on each side (tonotopic sparse approach). Applying these modifications, BILD improved by up to 1.5 dB.
The ability to detect a signal masked by noise is improved in normal-hearing (NH) listeners when interaural phase differences (IPD) between the ear signals exist either in the masker or the signal. We determined the impact of different coding strategies in bilaterally implanted cochlear implant (BiCI) users with and without fine-structure coding (FSC) on masking level differences. First, binaural intelligibility level differences (BILD) were determined in NH listeners and BiCI users using their clinical speech processors. NH subjects (n=8) showed a significant mean BILD of 7.5 dB. In contrast, BiCI users (n=9) without FSC as well as with FSC revealed a barely significant mean BILD (0.4 dB respectively 0.6 dB). Second, IPD thresholds were measured in BiCI users using either their speech processors with FS4 or direct stimulation with FSC. With the latter approach, synchronized stimulation providing an interaural accuracy of stimulation timing of 1.67 µs was realized on pitch matched electrode pairs. The resulting individual IPD threshold was lower in most of the subjects with direct stimulation than with their speech processors. These outcomes indicate that some BiCI users can benefit from increased temporal precision of interaural FSC and adjusted interaural frequency-place mapping presumably resulting in improved BILD.
Das normalhörende auditorische System ist in der Lage, interaurale Zeit- bzw. Phasendifferenzen zur verbesserten Signaldetektion im Störgeräusch zu nutzen. Dieses Phänomen wird häufig als binaurale Entmaskierung bezeichnet und ist sowohl bei einfachen Signalen wie Sinustönen, als auch bei Sprachsignalen im Störgeräusch wirksam. Vorangegangene Studien haben gezeigt, dass binaurale Entmaskierung eingeschränkt auch bei bilateralen CI-Trägern beobachtbar ist (Zirn et al., 2016).
Aktuelle Ergebnisse zeigen, dass die binaurale Entmaskierung sensitiv gegenüber der bilateralen CI-Anpassung ist. So lässt sich der Effekt durch tonotopen Abgleich und Herausstellen eines apikalen Feinstrukturkanals modulieren. Steigerungen der binauralen Entmaskierung um bis zu 1,5 dB sind auf diese Weise gegenüber der konventionellen CI-Anpassung möglich. Allerdings variiert der Einfluss der CI-Anpassung interindividuell erheblich.
The ability to detect a target signal masked by noise is improved in normal-hearing listeners when interaural phase differences (IPDs) between the ear signals exist either in the masker or in the signal. To improve binaural hearing in bilaterally implanted cochlear implant (BiCI) users, a coding strategy providing the best possible access to IPD is highly desirable. In this study, we compared two coding strategies in BiCI users provided with CI systems from MED-EL (Innsbruck, Austria). The CI systems were bilaterally programmed either with the fine structure processing strategy FS4 or with the constant rate strategy high definition continuous interleaved sampling (HDCIS). Familiarization periods between 6 and 12 weeks were considered. The effect of IPD was measured in two types of experiments: (a) IPD detection thresholds with tonal signals addressing mainly one apical interaural electrode pair and (b) with speech in noise in terms of binaural speech intelligibility level differences (BILD) addressing multiple electrodes bilaterally. The results in (a) showed improved IPD detection thresholds with FS4 compared with HDCIS in four out of the seven BiCI users. In contrast, 12 BiCI users in (b) showed similar BILD with FS4 (0.6 ± 1.9 dB) and HDCIS (0.5 ± 2.0 dB). However, no correlation between results in (a) and (b) both obtained with FS4 was found. In conclusion, the degree of IPD sensitivity determined on an apical interaural electrode pair was not an indicator for BILD based on bilateral multielectrode stimulation.
BiCI users’ sensitivity to interaural phase differences for single- and multi-channel stimulation
(2016)
In users of a cochlear implant (CI) together with a contralateral hearing aid (HA), so-called bimodal listeners, differences in processing latencies between digital HA and CI up to 9 ms constantly superimpose interaural time differences. In the present study, the effect of this device delay mismatch on sound localization accuracy was investigated. For this purpose, localization accuracy in the frontal horizontal plane was measured with the original and minimized device delay mismatch. The reduction was achieved by delaying the CI stimulation according to the delay of the individually worn HA. For this, a portable, programmable, battery-powered delay line based on a ring buffer running on a microcontroller was designed and assembled. After an acclimatization period to the delayed CI stimulation of 1 hr, the nine bimodal study participants showed a highly significant improvement in localization accuracy of 11.6% compared with the everyday situation without the delay line (p < .01). Concluding, delaying CI stimulation to minimize the device delay mismatch seems to be a promising method to increase sound localization accuracy in bimodal listeners.
