2015 Abschlussarbeiten Travaux de fin d`études Graduation Theses

Transcription

Berner Fachhochschule
Informatik
Höheweg 80
2502 Biel
Telefon +41 32 321 63 23
[email protected]
ti.bfh.ch/informatik
Haute école spécialisée bernoise
Informatique
La Haute-Route 80
2502 Bienne
Téléphone +41 32 321 63 23
[email protected]
ti.bfh.ch/informatique
Bern University of Applied Sciences
Computer Science
Höheweg 80
2502 Biel
Telephone +41 32 321 63 23
[email protected]
ti.bfh.ch/computerscience
2015
Abschlussarbeiten
Travaux de fin d’études
Graduation Theses
BSc in Informatik
BSc en Informatique
BSc in Computer Science
‣‣Technik und Informatik / Technique et informatique / Engineering and Information Technology
Editorial
Editorial
Editorial
Prof. Dr. Lukas Rohr
Departementsleiter
Directeur du département
Head of Department
Liebe Leserinnen, liebe Leser
Chère lectrice, cher lecteur,
Da unser «Book» immer umfangreicher
wurde, haben wir uns entschlossen, die
verschiedenen Disziplinen in separaten
Ausgaben zu drucken, welche den Bedürf
nissen der Zielgruppen besser entspre
chen. Die gesamte Publikationsreihe zeigt
weiterhin alle an der Berner Fachhoch
schule Technik und Informatik ausgeführ
ten Abschlussarbeiten auf. Viele wurden in
Partnerschaft mit regionalen Unternehmen
oder Institutionen ausgeführt, welche sich
so den Zugang zu ergänzendem Know-how
und Infrastrukturen sowie zu Nachwuchs
kräften sichern.
Comme notre «livre» devenait de plus en
plus épais, nous avons décidé d’imprimer
les différentes filières dans des brochures
séparées, ce qui correspond mieux aux
besoins des groupes cibles. La série
complète de brochures présente toujours
l’ensemble des travaux de fin d’études
réalisés à la Haute école spécialisée ber
noise Technique et informatique. Un grand
nombre de ces travaux ont été réalisés en
collaboration avec des entreprises ou des
institutions régionales, qui se sont ainsi
assuré l’accès au savoir-faire et aux infras
tructures, ainsi qu’à la relève.
Die Region um Biel verfügt über eine
grosse Dichte an Hitech-Unternehmen. Die
enge Zusammenarbeit und die räumliche
Kompaktheit von angewandter Forschung
und Produktion sind zentral. Forschungs
gruppen der Berner Fachhochschule
engagieren sich bereits im INNOCAMPUS,
dem Netzwerkstandort Biel/Bienne des
nationalen Innovationsparks, an konkre
ten Projekten im Bereich Energie- und
Medizintechnik sowie «Industrie 4.0». Sie
entwickeln zusammen mit Unternehmen
und Institutionen innovative Produkte
und Verfahren und nutzen die Chance, die
Zukunft aktiv mitzugestalten.
La région de Bienne dispose d’une haute
densité d’entreprises high-tech. L’étroite
collaboration et la proximité entre la
recherche appliquée et la production sont
essentielles. Dans l’INNOCAMPUS, le site
biennois du Parc national d’innovation, des
groupes de recherche de la Haute école
spécialisée bernoise travaillent déjà sur
des projets concrets dans les domaines de
la technique énergétique et de la technique
médicale ainsi que de l’«industrie 4.0».
En collaboration avec des entreprises
et des institutions, ils développent des
produits et des procédés attrayants, et
ont ainsi la possibilité de contribuer à la
conception de l’avenir.
Die vorgestellten Abschlussarbeiten lassen
die Faszination eines technischen Stu
diums erkennen und belegen die Inno
vationskraft und das Leistungsvermögen
unserer Studierenden. Ich wünsche Ihnen
spannende Einblicke und bedanke mich bei
unseren Projektpartnern, Dozierenden und
Experten und Expertinnen für ihren Einsatz
und ihre Unterstützung.
Les travaux de fin d’études présentés re
flètent la fascination exercée par les études
techniques et illustrent la capacité d’inno
vation et l’excellence de nos étudiants. Je
vous souhaite une lecture passionnante et
j’en profite pour remercier nos partenaires
de projets, nos doctorants, nos expertes et
nos experts de leur engagement et de leur
soutien.
Dear Readers,
With our “book” getting more and more
extensive, we have decided to print the
different disciplines in separate editions
that better meet the target groups’ needs.
The overall publication series will continue
to show all the final theses completed at
the Bern University of Applied Sciences
Engineering and Information Technology
(BFH-TI). Many were done in partnership
with regional companies or institutions,
which thereby gain access to supplemental
expertise and infrastructure as well as
talented young people.
The Biel region has a large number of high
tech enterprises. The close cooperation
between applied science and production is
a central factor, as is their concentration in
such a compact area. At the INNOCAMPUS,
the network location in Biel/Bienne of the
Swiss Innovation Park, research groups
from Bern University of Applied Sciences
are already committed to concrete projects
in power engineering and medical technol
ogy as well as “Industry 4.0.” They are
teaming up with enterprises to develop
innovative products and processes and to
utilize opportunities to help actively shape
the future.
The final theses presented here show how
fascinating a program of studies in engi
neering can be and indicate the innovative
power and capabilities of our students.
I hope you enjoy exciting insights into the
various subjects as you read and would
like to express my thanks to our project
partners, instructors and experts for their
dedication and support.
Prof. Dr. Lukas Rohr
ti.bfh.ch/book2015
Inhalt
Table des matières
Contents
Titel
Titre
Titel
6Alumni BFH
6Alumni BFH
6Alumni BFH
7Infotage
7
8Mit Informatik die Zukunft gestalten
8
Façonner l’avenir avec l’informatique
10Industriepartner
10 Partenaires industriels
12Bachelorarbeiten
12 Travaux de bachelor
Impressum
Impressum
Imprint
Technik und Informatik
Technique et informatique
Engineering and Information Technology
online
online
online
book.bfh.ch
book.bfh.ch
book.bfh.ch
Inserate
Annonces
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Druck
Impression
Printing
staempfli.com
staempfli.com
staempfli.com
Auflage
Tirage
Edition
1000 Ex.
1000 exemplaires
1000 copies
3Lehre und Forschung am Puls
der Praxis
ti.bfh.ch/book2015
3Enseignement et recherche liés
à la pratique
Journées d’information
3Education and Research on the Pulse
of Practice
7
Info days
8Shape the future with information
technology
10 External Project Partner
12 Bachelor Theses
Lehre und Forschung am Puls der Praxis
Enseignement et recherche liés à la pratique
Education and Research on the Pulse of Practice
Die Berner Fachhochschule Technik und
Informatik BFH-TI ist eine anwendungs
orientierte Hochschule. Neben der Lehre
gehören Weiterbildung, Forschung und
Entwicklung sowie Dienstleistungen zu
ihren Kernkompetenzen. Drei Ansprüche
stehen im Zentrum ihres Wirkens:
• Die hohe Qualität, um der Wirtschaft qua
lifizierte und innovative Fachkräfte und
Dienstleistungen anbieten zu können.
• Die internationale Ausrichtung, um
Studierenden und Dozierenden beste
Chancen in der globalisierten Bildungsund Wirtschaftswelt zu eröffnen.
• Ein interdisziplinäres Denken und
Handeln, um den hohen Erwartungen an
die heterogenen Teams in Industrie und
Wissenschaft gerecht zu werden.
Die BFH-TI bietet sechs Bachelor- und zwei
Master-Studiengänge sowie ein umfas
sendes, durchgehend berufsbegleitendes
Weiterbildungsprogramm an.
Das Bachelorstudium als starke Basis
Mit Automobiltechnik, Elektro- und Kom
munikationstechnik, Informatik, Maschi
nentechnik, Medizininformatik sowie
Mikro- und Medizintechnik stehen sechs
Bachelor-Studiengänge zur Wahl. Die Studi
engänge Automobiltechnik und Medizinin
formatik werden in der Schweiz exklusiv an
der BFH-TI angeboten.
Im Bachelorstudium arbeiten die Studieren
den an spannenden Projekten mit. Sie wäh
len die Vertiefung und einen Teil der Module
individuell. In Biel setzt die BFH-TI seit
Jahren mit Erfolg auf die Karte der Zweispra
chigkeit. Bacholor-Plus bietet Studierenden
die Wahl, ihr Studium einsprachig oder aber
zweisprachig in Deutsch und Französisch
zu absolvieren. Die zertifizierte Erweiterung
der Sprachkompetenz kommt gerade in
technischen Berufen einem Chancenplus auf
dem Arbeitsmarkt gleich. Zudem eröffnen
sich spannende Möglichkeiten zur Zusam
menarbeit über die Sprachgrenze hinweg.
Mehr Informationen unter
ti.bfh.ch/bachelor
La Haute école spécialisée bernoise
Technique et informatique BFH-TI est
une haute école orientée application. A
côté de l’enseignement, la recherche et le
développement ainsi que les prestations
font également partie de ses compétences
centrales. Trois exigences caractérisent ses
activités:
• Une qualité élevée, pour mettre à dispo
sition de l’économie des spécialistes et
des prestations qualifiés et novateurs.
