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The cornerstone of cognitive systems is environment awareness which enables agile and adaptive use of channel resources. Whitespace prediction based on learning the statistics of the wireless traffic has proven to be a powerful tool to achieve such awareness. In this paper, we propose a novel Hidden Markov Model (HMM) based spectrum learning and prediction approach which accurately estimates the exact length of the whitespace in WiFi channels within the shared industrial scientific medical ISM) bands. We show that extending the number of hidden states and formulating the prediction problem as a maximum likelihood (ML) classification leads to a substantial increase in the prediction horizon compared to classical approaches that predict the immediate (short-term) future. We verify the proposed algorithm through simulations which utilize a model for WiFi traffic based on extensive measurement campaigns.
In der Diplomarbeit werden verschiedene, schon auf dem Markt befindliche Intrusion Intrusion Detection Systeme auf unterschiedliche Kriterien verglichen. Es werden mögliche Einsatzarten und Einsatzorte mit ihren Vor- und Nachteilen durchleuchtet und besprochen. Auf Basis der erlangten Erkenntnisse wird ein System vorgeschlagen, dass nach Abstimmung mit dem Projektleiter eingesetzt werden soll. Zu den Einsatz- kriterien gehören das vorhanden Budget, die Netzwerkumgebung, die Ausstattung und Leistungsfähigkeit des Einsatz-Intrusion Detection Systems sowie die Art des Intrusion Detection Systems. Geplant ist der Einsatz mindestens eines bzw. mehrerer Systeme als eine sogenannte Enterprise-Lösung. Mittels verschiedener Hilfsmittel und Tools werden die Intrusion Detection Systeme eTrust von Computer Associates, Real Secure von ISS, Snort, Tripwire und Network Intrusion Detection von Network Flight Recorder untersucht. Der Test und der Betrieb dieser Systeme geschieht sowohl vor als auch hinter der Firewall also in der demilitarisierten Zone des Unternehmens. Die Untersuchung der Systeme beinhaltet Kontrollen über Systemstabilität, Prozessor- und Hauptspeicherauslastung, Anzahl der erkannten Angriffe auf Basis simulierter Angriffe sowie die Benutzerfreundlichkeit
Die vorliegende Arbeit untersucht, wie Tools für die Überprüfung von Quell-Code auf Konformität mit Programmierstilen, die komplexere Entwurfsmuster beinhalten, als Erweiterung des statischen CodeAnalyse-Tools Checkstyle realisiert werden können. Als Beispiel wird der Joi Programmierstil verwendet, der für diese Arbeit aus der Java Spracherweiterung Joi (Java Objects by Interfaces), die die Einhaltung einiger Entwurfsmuster, die auf die Reduzierung von Code-Abhängigkeiten zielen, unterstützt, abgeleitet wurde.
Ballistocardiography (BCG) can be used to monitor heart rate activity. Besides, the accelerometer should have high sensitivity and minimal internal noise; a low-cost approach was taken into consideration. Several measurements have been executed to determine the optimal positioning of a sensor under the mattress to obtain a signal strong enough for further analysis. A prototype for an unobtrusive accelerometer-based measurement system has been developed and tested in a conventional bed without any specific extras. The influence of the human sleep position for the output accelerometer data was tested. The obtained results indicate the potential to capture BCG signals using accelerometers. The measurement system can detect heart rate in an unobtrusive form in the home environment.
Globalization has increased the number of road trips and vehicles. The result has been an intensification of traffic accidents, which are becoming one of the most important causes of death worldwide. Traffic accidents are often due to human error, the probability of which increases when the cognitive ability of the driver decreases. Cognitive capacity is closely related to the driver’s mental state, as well as other external factors such as the CO2 concentration inside the vehicle. The objective of this work is to analyze how these elements affect driving. We have conducted an experiment with 50 drivers who have driven for 25 min using a driving simulator. These drivers completed a survey at the start and end of the experiment to obtain information about their mental state. In addition, during the test, their stress level was monitored using biometric sensors and the state of the environment (temperature, humidity and CO2 level) was recorded. The results of the experiment show that the initial level of stress and tiredness of the driver can have a strong impact on stress, driving behavior and fatigue produced by the driving test. Other elements such as sadness and the conditions of the interior of the vehicle also cause impaired driving and affect compliance with traffic regulations.
Web services are, due to the excellent tool support, simple to provide and use in trivial cases. But their use in non-trivial Web service-based systems like I3M poses new difficulties and problems. I3M is an instant messaging and chat system with distributed and local components collaborating via Web services. One difficulty is to make a series of related Web service invocations in a stateful session. A problem is the performance of collaborating collocated, service-oriented components of a system due to the high Web service invocation overheaed as is shown by measurements. Solutions to both the difficulty and the problem are proposed.