Für die Implementation in ASIC's wurde ein kompakter Mikroprozessor-Kernel als Standardzellen-Makro entworfen. Durch konsequenten Einsatz von Hochsprachen und CAE-Werkzeugen (VHDL, Synthese) konnte ein vollständiges Design in nur vier Monaten durchgeführt werden. Der Prozessor wird in einem Testchip erprobt.
Die Virtual Reality (VR) ist eine spannende technische Lösung, um virtuelle Welten zu erschaffen. Die dabei simulierten Immersionen faszinieren die Menschen im privaten Leben, in der Forschung und in der Wirtschaft gleichermaßen. Im monatlichen Zyklus präsentieren namhafte Hersteller neue VR‐Geräte und Softwarelösungen, um die virtuelle Welt noch flüssiger und noch hochauflösender darzustellen. Die Einsatzgebiete hierbei zeigen sich unendlich vielseitig und verteilen sich unter anderem auf den privaten Medienkonsum, die innovative Gaming‐Branche und auf unternehmerische Anwendungsmöglichkeiten. Virtuelle Rundgänge durch Hallen und Betriebe schaffen dem Verkäufer und dem Kunden die Möglichkeit, Produkte schon vor ihrer Fertigstellung gemeinsam als visuelles Objekt im Raum zu betrachten. Die Gestaltung virtueller Erlebnistouren oder Rundgänge durch das geplante Eigenheim sind schon seit ein paar Jahren fester Bestandteil in der Marketingkommunikation.
This paper presents a streaming-based E-Learning environment where closer integration between learning and work is achieved by integrating multimedia services into manufacturing processes. It contains a comprehensive and detailed explanation of the proposed E-Learning streaming framework, especially the adaption of streaming services to mobile environments. We first analyze several scenarios where E-Learning streaming services can be integrated into manufacturing processes. To allow systematic and tailor-made integration, we develop a model and a specification language for E-Learning streaming services and apply the model using practical scenarios from real manufacturing processes. Adaption of multimedia streaming services to mobile devices is discussed based on Synchronized Multimedia Integration Language (SMIL). Last, we comment on the benefits of using E-Learning streaming services as part of manufacturing processes and analyze the acceptance of the developed system. The key components of our E-Learning environment are 1) an xml based streaming service specification language, 2) adaption of multimedia E-Learning services to mobile environments, and 3) Web Services for searching, registration, and creation of E-Learning streaming services.
The main advantage of mobile context-aware applications is to provide effective and tailored services by considering the environmental context, such as location, time, nearby objects and other data, and adapting their functionality according to the changing situations in the context information without explicit user interaction. The idea behind Location-Based Services (LBS) and Object-Based Services (OBS) is to offer fully-customizable services for user needs according to the location or the objects in a mobile user's vicinity. However, developing mobile context-aware software applications is considered as one of the most challenging application domains due to the built-in sensors as part of a mobile device. Visual Programming Languages (VPL) and hybrid visual programming languages are considered to be innovative approaches to address the inherent complexity of developing programs. The key contribution of our new development approach for location and object-based mobile applications is a use case driven development approach based on use case templates and visual code templates to enable even programming beginners to create context-aware mobile applications. An example of the use of the development approach is presented and open research challenges and perspectives for further development of our approach are formulated.
Sensors and actuators enable creation of context-aware applications in which applications can discover and take advantage of contextual information, such as user location, nearby people and objects. In this work, we use a general context definition, which can be applied to various devices, e.g., robots and mobile devices. Developing context-based software applications is considered as one of the most challenging application domains due to the sensors and actuators as part of a device. We introduce a new development approach for context-based applications by using use-case descriptions and Visual Programming Languages (VPL). The introduction of web-based VPLs, such as Scratch and Snap, has reinvigorated the usefulness of VPLs. We provide an in-depth discussion of our new VPL based method, a step by step development process to enable development of context-based applications. Two case studies illustrate how to apply our approach to different problem domains: Context-based mobile apps and context-based humanoid robot applications.
Modern society is more than ever striving for digital connectivity -- everywhere and at any time, giving rise to megatrends such as the Internet of Things (IoT). Already today, 'things' communicate and interact autonomously with each other and are managed in networks. In the future, people, data, and things will be interlinked, which is also referred to as the Internet of Everything (IoE). Billions of devices will be ubiquitously present in our everyday environment and are being connected over the Internet.
As an emerging technology, printed electronics (PE) is a key enabler for the IoE offering novel device types with free form factors, new materials, and a wide range of substrates that can be flexible, transparent, as well as biodegradable. Furthermore, PE enables new degrees of freedom in circuit customizability, cost-efficiency as well as large-area fabrication at the point of use.