• L’orientation internationale, pour offrir
aux étudiants et aux enseignants les
meilleures chances dans un monde
économique et de la formation globalisé.
• Un mode de pensée et une action
interdisciplinaires, pour répondre aux
attentes élevées posées aux équipes
interdisciplinaires dans l’industrie et les
sciences.
Engineering and Information Technol
ogy (BFH-TI) is an application-oriented
university. Besides teaching, its core areas
of expertise include continuing education,
research and development, and service. All
its efforts revolve around three aspirations:
• To offer top quality, so that the economy
can be provided with qualified and in
novative skilled workers and services.
• To be internationally oriented, so that
the best opportunities in this globalized
world of education and economics are
opened up to students and instructors.
• To foster interdisciplinary ways of
thinking and acting, so that graduates
can meet the high expectations put on
heterogeneous teams in science and
industry.
La BFH-TI propose six filières de bachelor
et deux de master, ainsi qu’un programme
de perfectionnement en cours d’emploi
très diversifié.
BFH-TI offers six bachelor’s degree pro
grams and two master’s degree programs
as well as a comprehensive continuing
education program that can be completed
parallel to work.
Les études de bachelor, une base
solide
The bachelor studies as a solid
foundation
Six filières d’études sont à choix: Tech
nique automobile, Electricité et systèmes
de communication, Informatique, Méca
nique, Informatique médicale ainsi que
Microtechnique et technique médicale.
En Suisse, les filières d’études Technique
automobile et Informatique médicale sont
exclusivement proposées à la BFH-TI.
Pendant les études de bachelor, les
étudiant-e-s collaborent à de passion
nants projets. Ils choisissent individuel
lement une orientation et une partie des
modules. A Bienne, la BFH-TI mise depuis
des années avec succès sur la carte du
bilinguisme. Bachelor-Plus donne aux
étudiant-e-s le choix de mener leurs études
dans une langue ou dans deux langues, le
français et l’allemand. Dans les professions
techniques justement, l’approfondissement
certifié de la compétence linguistique
équivaut à une plus-value substantielle sur
le marché du travail. De plus des possi
bilités de collaborations passionnantes
sont envisageables au-delà de la frontière
linguistique.
Plus d’informations sur
ti.bfh.ch/bachelor
With Automotive Engineering, Electrical
and Communication Engineering, Com
puter Science, Mechanical Engineering,
Medical Informatics, as well as Micro- and
Medical Technology six Bachelor study
courses are offered. The study courses
Automotive Engineering and Medical Infor
matics are exclusively offered at the BFH-TI
in Switzerland.
During their Bachelor studies, students
collaborate on exciting projects. They
choose their specialisation and some of
the modules individually. In Bienne, the
BFH-TI successfully focuses on bilingual
ism. Bachelor-Plus offers students to
complete their study courses in one or in
two languages – in German and French.
The certified expansion of the language
competence, especially in the technical
professions, equals an extra chance in
the job market. Further, exciting possibili
ties for collaboration across the language
border are established.
For more information please go to
ti.bfh.ch/bachelor
ti.bfh.ch/book2015
3
Masterstudiengänge
4
Ein Masterstudium öffnet nach dem Bache
lorabschluss Türen – vorerst zu einem neu
en Studienabschnitt, verbunden mit hoch
interessanten Projektarbeiten. Später dann
zu einer beruflichen Zukunft mit besten
Perspektiven, sprich eine erfüllende Arbeit
in einem anspruchsvollen und spannenden
Job. Die BFH-TI bietet zwei unterschiedliche
Studiengänge zum Master of Science an:
MSc in Engineering MSE (Kooperation der
technischen Bereiche sämtlicher sieben
Schweizer Fachhochschulen):
Das von den Schweizer Fachhochschulen
gemeinsam angebotene Studium zum «Mas
ter of Science in Engineering» ist auf die
Praxis ausgerichtet. Die sogenannten Master
Research Units umfassen einen fachlichen
Kompetenzbereich, verfügen über eine
ausgezeichnete Infrastruktur und sichern
mit ihren Projekten den Bezug zur industri
ellen Praxis. Die vier Units der BFH-TI sind
«Energie-Verkehr-Mobilität», «Mobile Infor
mationsgesellschaft», «Produktionstechnik»
sowie «Technologie am Menschen».
ti.bfh.ch/master
Der universitäre Masterstudiengang für
Biomedizinische Technik wird von der
Universität Bern in Kooperation mit der
Berner Fachhochschule angeboten. Neben
fundiertem medizinischen und technischen
Fachwissen lernen die Masterstudierenden
den Weg medizintechnischer Produkte von
der Entwicklung bis zur Marktreife kennen.
Der Studiengang übernimmt somit eine
Brückenfunktion zwischen Akademie und
Industrie ein. Die Studierenden werden
mit Aspekten der Grundlagenforschung,
Entwicklung und klinischen Validierung
sowie mit den Zulassungsverfahren vertraut
und erwerben marktspezifische Kenntnisse
in Medizintechnik-Management.
Mehr Informationen unter ti.bfh.ch/master
oder bioeng.master.unibe.ch
Filières de master
Après un bachelor, des études de master
ouvrent des portes – tout d’abord vers un
nouveau cycle d’études avec un travail de
master extrêmement intéressant. Puis à
un avenir professionnel avec d’excellentes
perspectives, autrement dit un travail exi
geant et passionnant, apportant une grande
satisfaction. La BFH-TI propose deux filières
d’études conduisant au titre de Master of
Science:
MSc in Engineering MSE (coopération des
domaines techniques des sept hautes écoles
spécialisées de Suisse):
Les études de «Master of Science in
Engineering» proposées conjointement
par les hautes écoles spécialisées suisses
sont orientées sur la pratique. Les Master
Research Units comprennent un secteur
de compétence technique, disposent d’une
excellente infrastructure et garantissent
avec leurs projets le lien avec la pratique
industrielle. Les quatre Units de la BFH-TI
sont «Energie-Transport-Mobilité», «Société
mobile de l’information», «Technique de
production» ainsi que «Technologie appli
quée à l’être humain».
ti.bfh.ch/master
La filière d’études universitaires de master
en technique biomédicale est proposée par
l’Université de Berne, en coopération avec
la Haute école spécialisée bernoise. A côté
de connaissances médicales et techniques
approfondies, les étudiants suivent tout
le processus de réalisation de produits
techniques médicaux, du développement
à la mise sur le marché. Cette filière assure
le lien entre les secteurs académique et
industriel. Les étudiants se familiarisent
avec les aspects de la recherche fondamen
tale, du développement, de la validation
clinique et des procédures d’homologation,
et acquièrent des connaissances écono
miques spécifiques dans le management des
techniques médicales.
ti.bfh.ch/master ou bioeng.master.unibe.ch
ti.bfh.ch/book2015
Master’s degree programs
After the completion of a bachelor’s pro
gram, a master’s program opens up new
doors – initially to a further phase of study
and fascinating project work; later to a
professional future with excellent prospects
for fulfilling work in a demanding and excit
ing job. BFH-TI distinguishes between two
Master of Science programs:
Master of Science in Engineering MSE (co
operation among engineering departments
of all seven Swiss universities of applied
sciences):
The Master of Science in Engineering (MSE)
is practice-based and offered in cooperation
with all Swiss universities of applied sci
ences. The so-called Master Research Units
cover specific areas of competence, have an
outstanding infrastructure, and secure the
link to the industrial practice. The four units
at BFH-TI are: «Energy-Transport-Mobility»
«Mobile Information Society», «Produc
tion Technology», and «Human Interface
Technology».
ti.bfh.ch/master
The university master’s program for
biomedical technology is offered by the
University of Bern in collaboration with
Bern University of Applied Sciences. Along
with solid medical and technical knowledge,
the master’s students learn about the path
that medical devices take, from initial de
velopment to market maturity. The program
serves as a bridge between the world of
academics and industry. Students become
familiar with aspects of fundamental re
search, development and clinical validation
as well as the authorization procedures.
They also gain market-specific knowledge
in the field of medical technology manage
ment.
ti.bfh.ch/master or bioeng.master.unibe.ch
Die Forschung und Entwicklung als
Triebfeder der Innovation
La recherche et le développement
comme moteurs de l’innovation
An der BFH-TI wird Wissen in neue Anwen
dungen und Produkte umgesetzt. Die dafür
benötigten Kompetenzen und Ressourcen
sind in zehn Instituten konzentriert. Unsere
Professoren, Assistierenden und Studieren
den sind in zahlreichen multidisziplinären
und anwendungsorientierten Forschungs
projekten engagiert.