Tauchsimulation
(2003)
Im 1.Kapitel werden die historischen Aspekte des Tauchens und der Tauchphysik beschrieben. Anhand von physikalischen Gesetzen, mathematischen Formeln und empirisch ermittelten Werten werden im 2. Kapitel die nötigen Grundlagen für das Verständnis zur Berechnung eines Tauchgangs vermittelt. Das 3.Kapitel behandelt verschiedene auf dem Markt befindliche Tauchsimulationen, zeigt deren Funktionsumfang sowie deren Vor- und Nachteile. Die erstellte Tauchsimulation wird im 4. Kapitel vorgestellt. Dabei wird auch auf verschiedene Simulationsläufe eingegangen. Zum Abschluß wird ein Ausblick auf aktuelle Entwicklungstendenzen gegeben.
Systematic Generation of XSS and SQLi Vulnerabilities in PHP as Test Cases for Static Code Analysis
(2022)
Synthetic static code analysis test suites are important to test the basic functionality of tools. We present a framework that uses different source code patterns to generate Cross Site Scripting and SQL injection test cases. A decision tree is used to determine if the test cases are vulnerable. The test cases are split into two test suites. The first test suite contains 258,432 test cases that have influence on the decision trees. The second test suite contains 20 vulnerable test cases with different data flow patterns. The test cases are scanned with two commercial static code analysis tools to show that they can be used to benchmark and identify problems of static code analysis tools. Expert interviews confirm that the decision tree is a solid way to determine the vulnerable test cases and that the test suites are relevant.
Selbstorganisierende Karten sind neuronale Netze, die imstande sind, Daten zu klassifizieren und zu reduzieren. Aus diesem Grund eignen sie sich sehr gut fuer die Steuerung von Robotern, da sie deren Sensoreingangswerte klassifizieren und daraus auf eine Reaktion schließen koennen. Die Architektur und Funktionsweise dieser neuronalen Netze sind der des menschlichen Kortex kuenstlich nachgebildet. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde ein Java-Framework namens JFSOM implementiert, welches nach dem System einer selbstorganisierenden Karte Datenmengen klassifizieren kann. Das Framework ist so entworfen, dass sowohl Eingabedaten als auch Ausgabedaten trainiert werden koennen, um es auch als sensormotorische Karte nutzbarzu machen. JFSOM wurde verwendet, um den Miniaturroboter Khepera nach bestimmten Verhaltensweisen zu steuern. Als Verhaltensweisen wurden eine Hindernisvermeidung, eine Wandverfolgung, eine Korridorverfolgung und eine Objektverfolgung realisiert. Die Wandverfolgung laesst den Roboter aus jedem beliebigen azyklischen Labyrinth herausfinden.
To get a better understanding of Cross Site Scripting vulnerabilities, we investigated 50 randomly selected CVE reports which are related to open source projects. The vulnerable and patched source code was manually reviewed to find out what kind of source code patterns were used. Source code pattern categories were found for sources, concatenations, sinks, html context and fixes. Our resulting categories are compared to categories from CWE. A source code sample which might have led developers to believe that the data was already sanitized is described in detail. For the different html context categories, the necessary Cross Site Scripting prevention mechanisms are described.
We investigated 50 randomly selected buffer overflow vulnerabilities in Firefox. The source code of these vulnerabilities and the corresponding patches were manually reviewed and patterns were identified. Our main contribution are taxonomies of errors, sinks and fixes seen from a developer's point of view. The results are compared to the CWE taxonomy with an emphasis on vulnerability details. Additionally, some ideas are presented on how the taxonomy could be used to improve the software security education.
Smart-Future-Living-Bodensee
(2018)
This paper presents a bed system able to analyze a person’s movement, breathing and recognize the positions that the subject is lying on the bed during the night without any additional physical contact. The measurements are performed with sensors placed between the mattress and the bed-frame. An Intel Edison board was used as an endpoint that served as a communication node from the mesh network to external service. Two nodes and Intel Edison are attached to the bottom of the bed frame and they are connected to the sensors. First test results have indicated the potential of the proposed approach for the recognition of sleep positions with 83% of correct recognized positions.
This thesis emphasizes problems that reports generated by vulnerability scanners impose on the process of vulnerability management, which are a. an overwhelming amount of data and b. an insufficient prioritization of the scan results.