These unique features of PE complement conventional silicon-based technologies. Additive manufacturing processes enable the realization of many envisioned applications such as smart objects, flexible displays, wearables in health care, green electronics, to name but a few.
From the perspective of the IoE, interconnecting billions of heterogeneous devices and systems is one of the major challenges to be solved. Complex high-performance devices interact with highly specialized lightweight electronic devices, such as e.g. smartphones and smart sensors. Data is often measured, stored, and shared continuously with neighboring devices or in the cloud. Thereby, the abundance of data being collected and processed raises privacy and security concerns.
Conventional cryptographic operations are typically based on deterministic algorithms requiring high circuit and system complexity, which makes them unsuitable for lightweight devices.
Many applications do exist, where strong cryptographic operations are not required, such as e.g. in device identification and authentication. Thereby, the security level mainly depends on the quality of the entropy source and the trustworthiness of the derived keys. Statistical properties such as the uniqueness of the keys are of great importance to precisely distinguish between single entities.
In the past decades, hardware-intrinsic security, particularly physically unclonable functions (PUFs), gained a lot of attraction to provide security features for IoT devices. PUFs use their inherent variations to derive device-specific unique identifiers, comparable to fingerprints in biometry.
The potentials of this technology include the use of a true source of randomness, on demand key derivation, as well as inherent key storage.
Combining these potentials with the unique features of PE technology opens up new opportunities to bring security to lightweight electronic devices and systems. Although PE is still far from being matured and from being as reliable as silicon technology, in this thesis we show that PE-based PUFs are promising candidates to provide key derivation suitable for device identification in the IoE.
Thereby, this thesis is primarily concerned with the development, investigation, and assessment of PE-based PUFs to provide security functionalities to resource constrained printed devices and systems.
As a first contribution of this thesis, we introduce the scalable PE-based Differential Circuit PUF (DiffC-PUF) design to provide secure keys to be used in security applications for resource constrained printed devices. The DiffC-PUF is designed as a hybrid system architecture incorporating silicon-based and inkjet-printed components. We develop an embedded PUF platform to enable large-scale characterization of silicon and printed PUF cores.
In the second contribution of this thesis, we fabricate silicon PUF cores based on discrete components and perform statistical tests under realistic operating conditions. A comprehensive experimental analysis on the PUF security metrics is carried out. The results show that the silicon-based DiffC-PUF exhibits nearly ideal values for the uniqueness and reliability metrics. Furthermore, the identification capabilities of the DiffC-PUF are investigated and it is shown that additional post-processing can further improve the quality of the identification system.
In the third contribution of this thesis, we firstly introduce an evaluation workflow to simulate PE-based DiffC-PUFs, also called hybrid PUFs. Hereof, we introduce a Python-based simulation environment to investigate the characteristics and variations of printed PUF cores based on Monte Carlo (MC) simulations. The simulation results show, that the security metrics to be expected from the fabricated devices are close to ideal at the best operating point.
Secondly, we employ fabricated printed PUF cores for statistical tests under varying operating conditions including variations in ambient temperature, relative humidity, and supply voltage. The evaluations of the uniqueness, bit aliasing, and uniformity metrics are in good agreement with the simulation results. The experimentally determined mean reliability value is relatively low, which can be explained by the missing passivation and encapsulation of the printed transistors. The investigation of the identification capabilities based on the raw PUF responses shows that the pure hybrid PUF is not suitable for cryptographic applications, but qualifies for device identification tasks.
The final contribution is to switch to the perspective of an attacker. To judge on the security capabilities of the hybrid PUF, a comprehensive security analysis in the manner of a cryptanalysis is performed. The analysis of the entropy of the hybrid PUF shows that its vulnerability against model-based attacks mainly depends on the selected challenge building method. Furthermore, an attack methodology is introduced to assess the performances of different mathematical cloning attacks on the basis of eavesdropped challenge-response pairs (CRPs). To clone the hybrid PUF, a sorting algorithm is introduced and compared with commonly used supervised machine learning (ML) classifiers including logistic regression (LR), random forest (RF), as well as multi-layer perceptron (MLP).
The results show that the hybrid PUF is vulnerable against model-based attacks. The sorting algorithm benefits from shorter training times compared to the ML algorithms. If the eavesdropped CRPs are erroneous, the ML algorithms outperform the sorting algorithm.
Diese Bachelor Thesis behandelt das Thema MQTT 5, ein Anwendungsprotokoll im Internet der Dinge, das im Januar 2018 veröffentlicht wurde. MQTT 5 dient zur Kommunikation zwischen Geräten die mit dem Internet verbunden sind.
Innerhalb dieser Thesis werden die Neuerungen und Verbesserungen von MQTT 5 beschrieben.