A la BFH-TI, le savoir est transféré dans
de nouveaux produits et applications. Dix
instituts abritent les compétences et les
ressources nécessaires. Nos professeur-e-s,
assistant-e-s et étudiant-e-s sont engagés
dans de nombreux projets de recherche
multidisciplinaires et orientés sur l’appli
cation.
forschung.ti.bfh.ch
recherche.ti.bfh.ch
Die Weiterbildung als Sprung auf der
Karriereleiter
La formation continue, un bond sur
l’échelle professionnelle
Die Weiterbildung der Berner Fachhoch
schule vermittelt Ingenieurinnen und
Ingenieuren sowie angehenden Managerin
nen und Managern gezielte Kompetenzen in
Bereichen, die interdisziplinär miteinander
verknüpft und aufeinander abgestimmt
sind. In den EMBA-Studiengängen liegt
der Schwerpunkt auf Betriebswirtschaft,
Unternehmensführung, Innovationsmanage
ment und Business Development in einem
Internationalen Umfeld. Im MAS Informa
tion Technology können die Fähigkeiten und
Kompetenzen in mehreren Schwerpunkten
vertieft und ergänzt werden. Beispielsweise
in IT-Security, Business Intelligence, Enter
prise Applications und Software Architec
ture. Der Bereich Medizininformatik und
Medizintechnik vermittelt Studierenden die
Fähigkeiten, die vielschichtigen Herausfor
derungen im Gesundheitswesen erfolgreich
zu meistern.
ti.bfh.ch/weiterbildung
Weiterbildungsprogramme mit Wirkung –
vertiefend und erweiternd.
La formation continue de la Haute école
spécialisée bernoise transmet aux ingé
nieures et ingénieurs ainsi qu’aux futurs
managers des compétences ciblées dans
les domaines interdisciplinaires liés et
coordonnés entre eux. L‘accent des filières
d’études EMBA est mis sur la gestion, la
direction d’entreprise, le management
d’innovation et le Business Development
dans un environnement international.
Le MAS Information Technology permet
d’approfondir et compléter les capacités et
compétences dans plusieurs points forts,
par exemple en IT-Security, Business Intelli
gence, Enterprise Applications et SoftwareArchitecture. Le domaine de l’informatique
médicale et technique médicale apprend
aux étudiant-e-s à maîtriser avec succès les
multiples défis de la santé publique.
ti.bfh.ch/formationcontinue
Programme de formation continue efficace –
approfondissement et extension.
Research and development as a
driving force in innovation
At BFH-TI, knowledge is transferred into
new applications and products. The requi
site competences and resources are con
centrated in ten institutes. Our professors,
assistants, and students are involved in
numerous multidisciplinary and applica
tion-orientated research projects.
research.ti.bfh.ch
Continuing education as a step up the
career ladder
The continuing education of the Bern Uni
versity of Applied Sciences imparts specific
skills in areas that are interdisciplinary
linked and coordinated to engineers and
aspiring managers. In the EMBA courses
the focus is based on business econom
ics, business management, innovation
management and business development in
an international environment. In the MAS
Information Technology skills and compe
tences can be developed and supplemented
in several focus areas. For example, in IT
Security, Business Intelligence, Enterprise
Applications and Software Architecture. The
division of Medical Informatics and Medical
Technology provides students with the skills
to successfully meet the complex challenges
in the health care.
Continuing education with effect –
specialisation and expanding.
ti.bfh.ch/book2015
5
Alumni BFH
Alumni BFH
Alumni BFH
6
Alumna oder Alumnus der Berner Fach
hochschule BFH zu sein, bedeutet nicht
nur, das Studium erfolgreich abgeschlos
sen zu haben. Alumni stellen eine wichtige
Brücke zwischen der Hochschule und den
Bereichen Wirtschaft, Kultur und Gesell
schaft dar. Durch das Weitergeben von
Erfahrungen tragen sie wesentlich zum
Erfolg ihrer «Alma mater» bei.
Etre alumnus ou alumna de la Haute école
spécialisée bernoise BFH ne signifie pas
seulement que l’on a terminé ses études
avec succès. Les alumni sont un lien essen
tiel entre la haute école et l’économie, la
culture et la société. En transmettant leurs
expériences, ils contribuent à renforcer
l’attrait de leur «alma mater».
Alumni der BFH sind alle Absolventin
nen und Absolventen einschliesslich der
Weiterbildungsabschlüsse MAS (Master of
Advanced Studies) und EMBA (Executive
Master of Business Administration).
Sont alumni de la BFH toutes les personnes
qui y ont obtenu un diplôme, y compris
dans les filières de formation continue MAS
(Master of Advanced Studies) ou EMBA
(Executive Master of Business Administra
tion).
Der im Oktober 2012 gegründete Dachver
band Alumni BFH vereint elf Alumni-Vereine
und unterstützt diese beim Erreichen ihrer
Ziele.
L’association faîtière créée en octobre 2012
sous le nom Alumni BFH regroupe onze
organisations membres, qu’elle soutient
dans la réalisation de leurs objectifs.
alumni.bfh.ch
alumni.bfh.ch
Die Alumni-Organisationen der BFH verbinden
ihre Absolventinnen und Absolventen, ermöglichen das Knüpfen von Kontakten und den systematischen Aufbau eines Beziehungsnetzes.
Les organisations Alumni de la BFH réunissent
leurs diplômé-e-s, leur permettent de nouer des
contacts et de se créer un réseau de relations.
ti.bfh.ch/book2015
Being an alum of Bern University of Ap
plied Sciences (BFH) means more than just
having successfully completed a program
of studies. Alumni act as an important
bridge between the university on the one
hand and the economy, arts and culture,
and society on the other. They contribute
much to the success of their alma mater by
sharing their own experiences.
BFH alumni consist of all graduates includ
ing those of the Master of Advanced Stud
ies (MAS) and Executive Master of Business
Administration (EMBA) programs.
«Alumni BFH» was founded in October
2012 as an umbrella organization in order
to unite the eleven alumni associations
and support them in reaching their goals.
For further information please go to
alumni.bfh.ch
Alumni organizations connect the graduates,
enable socializing and the platform of an essential
network.
Infotage
Journées d’information
Info days
Interessiert Sie ein Studium an der Berner
Fachhochschule? Wir öffnen unsere Türen:
Holen Sie sich alle Informationen zu unse
ren Bachelor- und Masterstudiengängen,
Zulassungsbedingungen, Studienbedingun
gen und unserer Schule. Führen Sie beim
Apéro persönliche Gespräche mit Studieren
den und Dozierenden und besuchen Sie in
Biel und Burgdorf unsere Labors.
Vous intéressez-vous à des études à la
Haute école spécialisée bernoise? Nous
ouvrons nos portes: venez recueillir toutes
les informations utiles sur nos filières de
bachelor et de master, sur les conditions
d'admission, les conditions d’études et
notre école. Discutez avec des étudiants et
des enseignants lors de l’apéro et visitez
nos laboratoires à Bienne et Berthoud.
ti.bfh.ch/infotage
Pour en savoir plus
ti.bfh.ch/infotage
Mit einer Weiterbildung auf Masterstufe
gehen Sie in Ihrer Karriere einen Schritt
weiter. Unsere umfassende, interdisziplinä
re Palette von Modulen ermöglicht Ihnen,
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Gebieten zu erweitern und zu ergänzen.
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un pas de plus dans votre carrière. Notre
gamme étendue et interdisciplinaire de
modules vous permet d’étendre vos compé
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Are you interested in studying at Bern
University of Applied Sciences? If so, we
invite you to attend our open house. There
you can obtain full information about our
bachelor’s and master’s programs and
about requirements for admission, study
conditions and our university. We welcome
you to attend our cocktail reception to talk
personally with students and instructors
and to visit our laboratories in Biel and
Burgdorf.
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You take your career a step further by
continuing your education at the master’s
level. Our comprehensive, interdisciplinary
range of modules allows you to expand
and supplement your competencies in the
widest variety of fields. Arrange a personal
consultation for all the details.
For additional information please to go
ti.bfh.ch/book2015
7
Mit Informatik die Zukunft gestalten
Façonner l’avenir avec l’informatique
Shape the future with information technology
8
Prof. Dr. Eric Dubuis
Abteilungsleiter Informatik
Directeur de la division informatique
Head of Information Technology Division
Als Informatiker, Informatikerin gestalten
Sie mit sicheren, effizienten und innova
tiven Softwarelösungen die Zukunft der
digitalen Informationsgesellschaft.
En tant qu’informaticien, vous façonnez
l’avenir de la société de l’information
numérique avec des solutions logicielles
sécurisées, efficaces et innovantes.
As an IT specialist, you help shape the
future of the digital information society
with secure, efficient, innovative software
solutions.
Ein Leben ohne Computer ist unvorstellbar.
Er steht auf jedem Schreibtisch, in jedem
Betrieb, steckt unsichtbar in Fahrzeu
gen aller Art, in Geräten des täglichen
Gebrauchs und jeder trägt ihn mit dem
Mobiltelefon in der Hosentasche.
On n’imagine pas vivre sans ordinateur.
Il est de tous les bureaux, de toutes les
entreprises, se cache dans tout type de
véhicules et d’appareils du quotidien et
tient dans les poches de chacun sous la
forme d’un téléphone portable.
It’s hard to imagine life without computers.
They are on every desk, in every company,
hidden in vehicles of every kind – and the
devices we use every day; we all carry
one in our pockets in the form of a mobile
phone.
Informatik ist weltumspannend. Sie durch
dringt die Wissenschaft, die Technik, die
Businessanwendungen, die Finanzbranche
und das Gesundheitswesen. Sie kommt in
ökologischen Anwendungen sowie Anwen
dungen im kulturellen und humanitären
Bereich vor.