To assist the process of developing means to counteract those problems and to allow for quantitative evaluation of their solutions, two metrics are proposed for their effectiveness and efficiency. These metrics imply a focus on higher severity vulnerabilities and can be applied to any simplification process of vulnerability scan results, given it relies on a severity score and time of remediation estimation for each vulnerability.
A priority score is introduced which aims to improve the widely used Common Vulnerability Scoring System (CVSS) base score of each vulnerability dependent on a vulnerability’s ease of exploit, estimated probability of exploitation and probability of its existence.
Patterns within the reports generated by the Open Vulnerability Assessment System (OpenVAS) vulnerability scanner between vulnerabilities are discovered which identify criteria by which they can be categorized from a remediation actor standpoint. These categories lay the groundwork of a final simplified report and consist of updates that need to be installed on a host, severe vulnerabilities, vulnerabilities that occur on multiple hosts and vulnerabilities that will take a lot of time for remediation. The highest potential time savings are found to exist within frequently occurring vulnerabilities, minor- and major suggested updates.
Processing of the results provided by the vulnerability scanner and creation of the report is realized in the form of a python script. The resulting reports are short, straight to the point and provide a top down remediation process which should theoretically allow to minimize the institutions attack surface as fast as possible. Evaluation of the practicality must follow as the reports are yet to be introduced into the Information Security Management Lifecycle.
Dynamic Real-Time Range Queries (DRRQ) are a common means to handle mobile clients in high-density areas where both, clients requested by the query and the inquirers, are mobile. In contrast to the very well-known continuous range queries, only a few approaches, such as Adaptive Quad Streaming (AQS), address the mandatory scalability and real-time requirements of these so-called ad-hoc mobility challenges. In this paper we present the highly decentralized solution Adaptive Quad Streaming Flexible (AQSflex) as an extension of the already existing more theoretical AQS approach. Beside a highly distributed cell structure without data structures and a lightweight streaming communication, we use a multi-cell-assignment on limited pool resources instead of an idealistic unlimited cell-per-server assignment. The described experimental results show the potential of our local capacity balancing scheme for cell handover in a strongly decentralized setting. Leafs of a cell hierarchy define a kind of self-optimizing fuzzy edge for the processing resources in high-density systems without any centralized controlling or cloud component.
Das häusliche Umfeld kann vor allem für langfristiges Schlafmonitoring verwendet werden. Gute Patientenakzeptanz erfordert niedrige Nutzer- und Installationsbarrieren. Für die Installation zu Hause sind klassische PSG-Systeme aufgrund von ihrer Komplexität wenig passend. Ziel der Entwicklung ist die qualifizierte Erhebung von Parametern, die einerseits eine hinreichend gute Klassifikation von Schlafphasen erlauben und die andererseits durch nicht-invasive Methoden erfasst werden können.
Basierend auf einer Literaturstudie und der Maßgabe nicht-invasive Methoden zu nutzen, wurden folgende Parameter ausgewählt: Körperbewegung, Atmung und Herzschlag. Diese Parameter können nicht-invasiv durch Matratzendrucksensoren erfasst werden. Die Sensorknoten sind als ein Netz von Drucksensoren implementiert, die mit einem leistungsarmen und performanten Mikrocontroller verbunden sind. Alle Knoten sind über einen systemweiten Bus mit Adressarbitrierung verbunden. Der eingebettete Prozessor ist der Mesh-Netzwerk-Endpunkt, der die Netzwerkkonfiguration, Speicherung und Vorverarbeitung der Daten, externen Datenzugriff und Visualisierung ermöglicht.
Das System wurde getestet, indem Experimente durchgeführt wurden, die den Schlaf verschiedener gesunder junger Personen aufzeichneten. Die erhaltenen Ergebnisse bestätigen die Fähigkeit des Systems, Atemfrequenz und Körperbewegung zu erfassen. Ein wesentlicher Unterschied dieses Systems im Vergleich zu anderen Ansätzen ist die innovative Art, die Sensoren unter der Matratze zu platzieren. Diese Eigenschaft erleichtert die kontinuierliche Nutzung des Systems ohne Einfluss auf den gemeinsamen Schlafprozess.
Um Schlafverhalten langfristig zu untersuchen, wird ein Hardwaresystem mit niedrigen Installationsbarrieren für den Einsatz im häuslichen Umfeld. Erste Ergebnisse weisen auf das Potenzial hin, außer Körperbewegung und Atemfrequenz, auch Herzfrequenz erfassen zu können. Die Werte können weiter verbessert werden, wenn die Sensorabfragefrequenz erhöht wird. Nach der Weiterentwicklung des Systems, soll es mit dem Softwarealgorithmus für die Schlafphasenerkennung verbunden werden.