Es wird untersucht, welche Mikrocontroller, SoC-Computer, Programmier-Frameworks und lattformdienste MQTT 5 unterstützen.
Anschließend wird die Entwicklung eines Smarthome-Szenarios beschrieben, das im "Interaktive Verteilte Systeme Labor" an der Hochschule Offenburg zur Anwendung kommt.
Um die Umgebung während der Durchführung von Laborversuchen zu verbessern,werden die Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftqualität, Lautstärke und Lichtstärke im Labor gemessen.
Diese Werte werden anhand von Lichtern, die ihre Farbe ändern und einer Steckdose, die sich je ach Wert ein- und ausschaltet, visualisiert.
Vertriebspolitik hat in den letzten Jahren, verstärkt etwa durch Trends zur Optimierung logistischer Ketten, aber auch zum Online-Handel, als Marketing-Instrument enorm an Bedeutung gewonnen. Gleichzeitig und fast in gleichem Maße wuchs aber auch die Anzahl diesbezüglicher rechtlicher Regulierungen zu den vertrieblichen Aktivitäten von Unternehmen kontinuierlich an. Die nachstehende Übersicht zeigt beispielhaft die Vielfalt an zu beachtenden Regelungen auf. Um eine effizient begründete und so durchaus zwingend notwendige Reduktion der Komplexität derart umfassender Regelwerke zu erreichen, die davon betroffenen Funktions- und Entscheidungsträger eines Unternehmens also „den Wald vor lauter Bäumen“ noch erkennen zu lassen, vor allem aber um diese wirkungsvoll zu unterstützen, lehnt sich das vorliegende Arbeitspapier bei der Vor- und Darstellung der betreffenden Rechtsnormen an die, in der Betriebswirtschaftslehre, speziell im Marketing, üblichen Strukturen der vertriebspolitischen Aktivitäten eines Unternehmens an. Dementsprechend wird der Rechtsrahmen der Vertriebspolitik nach Rechtsnormen, die zum einen die akquisitorische, zum anderen die logistische Distribution betreffen, gegliedert. Weiterhin wird bei der akquisitorischen Distribution unterschieden in direkten und indirekten Vertrieb mit einer weiteren Unterteilung des indirekten Vertriebes nach Absatzmittlern und Absatzhelfern. Ein derartiger Aufbau vermag die Behandlung der zumeist komplizierten juristischen Sachverhalte zu einem durchaus nicht nur praxisrelevanten, sondern auch praxisgeeigneten Forschungsbeitrag werden zu lassen.
Ziel des vorliegenden Leitfadens für den Mittelstand ist es, zu einer Lösung der im Spannungsfeld zwischen Marketing und Recht zu bewältigenden Aufgaben, die von vielen heute als die wichtigsten der Unternehmensführung überhaupt angesehen werden, beizutragen. In diesem Sinne liefert der Leitfaden Ihnen einen umfassenden Überblick über den, das Marketing beeinflussenden Rechtsrahmen und zeigt gleichzeitig Gestaltungsoptionen eines präaktiven Handelns auf. Der Leitfaden lehnt sich, dieses Ziel unterstützend, dem klassischen Kanon der Marketinginstrumente an.
Ziel dieses Ratgebers ist es, die für Unternehmensgründer relevanten juristischen Aspekte aufzuzeigen und diese hierfür zu sensibilisieren. Während Ratgeber zur Ideengewinnung, zur Vermarktung oder auch zu Finanzierungsfragen relativ häufig zu finden sind, werden die rechtlichen Rahmenbedingungen kaum beleuchtet. Dabei weisen die Komponenten eines Start-up-Marketing unterschiedliche Schwerpunkte und Vertiefungsgrade zum traditionellen Marketingauf. Dieses wird im vorliegenden Ratgeber auch im Hinblick auf die rechtlichen Rahmenbedingungen berücksichtigt.
Zu Beginn steht die Innovation oder die Geschäftsidee im Mittelpunkt. Diese sowie eine damit verbundene Marke gilt es zu schützen. Weitere zentrale Anfangsüberlegungen betreffen die zu wählende Rechtsform. Wichtige Aspekte sind zudem aus rechtlicher Sicht die Verträge mit den Investoren und diejenigen Rechtsfragen, die mit dem Internet verbunden sind, vor allem der Onlinevertrieb oder die Social-Media-Nutzung. Bei der Vermarktung seiner Leistungen muss ein Start-up-Verantwortlicher rechtliche Fragen möglichst proaktiv berücksichtigen sowie darauf achten, dass sein Verhalten im Wettbewerb nicht durch unlauteres Handeln geprägt wird.
Dieser Ratgeber orientiert sich bei der Vorstellung der rechtlichen Rahmenbedingungen am Ablauf des Gründungsprozesses eines Start-ups:
➢ Anmeldung,
➢ Schutz der Geschäftsidee,
➢ Wahl der Rechtsform und
➢ Marketingaktivitäten.