L’informatique est universelle: elle marque
de son empreinte la science, la technique,
les applications commerciales, le secteur
financier et la santé. On la retrouve dans
des applications écologiques ou encore
culturelles et humanitaires.
Information technology spans the globe.
It can be found in every area of sci
ence, technology, business, finance, and
healthcare. IT applications are used in the
environmental sector, arts and culture, and
the humanities too.
La filière d’études «Bachelor of Science en
informatique» de la Haute école spécia
lisée bernoise transmet les thèmes et
méthodes clés pour le développement
de logiciels innovants de qualité. Les
éléments centraux de la formation sont la
programmation, la conception logicielle,
le génie logiciel, les bases de données,
l'Internet, les systèmes d’exploitation, les
réseaux informatiques et une sélection
de méthodes de gestion de projets. Lors
de la deuxième partie des études, les étu
diant-e-s peuvent choisir l’une des quatre
orientations suivantes: Mobile Computing,
IT-Security, Web and Business Applications
ou encore Computer Perception and Virtual
Reality.
The Bachelor of Science in Information
Technology degree programme at Bern
University of Applied Sciences teaches
the core topics and methods required to
develop innovative high-quality soft
ware. Programming, software design and
engineering, databases, the web, operating
systems and computer networks, as well
as selected project management methods
form the basic components of this train
ing. In the second part of their studies,
students choose from four specialisations:
Mobile Computing, IT Security, Web and
Business Applications, or Computer Per
ception and Virtual Reality.
Der Studiengang «Bachelor of Science in
Informatik» der Berner Fachhochschule
vermittelt die Kernthemen und -methoden,
die für die Entwicklung innovativer Qua
litätssoftware erforderlich sind. Program
mierung, Softwaredesign und Engineering,
Datenbanken, Web, Betriebssysteme
und Computernetze sowie ausgewählte
Methoden des Projektmanagements bilden
die Grundkomponenten der Ausbildung. Im
zweiten Teil des Studiums stehen die vier
Vertiefungsrichtungen Mobile Computing,
IT-Security, Web and Business Applications
sowie Computer Perception and Virtual
Reality zur Wahl.
Mit einem erfolgreich abgeschlossenen In
formatikstudium wirken Sie an erster Stelle
an der Gestaltung der Informationsgesell
schaft von morgen mit. Dazu wünsche ich
Ihnen viel Erfolg.
Prof. Dr. Eric Dubuis
ti.bfh.ch/book2015
Avec un diplôme en informatique, soyez
au premier rang pour la conception de la
société de l’information de demain. Bonne
chance.
Successfully completing your information
technology studies puts you at the cutting
edge, where you can help shape tomor
row’s information society. I wish you every
success in your future studies.
Vertiefungen – unsere Spezialitäten
Orientations – nos spécialités
Im Sinne einer Spezialisierung wählen die
Studierenden ab Mitte ihres Studiums eine
der angebotenen Vertiefungen:
• Mobile Computing und Internet der
Dinge
Entwicklung von Applikationen für mo
bile Endgeräte sowie vernetzte Sensoren
und Aktoren.
•IT-Security
Konzeption von sicheren Computer
systemen, Daten und Dokumenten
sowie der Schutz der Privatsphäre der
Anwender.
• Web and Business Applications
Konzeption und Entwicklung von unter
nehmensweiten Anwendungen.
•Computer Perception and Virtual
Reality
Konzeption und Entwicklung von Anwen
dungen in den Bereichen Computer Vi
sion, Bildverarbeitung, virtuelle Realität,
Computer Perception und Games.
Nos étudiant-e-s peuvent se spécialiser
dans l’une des orientations suivantes:
• Mobile Computing et Internet des
objets
Développement d’applications pour
terminaux mobiles et mise en réseau de
capteurs et d’actionneurs
•IT-Security
Conception de systèmes informatiques,
de données et de documents sécurisés
et protection de la sphère privée des
utilisateurs.
Conception et développement d’applica
tions d’entreprise.
• Computer Perception and Virtual
Reality
Conception et développement d’applica
tions dans les domaines suivants: vision
informatique, traitement de l'image,
réalité virtuelle, perception informatique
et jeux.
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Besuchen Sie uns, und erfahren Sie im
persönlichen Gespräch mehr über das
Studium in Informatik.
+41 32 321 63 23 (Sekretariat)
[email protected]
Pour plus d’informations, venez nous
rencontrer et découvrir les études en
informatique dans le cadre d’un entretien
personnel.
+41 32 321 63 23 (secrétariat)
[email protected]
Specialisations – our specialities
Students choose from one of the follow
ing specialisations when they are half way
through their studies.
• Mobile Computing and the Internet of
Things
Developing applications for mobile
devices, and wireless sensor and actor
networks.
• IT Security
Conceptual design of secure computer
systems, data and documents, plus
protecting the private sphere of users.
Conceptual design and development of
cross-departmental applications.
• Computer Perception and Virtual
Reality
Conceptual design and development of
applications for computer vision, image
processing, virtual reality, computer
perception and games.
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Would you like more information? Visit us
and learn more about information technol
ogy studies in a one-to-one meeting.
+41 32 321 63 23 (Secretary’s office)
[email protected]
ti.bfh.ch/book2015
9
Industriepartner
Partenaires industriels
Industrial Partners
10
Eine enge Zusammenarbeit mit Industrie
partnern ist uns äusserst wichtig. Im Be
reich Informatik sind zahlreiche Bachelor
arbeiten in Kooperation mit Firmen aus der
ganzen Schweiz entstanden. Wir bedanken
uns bei diesen Firmen für die fruchtbare
Zusammenarbeit!
Cistec AG, Zürich
Spital Muri
ee3 GmbH, Oberwil bei Zug
GARAIO AG, Bern
Geocloud AG, Schlieren
GSMN Privatklinik Obach, Solothurn
Poly-Projekt, Zollikofen
Solothurner Spitäler AG, Solothurn
Swisscom (Schweiz) AG, Ittigen
Tubban GmbH, Biel/Bienne
ti.bfh.ch/book2015
A nos yeux une collaboration étroite avec
des partenaires industriels est extrême
ment importante. Dans le domaine de la
technologie Informatique, de nombreuses
thèses sont en coopération avec des entre
prises dans toute la Suisse. Nous remer
cions ces entreprises pour cette fructueuse
collaboration!
Close cooperation with industrial partners
is very important to us. In the field of Com
puter Science numerous bachelor theses
have been produced in cooperation with
companies in all of Switzerland. We thank
these companies for the fruitful collabora
tion.
11
ti.bfh.ch/book2015
Bachelorarbeiten
Travaux de bachelor
Bachelor Theses
12
Im Folgenden präsentieren wir Ihnen die
Zusammenfassungen der Bachelorarbeiten
Informatik des Jahres 2015.
Ci-après, nous vous présentons les résumés
des travaux de bachelor en Informatique de
l’année 2015.
Below we have summarized for you
the bachelor theses in Computer Science
in 2015.
Die Absolventinnen und Absolventen sind
in alphabetischer Reihenfolge aufgeführt.
Bei Teams bestimmt die alphabetische
Position des ersten Teammitglieds die
Einordnung.
Les diplômées et diplômés sont présentés
dans l’ordre alphabétique. Lorsqu’il s’agit
d’un team, le nom de la personne dont la
première lettre est la plus proche du début
de l’alphabète détermine la position du
team.
The graduates are listed according in
alphabetical order. In teams the alphabetic
position of the first member of the team
appoints the indexing.
Die Texte wurden durch die Absolventin
nen und Absolventen verfasst, teils mit der
Unterstützung von Betreuungspersonen.
Die Texte wurden vor Publikation nicht
systematisch redigiert und korrigiert.
Benjamin Affolter....................................... 13
Christian Anderegg.................................... 14
Mario Althaus............................................30
Mijo Barbaric............................................. 15
Luc Baumann............................................. 16
Priya Bianchetti......................................... 18
Christian Bigler.......................................... 28
Gaetano Borrini......................................... 19
Christian Brodbeck....................................20
Adrian Bronner...........................................21
Christian Bürgi........................................... 22
Samuel Buri............................................... 23
Florian Buschor.........................................20
Olivier Düggelin......................................... 14
Mira Günzburger........................................ 24
ti.bfh.ch/book2015
Les textes ont été écrits par les diplômées
et diplômés, avec parfois le soutien des
mentors. Les textes n’ont pas systémati
quement été rédigés, ni corrigés avant la
publication.
Patrick Haring............................................ 22
Boris Haueter............................................. 26
Andreas Hebeisen...................................... 27
Martin Herrmann....................................... 13
Joel Holzer.................................................. 28
Dominique Huber...................................... 29
Tobiasz Jakubowski...................................30
Philipp Jüni................................................ 32
Tino Kobler................................................. 33
Michael König............................................ 34
Michael Leiser............................................ 33
Malic Maraachli......................................... 35
Christian Märki.......................................... 36
Simon Meer................................................ 38
Matteo Alain Morandi................................ 39
The texts were written by the graduates,
partly with the support of their supervising
tutors. The texts were not systematically
edited nor corrected before publication.