The process of restoring our body and brain from fatigue is directly depend-ing on the quality of sleep. It can be determined from the report of the sleep study results. Classification of sleep stages is the first step of this study and this includes the measurement of biovital data and its further processing.
In this work, the sleep analysis system is based on a hardware sensor net, namely a grid of 24 pressure sensors, supporting sleep phase recognition. In comparison to the leading standard, which is polysomnography, the proposed approach is a non-invasive system. It recognises respiration and body move-ment with only one type of low-cost pressure sensors forming a mesh archi-tecture. The nodes implement as a series of pressure sensors connected to a low-power and performant microcontroller. All nodes are connected via a system wide bus with address arbitration. The embedded processor is the mesh network endpoint that enables network configuration, storing and pre-processing of the data, external data access and visualization.
The system was tested by executing experiments recording the sleep of different healthy young subjects. The results obtained have indicated the po-tential to detect breathing rate and body movement. A major difference of this system in comparison to other approaches is the innovative way to place the sensors under the mattress. This characteristic facilitates the continuous using of the system without any influence on the common sleep process.
This work treats with the segmentation of 2D environment Laser data, captured by an Autonomous Mobile Indoor Robot. It is part of the data processing, which is necessary to navigate a mobile robot error free in its environment. The whole process can generally be described by data capturing, data processing and navigation. In this project the data processing deals with data, captured by a Laser-Sensor, which provides two dimensional data by a series of distance measurements i.e. point-measurements of the environment. These point series have to be filtered and processed into a more convenient representation to provide a virtual environment map, which can be used of the robot for an error free navigation. This project provides different solutions of the same problem: the conversion from distance points to model segments which should represent the real world environment as close as possible. The advantages and disadvantages of each of the different Segmentation-Algorithms will be shown as well as a comparison taking into account the Computational Time and the Robustness of the results.
Methods based exclusively on heart rate hardly allow to differentiate between physical activity, stress, relaxation, and rest, that is why an additional sensor like activity/movement sensor added for detection and classification. The response of the heart to physical activity, stress, relaxation, and no activity can be very similar. In this study, we can observe the influence of induced stress and analyze which metrics could be considered for its detection. The changes in the Root Mean Square of the Successive Differences provide us with information about physiological changes. A set of measurements collecting the RR intervals was taken. The intervals are used as a parameter to distinguish four different stages. Parameters like skin conductivity or skin temperature were not used because the main aim is to maintain a minimum number of sensors and devices and thereby to increase the wearability in the future.
We identify 74 generic, reusable technical requirements based on the GDPR that can be applied to software products which process personal data. The requirements can be traced to corresponding articles and recitals of the GDPR and fulfill the key principles of lawfulness and transparency. Therefore, we present an approach to requirements engineering with regard to developing legally compliant software that satisfies the principles of privacy by design, privacy by default as well as security by design.
In my research sabbatical I was working on three different topics, namely orthogonal polynomials in geometric modeling, re-parametrized univariate subdivision curves, and reconstruction of 3d-fish-models and other zoological artifacts. In the subsequent Sections, I will describe my particular activity in these different fields. The sections are meant to present an overview of my research activities, leaving out the technical details.
Section 1 is on orthogonal polynomials and other related generating systems for functions systems of smooth function.
In Section 2, I will discuss the application of various re-parametrization schemes for interpolatory subdivision algorithms for the generation of space curves.
The next Section 3 is concerned with my research at the University of Queensland, Brisbane, in collaboration with Dr. Ulrike Siebeck from the School of Biomedical Sciences on fish behavior and reconstruction of 3d-fish models in particular.
In the last Section 4, I will describe what effects this research will have on in my subsequent teaching at the University of Applied Science Konstanz (HTWG).
The recovery of our body and brain from fatigue directly depends on the quality of sleep, which can be determined from the results of a sleep study. The classification of sleep stages is the first step of this study and includes the measurement of vital data and their further processing. The non-invasive sleep analysis system is based on a hardware sensor network of 24 pressure sensors providing sleep phase detection. The pressure sensors are connected to an energy-efficient microcontroller via a system-wide bus. A significant difference between this system and other approaches is the innovative way in which the sensors are placed under the mattress. This feature facilitates the continuous use of the system without any noticeable influence on the sleeping person. The system was tested by conducting experiments that recorded the sleep of various healthy young people. Results indicate the potential to capture respiratory rate and body movement.
This document presents an algorithm for a non-obtrusive recognition of Sleep/Wake states using signals derived from ECG, respiration, and body movement captured while lying in a bed. As a core mathematical base of system data analytics, multinomial logistic regression techniques were chosen. Derived parameters of the three signals are used as the input for the proposed method. The overall achieved accuracy rate is 84% for Wake/Sleep stages, with Cohen’s kappa value 0.46. The presented algorithm should support experts in analyzing sleep quality in more detail. The results confirm the potential of this method and disclose several ways for its improvement.