Die Digitalisierung der Gesellschaft betrifft nicht nur einzelne Lebensbereiche, sondern beeinflusst und verändert enorm die Arbeitswelt. In diesem Sinne wird oft im Rahmen des Zukunftsprojekts Industrie 4.0 von Arbeiten 4.0, Arbeitswelt 4.0 und Arbeitsrecht 4.0 berichtet. Komplexe Produktionsprozesse lassen sich durch die Vernetzung von Systemen zu unterschiedlichen Zeiten und an nahezu jedem Ort steuern. Diese neuen Freiheiten können wiederum von den Arbeitnehmern positiv genutzt werden, um die persönliche Arbeitsgestaltung weiter zu individualisieren. Somit können beispielsweise die Arbeitszeiten und der Arbeitsort an die eigenen Bedürfnisse angepasst werden. Außerdem können diese sich neu ergebenden Möglichkeiten die Beschäftigten in ihrer Arbeitstätigkeit entlasten. Durch die Einführung neuer Technologien ergeben sich somit neue Chancen, aber auch Herausforderungen für das Arbeitsrecht. Infolgedessen sind diverse Handlungsfelder beziehungsweise Problemfelder betroffen, die es in diesem neuen Arbeitspapier darzustellen gilt. Es bezieht sich dabei speziell auf die Arbeitszeit, den Arbeitsort, die Arbeitnehmerqualifikation und die Datensicherheit. In diesem Zusammenhang werden die derzeit bestehenden Gesetze und Richtlinien aufgezeigt, die im Rahmen der Industrie 4.0 eine Rolle spielen. Auch die Herausforderungen, die durch die Interaktion der Digitalisierung in der Arbeitswelt aufkommen, gilt es, in diesem Arbeitspapier hervorzuheben.
Die Unternehmenslandschaft, nicht nur in Deutschland, sondern weltweit, wird aktuell gerade in all ihren Bereichen vor allem von der stetig wachsenden Welle der Digitalisierung nachhaltig geprägt. Die ganzen Auswirkungen davon in der Zukunft lassen sich im Augenblick oft noch nicht einmal ansatzweise erahnen. Das hier zu beobachtende Collingridge-Dilemma besteht darin, dass Wirkungen nicht leicht prognostiziert werden können, solange die betreffenden Technologien noch nicht ausreichend entwickelt und in Folge entsprechend weit verbreitet sind. Deren Gestalten beziehungsweise gewünschtes Ändern und Anpassen werden jedoch umso schwieriger, je intensiver die Technologien bereits verwurzelt sind. Die Digitalisierung stellt dabei nur einen, wenn auch wohl gravierendsten Aspekt derartiger Veränderungserscheinungen beziehungsweise -herausforderungen dar. Der Wandel des wirtschaftlichen und politischen Umfeldes auf globaler Ebene ist unumstritten. Zugleich ist eine zunehmende Komplexität festzustellen, die es erschwert, im Sinne einer verlässlichen Planung heute solide fundierte Entscheidungen für die zukünftige Entwicklung zu treffen.
Extended Reality (XR) durchläuft aktuell einen rasanten Entwicklungsprozess. Die Einsatzmöglichkeiten für die Wirtschaft sind vielfältig und die Bedeutung der neuartigen Technologie steigt kontinuierlich. Insbesondere der rapide Preisverfall der benötigten Hardware führt zu einer zunehmenden Markdurchdringung, wodurch sich XR-Systeme auf dem Massenmarkt etabliert haben.
Die Veröffentlichung richtet sich an Unternehmer, die sich einen Überblick über XR verschaffen möchten und abwägen, ob die Technologie in ihre Unternehmensprozesse eingebunden werden soll. Um die Entscheidung zu erleichtern, gibt die Publikation Auskunft über zentrale Aspekte wie Entwicklungsstand, Projektablauf und Einsatzmöglichkeiten. Aufgrund des enormen Potenzials der Technologien empfehlen die Autoren, dass Unternehmen frühzeitig Einsatzmöglichkeiten dieser Technologien evaluieren. Die Planung und Umsetzung setzen allerdings immer ein durchdachtes und systematisches Vorgehen voraus.