Kevin Mühlheim.........................................40
Christian Müller..........................................21
Sven Nyffenegger....................................... 41
Sven Osterwalder...................................... 24
Severin Räz................................................ 42
Christian Ritz.............................................44
Tobias Rothen............................................ 39
Simon Späti............................................... 27
Timo Sperisen............................................ 45
Michael Stefan Staub................................ 34
Noemi Stucki.............................................46
Stefan Walle............................................... 26
Priska Wermelinger...................................46
Matthias Winzeler...................................... 47
Network- und Security-Lab aus der Cloud
Fachgebiet: IT-Security
Betreuer: Hansjürg Wenger
Experte: Andreas Dürsteler (Swisscom AG)
Eine umfassende Automatisierung kann heutzutage schon fast als Standard angesehen werden, auch wenn es darum geht, virtuelle Laborumgebungen den Studierenden der Berner Fachhochschule zur Verfügung zu
stellen. Dieser Umstand sowie eine unsichere Lizenzsituation weckten das
Bedürfnis für eine neue Private Cloud-Lösung auf Basis von OpenStack
und Ansible, um Aufwand für Betrieb und Administration im Gegensatz
zur bestehenden Lösung bedeutend zu minimieren.
Private Cloud für die BFH
OpenStack und Ansible
Die Sorgen betr. Lizenzen und deren Kosten werden
umgangen, indem die gesamte Plattform auf Open
Source-lizenzierter Software basiert. Dabei soll aber
die gewohnte Funktionalität der momentan eingesetz
ten Plattform bestmöglich auch von der neuen Lösung
abgedeckt werden.
Das benutzerfreundliche OpenStack-Dashboard bietet
auch unerfahrenen Benutzern die Möglichkeit, mit
wenigen Klicks, ihre Laborumgebung anzupassen und
zu verwalten. Die Modularität und Flexibilität des
Configuration Management-Systems erlaubt eine sehr
einfache Anpassung der bestehenden Laborsetups
oder auch deren Übernahme für neue Module.
Die Ziele dieser Arbeit waren u.a. der Bau einer
Private Cloud, welche es ermöglicht, die bestehenden
Laborumgebungen darin abzubilden. Diese bestehen
jeweils aus einem kleinen Netz sowie darin enthalte
nen Server- und Client-Systemen. Die Erstellung und
Konfiguration dieser Labors soll dabei so weit wie
möglich automatisiert geschehen, wofür ein geeigne
tes Configuration Management-System zum Einsatz
kommen soll.
13
In Evaluationsverfahren stellten sich einerseits
OpenStack als Cloud-Lösung und andererseits Ansible
als Configuration Management-System als geeignetste
Lösungen heraus, dies u.a. aufgrund der flexiblen und
extensiven Schnittstellen von OpenStack. Die damit
umgesetzte Plattform ermöglicht es nun, praktisch auf
Knopfdruck eine Laborumgebung für die Studierenden
zu erstellen, was früher einen Aufwand von mehreren
Tagen bedeutete.
Die gebaute Lösung bestätigt, dass grosse Zeiterspar
nisse beim Bau der Laborumgebungen problemlos
möglich sind. Mit dieser und weiteren Fähigkeiten
steht der BFH somit eine moderne, zukunftsorien
tierte Private Cloud zur Verfügung.
BE
BU
VA
Martin Herrmann
BSc in Informatik
Benjamin Affolter
Komponenten der gebauten Lösung
BI
Typische Laborumgebung innerhalb der OpenStack-Private Cloud
ti.bfh.ch/book2015
Home Care Sensor Management System
Fachgebiet: Informatik
Betreuer: Michael Lehmann, Marcel Pfahrer
Experte: Markus Nufer (Nufer Consulting AG)
Industriepartner: Poly-Projekt, Zollikofen
14
Eine pflegebedürftige Person stürzt zu Boden und braucht Hilfe. Leider
ist der Alarmknopf nicht in Reichweite. Dennoch kommt nach 15 Minuten
die Pflegefachperson zu Hilfe. Wie erfuhr sie vom Sturz? Dank dem «Home
Care Sensor Management System», unserem ausgeklügelten System von
Sensoren, welches Notsituationen gezielt erkennt und zuverlässig einen
Alarm auslöst.
Sensor-Service
Der Sensor-Service erkennt die Signale der Sensoren
und schickt die Nachrichten-Ereignisse auf den EventBus. In einer Systemlandschaft können mehrere sol
cher Sensor-Services gleichzeitig arbeiten und die Sig
nale der Sensoren redundant erfassen. Damit ist die
Erkennung eines Notsignals garantiert und somit das
System noch zuverlässiger.
Alarm-Service
Der Alarm-Service liest die Nachrichten-Ereignisse
und löst den Alarm aus. Zudem hält dieser in einer
Reporting-Tabelle fest, wie lange die Reaktion auf den
Alarm gedauert hat und wann er quittiert wurde.
Christian Anderegg
[email protected]
Pflegebedürftige Person mit Funksensor
Olivier Düggelin
Unser System besteht aus drei Teilprogrammen, wel
che idealerweise auf unterschiedlichen Servern laufen.
Die Komponenten sind entweder Windows-Dienste
oder werden von einem verwaltet. Dies macht das
Alarmsystem sehr betriebssicher, weil die Dienste
nach einem Ausfall von selbst starten. Die Kommunika
tion der Komponenten des Systems erfolgt über einen
Event-Bus, welcher Nachrichten-Ereignisse als Datei in
einer Warteschlange speichert. Diese sind nach einem
Neustart des Systems weiterhin vorhanden. Damit
erreichen wir eine hohe Zuverlässigkeit des Systems.
Webseite
Die Webseite stellt das System und den Alarm grafisch
dar und dient als Benutzeroberfläche für die Konfi
guration des Systems. Dank dem dynamischen Web
design lässt sich das System über alle browserfähigen
Geräte, wie z. B. über ein Smartphone oder ein Tablett
ansteuern. Das macht die Kontrolle jederzeit und
überall möglich. Mit dem Framework SignalR werden
die Nachrichten auf dem Event-Bus gelesen und der
Alarm in Echtzeit auf allen geöffneten Browserfens
tern dargestellt.
[email protected]
BI
BE
BU
VA
BSc in Informatik
HCSMS
Ideale Systemarchitektur
ti.bfh.ch/book2015
E-Kaizen – Elektronische Verwaltung
von Kaizen Boards
Fachgebiet: Web and Business Applications
Betreuer: Marcel Pfahrer
Experte: Armin Blum (BAKOM)
Industriepartner: Swisscom (Schweiz) AG, Ittigen
Auf Japanisch heisst Kai «Veränderung» und Zen «zum Besseren».
Kaizen ist eine Methode und Teil der Lean Strategie, einem Werkzeug,
welches Verschwendung und Ineffizienz in Unternehmen minimieren
soll. Auf Deutsch wird Kaizen auch als «kontinuierlicher Verbesserungsprozess» (KVP) bezeichnet. Die Swisscom als moderne Firma setzt auf
diese Methode, wobei die Lean-Thematik im Unternehmen allgemein
auf positive Resonanz stösst und von zahlreichen Teams gelebt wird.
Vor Projektbeginn gab es Kaizen in der Swisscom aus
schliesslich als Poster-Vorlage. Ideen wurden auf Notiz
zettel (Post-Its) geschrieben und bei regelmässig statt
findenden Improve Meetings innerhalb des Teams
diskutiert, priorisiert, gegebenenfalls zu Massnahmen
umgewandelt und umgesetzt. Beschwerlich war das
Ganze insbesondere für standortverteilte Teams. Ein
solches Poster ist für Reisen nicht sonderlich gut geeig
net. Zudem setzt eine Improve Session voraus, dass vie
le Team-Kollegen anwesend sind. Es bestand das Risiko,
dass Zettel verloren gehen oder der letzte Stand nicht
mehr eindeutig zu bestimmen ist. Eine Auswertung über
die Team-Performance war mit manuellem Aufwand ver
bunden. Zudem gab es grosses Verbesserungspotential
in Sachen Transparenz. Es war z. B. schwierig herauszu
finden, ob eine Idee schon in ähnlicher Form von einem
anderen Team behandelt wird oder wurde.
Ziel
Umsetzung
Die realisierte Lösung ist eine moderne Client-Ser
ver-Applikation. Serverseitig läuft E-Kaizen auf einer
Microsoft ASP.NET MVC Umgebung und setzt für die
Datenhaltung auf die dokumentenbasierte (NoSQL)Datenbank RavenDB. SignalR dient bei den Live-Funk
tionalitäten als Kommunikations-Schnittstelle (Pub
lish/Subscribe) und im Frontend kommt AngularJS
zum Einsatz. E-Kaizen vereint damit eine umfangrei
che Palette an modernen Technologien und Frame
works, wobei die folgenden zentral sind:
−− ASP.NET MVC & Web API
−− RavenDB
−− SignalR
−− AngularJS
−− nvd3 Charts
−− HTML5 / CSS3
Ergebnis
E-Kaizen hat sich in der Swisscom etabliert und das
analoge Poster weitestgehend abgelöst. Es gibt immer
mehr Teams welche auf die digitale Plattform setzen
und den kontinuierlichen Verbesserungsprozess des
Unternehmens weiter stärken.