The target of this thesis is the introduction of a client management system (CMS) at Haaland Internet Productions (HiP), a web design and hosting company in Burbank, California, USA. The company needs a system to track orders and improve workflow. HiP needs a system which not only tracks orders, but also stores all client information in a database. This client information can be used for a variety of marketing and contact reasons. It is an important and integral part of HiP's client relationship management (CRM). The lack of a cohesive CMS at HiP caused many fundamental business problems, such as lost orders, missed billing statements, and over/under billing. The research done during the investigation and analysis of the company and their needs should lead to a global system which totally fulfils the needs of HiP. This global system could be in the form of an off-the-shelf product with some customizations, or a completely new, in-house system. Either solution will have respective pros and cons; the goal is to reach a decision that best fits HiP's needs and situation. The following is a concise version of the project. Particular emphasis is placed upon the single steps which made up the decision process, as well as the practiced techniques, methods, and their applications.
Preliminary results of homomorphic deconvolution application to surface EMG signals during walking
(2021)
Homomorphic deconvolution is applied to sEMG signals recorded during walking. Gastrocnemius lateralis and tibialis anterior signals were acquired according to SENIAM recommendation. MUAP parameters like amplitude and scale were estimated, whilst the MUAP shape parameter was fixed. This features a useful time-frequency representation of sEMG signal. Estimation of scale MUAP parameter was verified extracting the mean frequency of filtered EMG signal, extracted from the scale parameter estimated with two different MUAP shape values.
Interpretability and uncertainty modeling are important key factors for medical applications. Moreover, data in medicine are often available as a combination of unstructured data like images and structured predictors like patient’s metadata. While deep learning models are state-of-the-art for image classification, the models are often referred to as ’black-box’, caused by the lack of interpretability. Moreover, DL models are often yielding point predictions and are too confident about the parameter estimation and outcome predictions.
On the other side with statistical regression models, it is possible to obtain interpretable predictor effects and capture parameter and model uncertainty based on the Bayesian approach. In this thesis, a publicly available melanoma dataset, consisting of skin lesions and patient’s age, is used to predict the melanoma types by using a semi-structured model, while interpretable components and model uncertainty is quantified. For Bayesian models, transformation model-based variational inference (TM-VI) method is used to determine the posterior distribution of the parameter. Several model constellations consisting of patient’s age and/or skin lesion were implemented and evaluated. Predictive performance was shown to be best by using a combined model of image and patient’s age, while providing the interpretable posterior distribution of the regression coefficient is possible. In addition, integrating uncertainty in image and tabular parts results in larger variability of the outputs corresponding to high uncertainty of the single model components.
The number of home office workers sitting for many hours is increasing. The sensor chair is tracking users’ sitting behavior which the help of pressure sensors and tries to avoid wrong postures which may cause diseases. The system provides live monitoring of the pressure distribution via web interface, as well as sitting posture prediction in real time. Posture analysis is realized through machine learning algorithm using a decision tree classifier that is compared to a random forest. Data acquisition and aggregation for the learning process happens with a mobile app adding users biometrical data and the taken sitting posture as label. The sensor chair is able to differentiate between an arched back, a neutral posture or a laid back position taken on the chair. The classifier achieves an accuracy of 97.4% on our test set and is comparable to the performance of the random forest with 98.9%.
The overall goal of this work is to detect and analyze a person's movement, breathing and heart rate during sleep in a common bed overnight without any additional physical contact. The measurement is performed with the help of
sensors placed between the mattress and the frame. A two-stage pattern classification algorithm based has been implemented that applies statistics analysis to recognize the position of patients. The system is implemented in a sensors-network, hosting several nodes and communication end-points to support quick and efficient classification. The overall tests show convincing results for the position recognition and a reasonable overlap in matching.
The IETF, concerned with the evolution of the Internet architecture, nowadays also looks into industrial automation processes. The contributions of a variety of IETF activities, initiated during the last ten years, enable now the replacement of proprietary standards by an open standardized protocol stack. This stack, denoted in the following as 6TiSCH-stack, is tailored for industrial internet of things (IIoTs). The suitability of 6TiSCH-stack for Industry 4.0 is yet to explore. In this paper, we identify four challenges that, in our opinion, may delay or hinder its adoption. As a prime example of that, we focus on the initial 6TiSCHnetwork
formation, highlighting the shortcomings of the default procedure and introducing our current work for a fast and reliable formation of dense network.