Auf Grund der hohen Bedeutung des Internets als Informations-, Kommunikations- und Absatzkanal werden Online-Marketing Maßnahmen immer wichtiger. Dies gilt auch für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU). Vielfach haben diese allerdings Schwierigkeiten mit der Nutzung von Online-Marketing Maßnahmen, unter anderem fehlt es häufig am nötigen Know-How. Im Mittelpunkt der Studie stehen Online-Marketing Maßnahmen und deren Nutzung bei kleinen und mittelständischen Unternehmen in der Region Ortenau. Hierzu wurde im Dezember 2015 eine Online-Befragung mit 2.138 Unternehmen durchgeführt. Daneben wurden 2.138 Webseiten im Hinblick auf Suchmaschinenoptimierungsmaßnahmen mit dem Google Online-Tool PageSpeed Insights analysiert. In der Studie werden zunächst die untersuchten Online-Marketing Maßnahmen vorstellt. Im Mittelpunkt dieses Ergebnisberichtes stehen die Ergebnisse der Online-Befragung zur aktuellen Nutzung von Online-Marketing Maßnahmen in der Region Ortenau. Darüber hinaus werden die Resultate einer Analyse zur Suchmaschinenoptimierung präsentiert. Durch die Verknüpfung der Ergebnisse aus der Online-Befragung sowie der SEO-Analyse werden abschließend Handlungsempfehlungen vorgestellt, wie kleine und mittelständische Unternehmen von Online-Marketing Maßnahmen profitieren können.
Predictive Analytics als Governance- und Managementanwendung - Zukunftsorientiertes Controlling
(2016)
Im Rahmen der weiter voranschreitenden Globalisierung des internationalen Waren- und Handelsverkehrs wächst auch der weltweit virtuelle Zahlungsverkehr. Die Entwicklung eines derartigen Waren- und Zahlungsverkehrs wurde durch den Stand der jeweils vorliegenden Möglichkeiten des Zahlungsverkehrs fundiert, oftmals auch gefördert. Dabei hat gleichzeitig das interregional und international tätige Handelsmanagement selbst nützliche Formen eines Zahlungsverkehrs geschaffen und initiiert. Dieses gilt vor allem auch für das 19. Jahrhundert. Der Beitrag1 verfolgt insbesondere das Ziel, die Entwicklung, Organisation und Technik des vor allem von privaten Bankhäusern getragenen interregionalen und internationalen Zahlungsverkehrs im 19. Jahrhundert zu analysieren.
Despite increasing budgets for social media activities and a wide variety of performance measurement possibilities, many companies do not measure the performance of their social media activities. Research shows that those companies that measure the performance of social media activities use incorrect, too few or inappropriate metrics. A central problem is that there is often an inadequate performance measurement process. This article presents a process that focuses on the objectives of social media activities. In phase one of this process, suitable metrics are selected and target values are defined based on these objectives. In phase two, data are collected and analysed. Finally, actions are defined. The developed process helps companies to measure the performance of their social media activities.
The aim of the smart grid is to achieve more efficient, distributed and secure supply of energy over the traditional power grid by using a bidirectional information flow between the grid agents (e.g. generator node, customer). One of the key optimization problems in smart grid is to produce power among generator nodes with a minimum cost while meeting the customer demand, known as Economic Dispatch Problem (EDP). In recent years, many distributed approaches to solve EDP have been proposed. However, protecting the privacy-sensitive data of individual generator nodes has been largely overlooked in the existing solutions. In this work, we show an attack against an existing auction-based EDP protocol considering a non-colluding semi-honest adversary. We briefly introduce our approach to a practical privacy-preserving EDP solution as our work in progress.
Für Verkehrsunternehmen stellt die Erprobung neuer Technologien eine große Herausforderung dar.
Sowohl Wasserstoff-Busse als auch Batterie-Busse können ihren Beitrag zur Umstellung des ÖPNV auf emissionsfreie Mobilität leisten. Je nach Anwendungsmuster können sich beide Technologien gut ergänzen und zu einem volkswirtschaftlichen Optimum führen. Es gilt, die Technologien im realen Umfeld zu erproben, um praxisnahe Erfahrung zu sammeln und dabei Mitarbeiter auszubilden, ohne die Qualität des Betriebes zu gefährden. Bei der aktuellen Kostenlage sehen beide Technologien ihre Einführung in den Betrieb mit Mehrkosten im Vergleich zu der aktuellen Diesel-Lösung verbunden.
Bei einer Batterie-basierten Lösung mit Pantograph-Schnellladung sind kürzere Linien gute Kandidaten für eine elektrische Umstellung ohne Auswirkungen auf die Größe der Busflotte. Auch Liniensysteme beliebiger Länge mit Knotenpunkten in regelmäßigen Abständen ermöglichen eine gemeinsame Nutzung der Ladeinfrastruktur und stellen somit reduzierte Aufbaukosten der Ladeinfrastruktur in Aussicht. In diesem Fall sind aber auch Fahrplanmanagement-Aspekte hinsichtlich der Ladezeit am Pantograph mit zu berücksichtigen, die nicht Bestandteil dieser Studie gewesen sind. Allgemein lassen die Kosten-Prognosen für Batterie und Batterie-elektrische Fahrzeuge eine signifikante Kostenreduzierung bis 2030 erkennen, die in manchen Konfigurationen zur Kostenparität und sogar geringeren Kosten als mit der Diesel-Variante führen würde.