Mijo Barbaric
[email protected]
BI
BE
BU
VA
Ziel der Arbeit war die Realisierung einer Web-Appli
kation, mit welcher auf einfache Art und Weise Kaizen
Sessions durchgeführt werden können. Diese virtuelle
und damit immer und überall verfügbare Plattform
sollte Teams helfen, ihre Improve Meetings flexibler
und effizienter durchzuführen. Insbesondere stand
ortverteilte Arbeitsgruppen sollten davon profitieren
können. Darüber hinaus waren fortgeschrittene Featu
res wie Live-Boards, eine Volltextsuche, ein detaillier
ter Änderungsverlauf und Statistiken Teil der Arbeit.
E-Kaizen sollte der intuitiven Bedienung des Posters
möglichst nahe kommen und doch viele Vorteile digi
taler Software gegenüber der analogen Welt bieten.
BSc in Informatik
Ausgangslage
15
Traditionelle Poster-Vorlage inkl. zwei Beispielen
Digitale Plattform E-Kaizen
ti.bfh.ch/book2015
Autonomous Quadrocopter Landing
Fachgebiet: Technik und Informatik
Betreuer: Marcus Hudritsch
Experte: Harald Studer (ISS)
16
Eine vollautomatische Punktlandung eines Quadrocopters auf einer
Ladestation ermöglicht viele neue Anwendungsfälle. Eine intelligente
Kamera erkennt das Landeziel mithilfe eines Algorithmus zur Gesichts
erkennung in 3 bis 300 Millisekunden. Mit geeigneten Sensoren und
durch mehrere verschachtelte Regelkreise landet der Quadrocopter bis
auf ein paar Zentimeter genau auf dem erkannten Ziel.
Autonome Landung
Luc Baumann
Der Quadrocopter kann mit meiner Entwicklung eine
autonome zentimetergenaue Punktlandung auf einem
optisch markierten Landeplatz ausführen. Mit GPS
kann nur auf ein paar Meter genau über das Ziel navi
giert werden, die präzise Landung auf einem Ziel ist
mit GPS alleine nicht möglich. Diese letzten Meter
des Landeanflugs können mithilfe von maschinellem
Sehen autonom bis genau auf das markierte Ziel ge
flogen werden.
So können viele neue Einsatzgebiete für vollständig
autonom agierende Quadrocopter, welche im Betrieb
keine manuellen Eingriffe mehr erfordern und sich
selber aufladen, erschlossen werden.
Realisierung
Die Landestation wird mit einem Kreuz markiert, der
Quadrocopter erkennt mithilfe seiner Kamera dieses
Landeziel und kann präzise auf der Ladestation lan
den, um seinen Akku für die nächste Mission wieder
aufzuladen.
Nach der Auswahl der geeigneten Hardware für diese
Arbeit und der Integration aller Module zu einem
funktionierenden System waren viele Testflüge und
Auswertungen nötig, um das System zu optimieren
und Fehler in der bestehenden sowie in der neuen
Software zu beheben.
Resultat
Als Demonstration zeigt das YouTube-Video auf
http://youtu.be/Pl_AXzW1VDs ein paar autonomen
Landungen aus verschiedenen Perspektiven inklusive
dem Verfolgen eines bewegten Landeziels.
Fazit
BE
BU
VA
BSc in Informatik
Viele technische Schwierigkeiten bei der Umsetzung
vom Löten und Schrauben bis zum Entwickeln und
Optimieren der Software mussten bewältigt werden,
bis es möglich war, ein System zusammenzustellen,
welches die Aufgabenstellung erfüllt.
BI
Autonome Landung auf dem markierten Ziel
ti.bfh.ch/book2015
Erkennung des Musters während der Kalibrierung der Kamera
Online Inspector for UniBoard
Subject: Computer Science
Thesis advisor: Prof. Dr. Rolf Haenni
Expert: Han van der Kleij (SBB)
18
UniBoard is a system that deals with the implementation of a public bulletin board where data in the context of e-voting is stored. Hence, the nature
of the messages vary from being a clear text message to cryptographic content like digital signatures. The goal of this project is to develop an independent web application that allows a user to inspect the content of the
board by querying the board. The obtained results are displayed in a clear
and convenient way in a viewer.
Priya Bianchetti
UniBoard is a central component of UniVote, a current
e-voting project at the Bern University of Applied
Sciences. UniVote uses a public bulletin board to reg
ister information about an election, for example the
list of eligible voters, encrypted ballots etc. The exist
ing web service interface called UniBoardService ex
poses two principle operations, the POST and the GET
operations that allow to post messages to the board
and read previously posted messages respectively. All
communication with UniBoard is done over the exist
ing web service interface.
+41 76 305 08 52
UniBoard Inspector is an independant web applica
tion that has been implemented as a work of this pro
ject. The application queries the board for election
data such as the voters, candidates, election informa
tion, ballots etc. It provides three different search
methods to query the board. The project stucture of
UniBoard Inspector is provided in Figure 1.
The page flow diagram of the application UniBoard In
spector is shown in Figure 2. The arrows show the in
teraction of a user with the application, such as click
ing on a button or a link. The blue ovals show the
different pages that are displayed by the application.
Figure 1: UniBoard Inspector Project Structure
BI
BE
BU
VA
[email protected]
It is a JavaEE web service client application that con
sumes the services of the existing web service inter
face. It provides a web user interface for users to en
ter the search criteria. The user interface is built using
the JSF (Java Server Faces) technology. The search pa
rameters entered by the user are assigned to variables
in the enterprise bean classes where validation is
done if necessary. The enterprise beans along with
other classes contains the business logic of the appli
cation that handles the task of constructing a query
and obtaining the results by invoking the GET opera
tion of the web service interface.
ti.bfh.ch/book2015
Figure 2: UniBoard Inspector Page Flow Diagram
Laboratory Monitoring & Data Acquisition
Fachgebiet: Mobile Computing
Betreuer: Prof. Dr. Reto König
Experte: Han Van der Kleij (SBB AG)
Laboratory Monitoring and Data Acquisition (LAMDA) ist eine Applikation
zum Überwachen und Steuern von Labor Komponenten. Sie ermöglicht es,
Daten in Echtzeit anzuzeigen und zu steuern. Aufgezeichnete Daten sollen
für Auswertungen zur Verfügung gestellt werden. Durch die Implementa
tion eines Sicherheitskonzepts, soll die Sicherheit der Laborkomponenten
erhöht werden.
Applikation
Gaetano Borrini
Zukunft
Um die Applikation im Labor der Cheops Mission
einzusetzen, bedarf es für eine finale Version noch
Anpassungen am Controller und der Webapplikation.
Um die Performance auch bei erhöhter Datenlast ga
rantieren zu können, ist es möglich auf eine NoSQL
Datenbank zu wechseln. Für die endgültige Version
soll LAMDA noch modularer gestaltet werden. Weiter
ist das Ziel, zusätzlich einen Editor in der Webapplika
tion anzubieten, um die Erweiterbarkeit und Pflege zu
vereinfachen.
Web Frontend der Applikation
BE
BU
VA
Gefordert wurde eine Applikation, welche Daten in
Echtzeit anzeigen und verarbeiten kann. Die geforder
te Plattformunabhängigkeit legte eine Realisierung
des Clients als Webapplikation nahe. Um dies zu er
reichen, wurde die Applikation in NodeJS entwickelt.
Kern der Applikation ist der Controller, welcher über
verschiedene interne Module die Kommunikation zwi
schen der Laborsteuerung und der Webapplikation
herstellt. Diese interne Kommunikation des Control
lers wurde mit einem Eventbus realisiert. Die Verbin
dung zur Laborsteuerung wurde mit dem OPCUA
Standard umgesetzt. Um die Daten in Echtzeit zwi
schen dem Controller und der Webapplikation auszu
tauschen, wird das Web Socket Protokoll verwendet.
Daten und Konfiguration der Applikation sind in der
Datenbank hinterlegt. Damit die Laborsicherheit ge
währleistet werden kann, wurde für die Applikation
ein Sicherheitskonzept erarbeitet, welches über eine
Benutzeranmeldung und ein Rollenmodell verfügt.
Weiter unterschiedet die Applikation, ob die Webapplikation von intern oder extern eines Labors auf
gerufen wird. Steuerfunktionen sollen nur innerhalb
des Labors zugänglich sein.
BSc in Informatik
Die heutigen Laborkomponenten in der Abteilung Welt
raumforschung und Planetologie des Physikalischen
Institutes der Universität Bern sind schon älterer Ge
neration. Auch die Applikation Supervisory Control
and Data Acquisition (SCADA), welche für die Steue
rung und Überwachung der Labore verwendet wird,
entspricht nicht mehr den aktuellen Anforderungen.
Für ein neues Labor soll nun eine Laboratory Monitor
ing & Data Acquisition (LAMDA) Software entwickelt
werden, welche den Anforderungen entspricht und zu
kunftssicher ist.
BI
Ausgangslage
19
OPCUA Labor-Steuerung
ti.bfh.ch/book2015
Sicherer Formularservice
Fachgebiet: IT-Security
Betreuer: Prof. Gerhard Hassenstein, Prof. Dr. Annett Laube-Rosenpflanzer
Experte: Dr. Igor Metz (Glue Software Engineering AG)
20
Automatisierte Formulare boomen – auch bei Gemeinden. Die Datenfelder
werden nach erfolgter Anmeldung mit bereits bekannten Daten ausgefüllt.