Polysomnography is a gold standard for a sleep study, and it provides very accurate results, but its cost (both personnel and material) are quite high. Therefore, the development of a low-cost system for overnight breathing and heartbeat monitoring, which provides more comfort while recording the data, is a well-motivated challenge. The system proposed in this manuscript is based on the usage of resistive pressure sensors installed under the mattress. These sensors can measure slight pressure changes provoked during breathing and heartbeat. The captured signal requires advanced processing, like applying filters and amplifiers before the analog signal is ready for the next step. Then, the output signal is digitalized and further processed by an algorithm that performs a custom filtering before it can recognize breathing and heart rate in real-time. The result can be directly visualized. Furthermore, a CSV file is created containing the raw data, timestamps, and unique IDs to facilitate further processing. The achieved results are promising, and the average deviation from a reference device is about 4bpm.
Die Erholung unseres Körpers und Gehirns von Müdigkeit ist direkt abhängig von der Qualität des Schlafes, die aus den Ergebnissen einer Schlafstudie ermittelt werden kann. Die Klassifizierung der Schlafstadien ist der erste Schritt dieser Studie und beinhaltet die Messung von Biovitaldaten und deren weitere Verarbeitung. Das non-invasive Schlafanalyse-System basiert auf einem Hardware-Sensornetz aus 24 Drucksensoren, das die Schlafphasenerkennung ermöglicht. Die Drucksensoren sind mit einem energieeffizienten Mikrocontroller über einen systemweiten Bus mit Adressarbitrierung verbunden. Ein wesentlicher Unterschied dieses Systems im Vergleich zu anderen Ansätzen ist die innovative Art, die Sensoren unter der Matratze zu platzieren. Diese Eigenschaft erleichtert die kontinuierliche Nutzung des Systems ohne fühlbaren Einfluss auf das gewohnte Bett. Das System wurde getestet, indem Experimente durchgeführt wurden, die den Schlaf verschiedener gesunder junger Personen aufzeichneten. Die ersten Ergebnisse weisen auf das Potenzial hin, nicht nur Atemfrequenz und Körperbewegung, sondern auch Herzfrequenz zu erfassen.
Sleep study can be used for detection of sleep quality and in general bed behaviors. These results can helpful for regulating sleep and recognizing different sleeping disorders of human. In comparison to the leading standard measuring system, which is Polysomnography (PSG), the system proposed in this work is a non-invasive sleep monitoring device. For continuous analysis or home use, the PSG or wearable Actigraphy devices tends to be uncomfortable. Besides, these methods not only decrease practicality due to the process of having to put them on, but they are also very expensive. The system proposed in this paper classifies respiration and body movement with only one type of sensor and also in a noninvasive way. The sensor used is a pressure sensor. This sensor is low cost and can be used for commercial proposes. The system was tested by carrying out an experiment that recorded the sleep process of a subject. These recordings showed excellent results in the classification of breathing rate and body movements.
Respiratory diseases are leading causes of death and disability in the world. The recent COVID-19 pandemic is also affecting the respiratory system. Detecting and diagnosing respiratory diseases requires both medical professionals and the clinical environment. Most of the techniques used up to date were also invasive or expensive.
Some research groups are developing hardware devices and techniques to make possible a non-invasive or even remote respiratory sound acquisition. These sounds are then processed and analysed for clinical, scientific, or educational purposes.
We present the literature review of non-invasive sound acquisition devices and techniques.
The results are about a huge number of digital tools, like microphones, wearables, or Internet of Thing devices, that can be used in this scope.
Some interesting applications have been found. Some devices make easier the sound acquisition in a clinic environment, but others make possible daily monitoring outside that ambient. We aim to use some of these devices and include the non-invasive recorded respiratory sounds in a Digital Twin system for personalized health.
The evaluation of the effectiveness of different machine learning algorithms on a publicly available database of signals derived from wearable devices is presented with the goal of optimizing human activity recognition and classification. Among the wide number of body signals we choose a couple of signals, namely photoplethysmographic (optically detected subcutaneous blood volume) and tri-axis acceleration signals that are easy to be simultaneously acquired using commercial widespread devices (e.g. smartwatches) as well as custom wearable wireless devices designed for sport, healthcare, or clinical purposes. To this end, two widely used algorithms (decision tree and k-nearest neighbor) were tested, and their performance were compared to two new recent algorithms (particle Bernstein and a Monte Carlo-based regression) both in terms of accuracy and processing time. A data preprocessing phase was also considered to improve the performance of the machine learning procedures, in order to reduce the problem size and a detailed analysis of the compression strategy and results is also presented.