Anders als für Batterie-Busse stellt die Linien-Konfiguration keinen wirtschaftlichen Einflussfaktor auf den Betrieb von Wasserstoff-Bussen dar. Die derzeitige Reichweite der H2-Busse reicht aus, um die zu erwartende tägliche Fahrleistung zu decken. Bei der Wasserstoffmobilität sind aber die Versorgungsinfrastruktur und die damit verbundenen Kraftstoffkosten von entscheidender Bedeutung. Ihr Aufbau ist mit hohen Investitionskosten und gesetzlichen Verpflichtungen verbunden (BImSchG, BetrSichV), die für eine erste Erprobung der Technologie im kleinen Maßstab eine Hürde für Verkehrsunternehmen darstellen könnte. Die H2 Mobility Deutschland bietet die Möglichkeit an, 700 bar Tankstellen mit einem 350 bar Modul zu erweitern, das die tägliche Versorgung von ca. 6 Bussen ermöglicht. Mit begrenzten Risiken für die Verkehrsunternehmen bietet es sich daher an, die H2 Mobilität auf eine limitierte Busflotte zu erproben. Da der Aufbau des H2-Mobility Deutschland Tankstellennetzes eine Lücke in Offenburg und Umgebung aufweist, wäre es vorstellbar, an der Errichtung einer solchen Tankstelle zu arbeiten, die die Betankung und Erprobung von Wasserstoff-Bussen ermöglicht. Auf längerer Sicht ist die Sicherstellung einer gut platzierten zuverlässigen und nachhaltigen Wasserstoffquelle von entscheidender Bedeutung. Derzeit liegen vorhandene Wasserstoffquellen in mehr als 100 km Entfernung. Eine Nutzung der Wasserkraft des naheliegenden Rheins erscheint durchaus sinnvoll, sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus umwelttechnischen Gründen (erneuerbarer Strom, Stromkostenreduzierung durch Eigenversorgung, kürzere Transportwege, möglicher Nutzen für die Eurometropole Straßburg).
Es lässt sich festhalten, dass für die Region Offenburg zunächst die Erprobung beider Technologien, der Elektromobilität als auch der Wasserstoffmobilität, empfohlen wird. Es sollte zeitnah in den Erfahrungsaufbau in beide Technologien investiert werden. Zudem sollte bei der Elektromobilität das Flottenmanagement untersucht und evaluiert werden und bei der Wasserstoffmobilität die Möglichkeiten der Kooperation für den Aufbau der Wasserstofftankstelle. Im Rahmen der nächsten Ausschreibungsrunde für den öffentlichen Nahverkehr in Offenburg wird empfohlen, diesen emissionsfrei auszuschreiben. Es ist absehbar, dass aus Kostengründen (Kostenparität der Elektromobilität mit der Dieselvariante) als auch aus Gründen der Anforderung bzgl. der Emissionsgrenzwerte der ÖPNV emissionsfrei umgesetzt werden sollte.
Vorgestellt wird ein Konzept zur biologischen Methanisierung von Wasserstoff direkt in Biogasreaktoren, mit dem durch Membranbegasung der Methangehalt des Biogases auf > 96 % erhöht werden kann. Essentiell zum Erreichen solch hoher Methanwerte sind die Einhaltung eines optimalen pH-Bereichs und die Vermeidung von H2-Akkumulation. Im Falle einer Limitierung der Methanbildungsrate durch den eigentlichen anaeroben Abbauprozess der Biomasse ist auch eine externe Zufuhr von CO2 zur weiteren Methanbildung denkbar. Das Verfahren soll weiter optimiert und in einem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderten Projekt in der Biogasanlage einer regionalen Käserei in der Praxis getestet werden. Die hier angestrebte Kombination aus dezentraler Abfallverwertung und Eigenenergieerzeugung eines lebensmittelverarbeitenden Betriebs unter Einbindung in ein intelligentes Erneuerbare Energien - Konzept soll einen zusätzlichen Mehrwert liefern.