Der Benutzer muss nur noch deren Richtigkeit bestätigen und das Formular abschicken. Die Formulare werden meistens von Drittfirmen als Dienstleistung angeboten. Da teilweise grosse Sicherheitsmängel vorhanden
sind, zeigt diese Arbeit anhand eines Konzepts und eines Prototyps wie
ein sicherer Formularservice aussehen könnte.
Ausgangslage
Viele produktiv eingesetzte Formularservices beinhal
ten Sicherheitsmängel im Umgang mit den Benutzer
daten. Sei es, dass Formulare ohne Zustimmung des
Benutzers mit dessen Daten ausgefüllt werden könn
ten oder aber schützenswerten Daten unverschlüsselt
übertragen werden.
Ziele
Christian Brodbeck
Der Benutzer muss sich einmal bei einem Identity-Ser
ver registrieren. Die im Benutzerprofil gespeicherten
Daten, kann der Benutzer jederzeit anpassen und auch
wieder löschen.
Bei einem Klick auf einen Formularlink auf einer
Webseite ruft der Webserver nicht direkt den Formularserver auf, sondern schickt den Browser erst zum
Identity-Server. Dieser prüft, ob der Webserver das ge
wünschte Formular aufrufen darf und zeigt danach ei
nen Login-Dialog an. Bei erfolgreichem Login muss der
Benutzer nun über den Browser den Zugriff auf sein
Profil für das Formular genehmigen. Nachdem der Iden
tity-Server die Genehmigung bekommt hat, schickt er
eine Bestätigung an den Browser, der diese umgehend
an den Formularserver weiterleitet. Mit dieser Geneh
migung ist der Formularserver einmalig berechtigt, sich
ein «Ticket» ausstellen zu lassen. Dabei werden weitere
Parameter übermittelt, die der Browser nicht kennt.
Das «Ticket» ermächtigt den Formularserver schliess
lich zum Zugriff auf die Profildaten beim Identity-Ser
ver, die er nutzt um das Formular automatisch auszufül
len. Alle Nachrichten werden über eine verschlüsselte
Verbindung übertragen.
Florian Buschor
Über zwei Parameter im Formularlink werden die be
nötigten Zugriffsrechte und die Auswahl der kun
denspezifischen Formularvorlage gesteuert.
[email protected]
Fazit
VA
BSc in Informatik
[email protected]
Das Ziel dieser Arbeit war das Erarbeiten einer tech
nologischen Architektur für einen – im Gesamtsystem
betrachtet – sicheren Formularservice, eine Umset
zung dieser Architektur in einem Prototyp mit OAuth
2.0 und OpenID Connect, damit auch mobile Anwen
dungen umgesetzt werden können und die Erarbei
tung einer Sicherheitsanalyse der umgesetzten Lö
sung. Von grosser Wichtigkeit war ausserdem, dass
der Webauftritt einer Gemeinde, bzw. Firma nur ge
ringfügig angepasst werden muss.
Konzeptarchitektur
BE
BU
Die Lösungsarchitektur und der Prototyp zeigen, dass
mit OAuth 2.0 und OpenID Connect sichere Formular
services implementiert werden können. Allerdings
zeigte sich bei der Umsetzung auch, dass die erhält
lichen Open-Source-Implementierungen von Identi
ty-Servern derzeit noch diverse Mängel in der Umset
zung und Implementierung des OpenID-ConnectStandards haben und somit ein produktiver Einsatz
leider noch nicht möglich ist.
BI
Vereinfachte Konzeptlösung für einen sicheren Formularservice
ti.bfh.ch/book2015
Robust Environment Monitoring System
Fachgebiet: Verteilte Systeme
Betreuer: Dr. Reto König
Experte: Prof. Dr. Torsten Braun (Universität Bern)
Die Machbarkeitsstudie mit dem Namen Robust Environment Monitoring
System bezeichnet ein verteiltes sowie robustes Sensorsystem, welches
auf der konzeptionellen Idee der dreifach modularen Redundanz basiert.
Es überwacht Umgebungsparameter wie Temperatur oder Luftfeuchtigkeit
und informiert stets über die aktuellen Messergebnisse sowie den Systemzustand. Zudem übersteht es den Ausfall von einzelnen Systemkomponenten, ohne einen kompletten Dienstausfall zu erleiden.
21
Motivation
Das Internet der Dinge wird oft als die nächste indust
rielle Revolution bezeichnet. Dabei verschwinden
klassische Computer und werden durch intelligente
Gegenstände bzw.immer kleinere eingebettete Com
putersysteme ersetzt, welche den Menschen im Alltag
unterstützen sollen. So werden zum Beispiel die un
terschiedlichsten Räumlichkeiten mit Sensorsystemen
ausgerüstet, um Umgebungsparameter wie Tempera
tur oder Feuchtigkeit zu überwachen.
Adrian Bronner
Ziel der Arbeit
Basierend auf den theoretischen Grundlagen der ver
teilten Systeme soll eine Machbarkeitsstudie durch
geführt werden, welche die Entwicklung eines fehler
toleranten Systems für verteilte Messungen beinhaltet.
Das System für die Durchführung dieser verteilten
Messungen soll die vom Betreiber gewünschten Um
gebungsparameter überwachen und im Fehlerfall
alarmieren.
Konzept der dreifach modularen Redundanz, Lyons & Vanderkulk (1961)
Die praktischen Tests mit dem entwickelten System
haben gezeigt, dass die grundlegende Realisierung ei
nes Systems zur robusten Umgebungsüberwachung
gemäss den definierten Anforderungen möglich ist.
Das heisst, das System verkraftet den Ausfall und die
wieder Inbetriebnahme einer beliebigen Komponente,
ohne dass das System in seiner Funktionsweise beein
trächtigt wird. Die Lösungsansätze wurden richtig ge
wählt und umgesetzt, wobei für die Entwicklung eines
Systems für den produktiven Einsatz eine langjährige
Erfahrung im Umgang mit verteilten Systemen erfor
derlich ist.
Christian Müller
christian.mueller.be@gmail.
com
BSc in Informatik
Diese Umgebungsüberwachungssysteme sind oft
weder sicher noch robust und somit anfällig für Aus
fälle infolge von Hardwarefehlern und Fehlfunktionen
der Software. Wird ein Ausfall oder eine Fehlfunktion eines solchen Systems nicht bemerkt, können
erhebliche finanzielle Schäden entstehen.
Ergebnisse
BU
BE
Hardwareeinsatz im Rahmen der praktischen Machbarkeitsstudie
ti.bfh.ch/book2015
BI
Das entwickelte System basiert auf dem in der nach
folgenden Abbildung dargestellten Konzept der drei
fach modularen Redundanz. Die Komponenten (Mi)
sind jeweils in dreifacher Ausführung vorhanden. Je
der der Wähler (V) ist ein Schaltkreis mit drei Eingän
gen und einem Ausgang, wobei die Ausgabe gleich der
Eingabe ist, wenn zwei oder drei Eingänge gleich sind.
Somit bleibt das System weiterhin in Betrieb, bis die
fehlerhafte Komponente ersetzt wird, wobei sich die
Gewissheit der Messergebnisse reduziert.
VA
Die Recherchen haben gezeigt, dass die umfangrei
chen wissenschaftlichen Arbeiten im Bereich der
verteilten Systeme über keine Patentlösungen für die
Realisierung solcher Anforderungen verfügen.
Vortessence Rule Engine
Fachgebiet: Informatik - IT-Security
Betreuer: Prof. Dr. Endre Bangerter, Prof. Hansjürg Wenger
Experte: Dr. Igor Metz (Glue Software Engineering AG)
22
Gezielte Cyberattacken unter dem Einsatz von Malware nehmen stetig zu.
Die Memory-Forensik als Mittel zur Erkennung solcher Angriffe wird daher
immer wichtiger. Das Ziel des Projekts Vortessence ist es, diese Analysen
zu vereinfachen, indem anhand einer Whitelist Anomalien in Speicherabbildern automatisch detektiert werden können. In dieser Thesis wurde
eine Regelsprache entwickelt, in der die Regellogik der Whitelist in Form
von Regel-Dateien beschrieben werden kann.
Ausgangslage
Christian Bürgi
Memory-Forensik ist die Analyse von Arbeitsspei
cher-Abbildern zur Detektion von Cyberattacken. Bis
her erfordert es sehr viel Handarbeit und detaillierte
Systemkenntnisse, um Malware mit einem Tool wie
zum Beispiel dem quelloffenen Memory-ForensikFramework Volatility zu finden. Vortessence ist ein
Projekt des Security Engineering Labs der BFH, wel
ches auf Volatility aufsetzt. Es automatisiert diese
Analysen, indem es den Zustand «gesunder» Systeme
in einer Whitelist beschreibt. Anhand dieser Whitelist
findet Vortessence bei der Analyse Anomalien, wie
z. B. unbekannte Prozesse, welche als Detektionen
ausgegeben werden.