Die Arbeit stellt das Wesen und die Grundzüge der Lohnsteuer, einschließlich einem kurzen Abriß der Entwicklung des Lohnsteuerverfahrens, dar. Sie ist weder als Anleitung zur Ausfüllung eines Antrags auf Lohnsteuerjahresausgleich, noch als Nachschlagwerk gedacht. Der Leser dieser Ausarbeitung kennt die wesentlichen Grundzüge der Einkommensteuer, sowie deren besonderen Merkmale, wie z.B. der "Steuerprogression". Deshalb wurde hier auf die Darstellung der Einkommensteuer verzichtet; aus diesem Grunde wurde auch nicht die Veranlagung von Arbeitnehmern zur Einkommensteuer in die Ausarbeitung aufgenommen.
Logopädische Lernsoftware
(2003)
In den letzen Jahren konnte ein wachsendes Interesse an Lernsoftware im logopä-dischen Einsatzbereich verzeichnet werden. Dieses Interesse zeigte sich nicht nur auf Seite der logopädischen Fachpraxen sondern auch in den Grundschulen. Auf Grund dessen ist die Lernsoftware auf dem besten Wege, sich neben den traditionellen Lern- und Übungsmaterialien am Markt zu etablieren. Auf Grund der Vielfalt an Sprachstörungen wird ein System benötigt, das indivi-duell, je nach Bedürfnis des Klienten, konfiguriert werden kann. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Weiterentwick-lung der logopädischen Lernsoftware Detektiv Langohr, damit dieses Produkt den Anforderungen und Wünschen des Klientel so gerecht wie möglich wird. Auf Basis einer durchgeführten Marktanalyse wurden konkrete Anforderungen an ein solches System spezifiziert und im Anschluss in ein Projekt umgesetzt. Um dem Leser einen besseren Einblick in die Welt der Logopädie verschaffen zu können, wurde eine allgemeine Einführung in die Sprachtherapie dem Analyse- und Um-setzungsteil vorangestellt.
An der HTWG Konstanz können Studenten ihre Termine Online-Kalendersystem myDay organisieren. Der Kalender verfügt über eine eigene Datenbank zur persistenten Terminhaltung und ist über ein Webinterface bedienbar. Dieser Kalender wurde um nützliche Web Services erweitert, die externen Applikationen den Zugriff auf das Kalendersystem ermöglichen. Beispielhaft wird dies mit dem Personal Information Manager Outlook 2002 von Microsoft gezeigt. Die entwickelten Web Services bieten verschiedene Möglichkeiten der Termin- und Aufgabenverwaltung. Die Implementierung der Web Services wurde mit Hilfe eines Adapter-Konzeptes realisiert, welches auch in einer Enterprise Application Integration - Anbindung verwendung finden könnte.
Zur Verringerung der Kosten und des Aufwands zur Installation, Update und Wartung von Workstations in einem industriellen Umfeld, sollte ein System zur zentralen, hardwareunabhängigen und vollautomatischen Installation dieser Workstations eingeführt werden. Hierzu mussten zuerst einmal die Möglichkeiten für eine vollautomatische Installation der verschiedenen Betriebssysteme und Anwendungen betrachtet werden. Nach dem Aufbau der Hardware folgte daraufhin die Installation des Deployment Systems der Firma OnTechnology (OnCommand). Im Anschluss daran wurden die Skripte für die Betriebssystem- und Anwendungsinstallation erstellt. Diese Skripte wurden anschließend zur besseren Handhabung zu Profilen zusammengefasst. Im nächsten Schritt wurden bestehende Clients in das System integriert. Daraufhin wurde das Sicherheitskonzept des Systems betrachtet, mit dem die Möglichkeit besteht bestimmten Benutzern nur bestimmte Rechte zu vergeben. In weiteren Teilen der Diplomarbeit werden die bisherigen Probleme bei der Firma und das erhoffte Ziel, die Möglichkeiten des Systems, sowie die Probleme bei der Umsetzung beziehungsweise des Systems, dargestellt und im Fazit zusammengefasst.