Die optimale Zusammensetzung und Aktivität der Mikroorganismengemeinschaft ist für den stabilen und effizienten Betrieb einer Biogasanlage essentiell. Moderne kultivierungsunabhängige Nachweismethoden können erstmals die Basis für eine rationale mikroorganismenfokussierte Verfahrensoptimierung liefern. Als erster Schritt für den Aufbau eines aussagekräftigen Monitoringsystems für die Biogasmikrobiologie wurde ein nucleinsäurebasiertes Verfahren (TaqMan Real-time PCR) zum Nachweis der methanbildenden Mikroorganismen (Archaeen) sowie von vier Untergruppen etabliert und auf Proben aus zwei unterschiedlich betriebenen Biogasanlagen in Neuried und Oberried angewandt. Bei der Anlage in Oberried in der Nähe von Freiburg, betrieben von örtlichen Landwirten (Substrat: Gülle, Grassilage, Maissilage, Mist, Anlage mit Güllevorgrube, Fermenter und Gärrestlager) konnten insgesamt höhere absolute Konzentrationen an Archaeen nachgewiesen werden als in der Anlage in Neuried in der Nähe von Offenburg, betrieben durch die Fa. badenova AG & Co. KG, Freiburg (thermophil betrieben, Substrat: Maissilage, Anlage mit Hauptfermenter, Nachfermenter und Gärrestlager). Auch hinsichtlich der vier untersuchten Untergruppen zeigten sich deutliche Unterschiede, die auf die unterschiedlichen an der Methanbildung beteiligten Abläufe hinweisen.
Digital, virtual environments and the metaverse are rapidly taking shape and will generate disruptive changes in the areas of ethics, privacy, safety, and how the relationships between human beings will be developed. To uncover some of some of the implications that will impact those areas, this study investigates the perceptions of 101 younger people from the generations Y and Z. We present a first exploratory analysis of the findings, focusing on knowledge and self-perception. Results show that these young generations are seriously doubting their knowledge on the metaverse and virtual worlds – regarding both the definition and the usage. It is interesting to see only a medium confidence level, considering that the participants are young and from an academic environment, which should increase their interest in and the affinity towards virtual worlds. Males from both generations perceive themselves as significantly more knowledgeable than females. Regarding a fitting definition, almost 40% agreed on the metaverse as a “universal and immersive virtual world that is made accessible using virtual reality and augmented reality technologies”. Regarding the topic in general, several participants (almost 40%) considered themselves sceptics or “just” users (38%). Interestingly, generation Y participants were more likely than the younger generation Z participants to identify themselves as early adopters or innovators. In result, the considerable amount of “mixed feelings” regarding digital, virtual environments and the metaverse shows that in-depth studies on the perception of the metaverse as well as its ethical and integrity implications are required to create more accessible, inclusive, safe, and inclusive digital, virtual environments.
Planung und Umsetzung einer Medieninstallation mit dem Schwerpunkt: Steuerung über DMX und RS232
(2015)
Die vorliegende Arbeit stellt zunächst das Konzept und die Idee der Zeitmaschine als Installation vor. Anschließend werden die eingesetzte Technik und das verwendete Protokoll erklärt. Daraufhin nennt die Autorin die einzelnen Bauelemente und Geräte, erklärt wie diese für die Zeitmaschine zum Einsatz gebracht werden und stellt die technische Planung vor. Abschließend beschäftigt sich die Ausarbeitung mit der Software und dem Programmcode zur Steuerung der einzelnen Elemente.
Durch eine stetige Preissteigerung der fossilen Energieträger werden auch im Bereich der mobilen Arbeitsmaschinen neben einer hohen Zuverlässig u.a. Forderungen nach steigenden Gesamtwirkungsgraden, mit der hierdurch einhergehenden Energieeffizienz, forciert. Auch bei mobilen Arbeitsmaschinen ist der häufig eingeschränkt zur Verfügung stehende Bauraum für Traktionsantriebe eine Herausforderung. Ziel dieser Veröffentlichung ist ein allgemeingültiger Vergleich verschiedener elektrischer Antriebsarten als Traktionsantrieb für mobile Arbeitsmaschinen.
Angepasste Hybridantriebe in mobilen Arbeitsmaschinen (off-highway Anwendungen) versprechen wegen der typischerweise auftretenden Lastzyklen mit ausgeprägten, häufigen und schnellen Laständerungen folgende Vorteile: geringerer Kraftstoffverbrauch, Einsatz eines Dieselmotors kleinerer Leistung, dadurch Erfüllung strikter werdender Emissionsvorschriften (TIER 4, EURO 5) ohne oder mit reduzierter Abgasnachbehandlung, Lärmreduktion, weitere Einsparpotenziale durch Elektrifizierung der Fahrzeugfunktionen möglich (Erhöhung des Hybridisierungsgrads), höhere Produktivität durch höhere Antriebsdynamik.
A system for the on-line/in-line measurement of soot particle sizes and concentrations in the undiluted exhaust gas of diesel engines was developed and successfully tested. The unit uses the individual attenuations of three different laser wavelengths and is combined with an optical cell (white principle) with adjustable path lengths from 2.5 to 15 meters.