Das Unternehmen MIK wird vorgestellt und die Entscheidungskriterien für die .NET Remoting-Technologie werden erläutert. Es wird die Entwicklung des .NET Remoting und die Unterschiede zu anderen Technologien für verteilten Anwendungen wie CORBA, DCOM und Java EJB dargestellt. Wichtige Grundbegriffe des .NET Remotings, wie Server activated und Client activated Objects sowie Konfiguration und Deployment werden erklärt und anhand einfacher Beispiele vertieft. Die Forderungen aus der Aufgabenstellung werden analysiert und an Hand der gewonnenen Informationen Daten modelliert und in UML-Klassendiagrammen festgehalten. Auf Client und Server-Seite wurde jeweils eine Software-Komponente entwickelt, welche die Kommunikation zwischen Client und Remoting-Server abwickeln. Implementierungsaspekte der beteiligten Klassen und deren Zusammenwirken werden ausführlich erläutert. Um die XML Strukturen der Konfigurationsdateien zu bearbeiten, werden Basisklassen des .NET Frameworks verwendet. Es werden Einblicke in die XPath-Abfragen und in die Ereignisbehandlung gegeben. Grundsätzlich kann jede .NET-Applikation als Remoting Server arbeiten. Es wird hier speziell die Produktivsetzung im IIS und in einem Windows-Dienst beschrieben. Es folgt die Überlegung, wie ein Apache Webserver in einer .NET Infrastruktur eingesetzt werden kann und was bei einer Kommunikation über eine Firewall zu berücksichtigen ist. Die Sicherheitsaspekte befassen sich mit den Authentifizierungsmethoden des IIS und der Verschlüsselung des Kommunikationskanals mittels SSL. Zur umfangreichen Bearbeitung der Konfigurationsdateien wurde ein Administrations-GUI entwickelt. Mit Hilfe von Reflexion können Remote-Objekte aus Assemblies heraus betrachtet und registriert werden.
Die Praxis zeigt, dass die meisten Leistungsmessungssysteme für den Vertriebsbereich konzeptuell bereits an ihre Grenzen gestoßen sind und den heutigen Geschäftsgegebenheiten kaum noch entsprechen können. Mehr noch, durch ihre „übertriebene“ Fokussierung auf die finanz-orientierten Indikatoren wirken sie sogar hinderlich im Konkurrenzkampf um den „besten Kunden“. Im Rahmen des Projektes, in welchem diese Arbeit entstanden ist, wurde für den Vertriebsmanager die Sales Performance Analyse als ein leistungsfähiges Controllinginstrument konzipiert und implementiert. Sie basiert auf dem bekannten Ansatz der Balanced Scorecard von Kaplan/Norton und bietet eine über alle Bereiche hinweg ausgewogene und strategieorientierte Betrachtung relevanter Vertriebsabläufe. Sie ermöglicht somit das Controlling, d.h. das Messen und Steuern, der relevanten Erfolgsfaktoren auf Basis der vier Perspektiven: Finanzen, Interne Prozesse, Kunden und Lernen&Wachstum. Um den vordefinierten inhaltlichen und funktionalen Ansprüchen gerecht zu werden, ist die Sales Performance Analyse in einer Systemlandschaft von SAP-eigenen Lösungen implementiert worden: Enterprise Portal, BW (Business Warehouse), CRM (Customer Relationship Management), SEM (Strategic Enterprise Management) und HR (Human Ressources). In diesem Projekt wurde ein funktionsfähiger Prototyp erstellt, der aktuell zu Präsentationszwecken bei den internationalen Branchenveranstaltungen und im laufenden SAP-Lösungs-Vertrieb verwendet wird.
Die Schlafapnoe ist eine häufig auftretende Schlafstörung,
die unterschiedliche Auswirkungen auf unseren Alltag hat; so wurde z. B.
über eine Tagesschläfrigkeit von etwa 25 % der Patienten mit obstruktiver
Schlafapnoe (OSA) berichtet. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines
Systems, das eine nichtinvasive Erkennung der Schlafapnoe in häuslicher
Umgebung ermöglichen soll.
Die digitale Transformation von Geschäftsprozessen und die stärkere Einbindung von IT-Systemen erzeugen bei kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) Chancen und Risiken zugleich. Risiken, die insbesondere in einer fehlenden IT-Compliance resultieren können. Wie Studien zeigen, sind KMU in Bezug auf IT-Compliance-Maßnahmen im Vergleich zu kapitalmarktorientierten Unternehmen jedoch im Rückstand [1]. Im Beitrag wird mithilfe von Experteninterviews und einer qualitativen Datenanalyse der Frage nachgegangen, welcher Status quo an Maßnahmen aktuell implementiert und wie der empfundene Compliance-Reifegrad ist. Weiterhin werden die Gründe und Motive erörtert, die zu diesem Zustand geführt haben. Letztlich sind Treiber identifiziert worden, die zu einem höheren Bewusstsein in der Zukunft führen können. Die Arbeit zeigt interessante Erkenntnisse aus der Praxis, da die Experteninterviews Einblicke in den aktuellen Status quo in Bezug auf IT-Compliance liefern.