Patrick Haring
Die Problematik des bisherigen Aufbaus von Vortes
sence war, dass die Regellogik fest einprogrammiert
war. Damit war es nur schwer möglich, ohne Kenntnis
se vom internen Aufbau von Vortessence, neue Regeln
zu schreiben sowie bestehende zu verstehen oder ab
zuändern.
Das Ziel dieser Bachelor Thesis war es, für Vortessen
ce eine Regelsprache zu entwickeln, in der die Regel
logik beschrieben werden kann. Dafür musste eine
Rule Engine entwickelt werden, welche diese Sprache
interpretieren kann. Mit der Auftrennung von Regelund Applikationslogik sollte es Memory-Forensik-Spe
zialisten einfach möglich sein, neue Regeln zu schrei
ben und/oder bestehende abzuändern.
Ergebnisse
Als Regelsprache wurde eine Python-API definiert.
Memory-Forensik-Spezialisten können damit PythonModule entwickeln, welche Regeln zur automatisier
ten Erkennung von Memory-Anomalien enthalten. In
Vortessence wurde eine Rule Engine eingebaut, wel
che diese Regeln zur Laufzeit importieren und ausfüh
ren kann.
Die bestehende Regellogik wurde komplett in die neu
entwickelte Regelsprache migriert. Mittels PraxisTests wurde gezeigt, dass die neue Regellogik gleich
wertig mit der alten ist. Die API als Regelsprache bie
tet folglich die nötige Flexibilität, um Regeln für Vor
tessence zu beschreiben. Gleichzeitig wurde auch die
Lesbarkeit der Regeln erhöht, so dass die Regellogik
für Spezialisten leichter verständlich ist.
BI
BE
BU
VA
BSc in Informatik
Der Workflow lässt sich wie folgt beschreiben: Mit Vo
latility werden Speicherabbilder analysiert. Die Aus
gabe der Analyse wird anschliessend in die Datenbank
von Vortessence eingelesen. Je nach Anwendungsfall
werden, mit den daraus gewonnen Daten, die White
list aufgebaut oder durch Vergleich mit der bestehen
den Whitelist Detektionen erstellt.
Ziele
Übersicht Aufbau und Workflow von Vortessence am Beispiel
der Analyse von Prozessen.
ti.bfh.ch/book2015
Klassendiagramm der Python API zum Verfassen von Regeln
für Vortessence
Notfalldashboard für ein Spital
Fachgebiet: Informatik und Medizininformatik
Betreuer: Dr. Emmanuel Benoist, Dr. Stephan Nüssli
Experte: Jean-Marie Leclerc (Sword Services)
Industriepartner: Cistec AG, Zürich, Spital Muri
Die immer noch viel verwendete, jedoch veraltete Methode, die Notfall
station mit einer Schreibtafel im Überblick zu behalten, soll in der heutigen
digitalen Welt abgelöst werden. Das Projekt «KISIM NOW» schafft Abhilfe.
Durch das elektronische Dashboard sind die Mitarbeiter immer auf dem
aktuellen Stand, was auf der Notfallstation geschieht und haben dank der
Vernetzung mit dem Klinikinformationssystem erst noch weniger Dokumentationsaufwand.
Schweizer Notfallstationen arbeiten immer noch
mit Schreibtafeln
Auch in Schweizer Spitälern ist eine Schreibtafel
immer noch ein angesehenes Hilfsmittel, um die be
handlungsrelevanten Daten zu Patientenfällen aus
zutauschen. Dabei entsteht jedoch neben der all
täglichen Arbeit zusätzlicher Dokumentationsaufwand
und ein unerwünschter Medienbruch. Die Daten,
welche bereits im Klinikinformationssystem vorhan
den sind, werden von Hand auf die Tafel geschrieben
und bei jeder Änderung wieder ins System eingetippt.
Ein Schritt in Richtung Zukunft
Damit die Arbeitseffizienz einer Notfallstation gestei
gert werden kann, ist ein elektronisches Dashboard
von Vorteil. Dieses bietet die Möglichkeit, die bereits
im Klinikinformationssystem erfassten Daten auf
e inem Informationsdisplay anzuzeigen. Änderungen
können direkt im System vorgenommen werden,
welche innert wenigen Sekunden auf der Anzeige
aktualisiert werden.
Das elektronische Notfalldashboard «KISIM NOW»
zeigt alle behandlungsrelevanten Daten auf einen
Blick an. Einerseits werden Patientendaten, wie Ver
dachtsdiagnose, Zuständigkeit Pflegefachperson und
Arzt etc. in einer Übersicht dargestellt und anderer
seits können zusätzliche Informationen zu den ein
zelnen Patienten eingesehen werden.
Um mit dem Wandel der Zeit zu gehen, wurde die
Webapplikation sowohl für das Informationsdisplay
oder den Desktop Computer konzipiert als auch für
Tablet und Smartphone optimiert. So können die Mit
arbeiter den persönlichen Informationsassistenten
immer bei sich tragen.
Als Erweiterung ist es denkbar, dass «KISIM NOW»
nicht nur für die Visualisierung von Patientendaten
gebraucht werden kann, sondern auch für die betrieb
liche Auswertung (z. B. um die durchschnittliche
Wartezeit der Patienten zu berechnen).
Diese Bachelor Arbeit zeigt den Mitarbeitern der Not
fallstation das Potenzial eines elektronischen
Dashboards auf und stellt einen weiteren Schritt in
Richtung papierlose Zukunft dar.
Samuel Buri
[email protected]
BSc in Informatik
Saskia Basler
[email protected]
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BSc in Medizininformatik
BSc in Informatik
Die Arbeitsumgebung auf einer Notfallstation ist an
spruchsvoll. Der Alltag ist geprägt von regelmässigen
Unterbrüchen, mündlicher Weitergabe von Patienten
informationen und Multitastking. Diese Situation
fördert nicht nur die Fehleranfälligkeit, sie wirkt sich
zudem auch negativ auf die Patientenbetreuung aus.
Um den Überblick zu behalten und die Mitarbeiter zu
unterstützen sind praktische Lösungen gefragt.
23
Responsives Design: Anzeige auf einem Informationsdisplay,
Desktop Computer, Laptop, Tablet und Smartphone
ti.bfh.ch/book2015
Semantische Datenbanken
Fachgebiet: Computer Perception and Virtual Reality
Betreuer: Prof. Dr. Jürgen Eckerle
24
Mit dem klassischen Ansatz der Wissensabbildung, zum Beispiel in Form
von UML, ist es nicht möglich Fragestellungen zu beantworten, welche
über reine Relationsverknüpfungen hinausgehen. Mit dieser Technik sind
Objekteigenschaften und -verhalten schwer abbildbar. Semantische Datenbanken sind eine andere Art Wissen zu repräsentieren. Sie ermöglichen
das Abbilden von Objekteigenschaften und können mit Hilfe von Schlussfolgerungen die Rolle eines Experten einnehmen.
Wissensabbildung
Mira Günzburger
Semantische Datenbanken werden auf der Basis von
Ontologien erstellt. Eine Ontologie beschreibt Sach
wissen einer Wissens- bzw. Problem-Domäne. Sie
wird überall dort verwendet, wo Semantik zur Formu
lierung von Informationen benutzt wird. Ontologien
werden in Form von Tripeln abgelegt. Tripel beinhal
ten Subjekt, Prädikat und Objekt. Zum Beispiel Seilpark hatStandort Balmberg. So können Objekte und
deren Eigenschaften sowie Beziehungen zwischen Ob
jekten abgebildet werden.
Die Verwendung von Regeln ist eine weitere Kompo
nente der Wissensabbildung. Diese ermöglichen es
Schlüsse zu ziehen. So kann beispielsweise definiert
werden, dass eine Reise aufregend (actionreich) ist,
wenn sie Mut erfordert.
Sven Osterwalder
Ein Reasoner ist eine Software-Komponente, welche
mittels Inferenz und Resolution zusätzliches Wissen
ableiten kann. Hierfür wird Beschreibungslogik (ein
Teil der Prädikatenlogik) benützt.
Aufgabenstellung und Umsetzung
Ziel dieser Arbeit: Aufbau einer semantischen Daten
bank anhand einer konkreten Wissensdomäne. Nut
zung dieser Datenbank. Weiter soll gezeigt werden,
wie ein Knowledge-Engineer bei der Wissensmodellie
rung durch Ontologien vorgehen kann.
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BSc in Informatik
Aufgrund der Wissensbasis, bestehend aus Ontologie
und Regeln, können mit Hilfe eines Reasoners (Infe
renz-Maschine) Schlüsse gezogen werden.
Ausschnitt des semantischen Netzes des Reiseplaners
ti.bfh.ch/book2015
Konkret wurde Reiseplanung als Wissensdomäne
g ewählt. In der heutigen Zeit werden Urlaubsaufent
halte/Pauschalreisen häufiger über Internet gebucht.
Wenn jedoch ein Kunde spezielle Wünsche hat, so
muss er sich immer noch in einem Reisebüro beraten
lassen.
Um eine sehr individuelle Reiseplanung zu erreichen,
musste zuerst eine Ontologie in Form von Klassen,
Individuen, Relationen, Eigenschaften und Regeln
erstellt werden. Ohne klaren Rahmen würde eine On
tologie zu komplex und zu gross. Daher wurde die
Ontologie anhand exemplarischer Reisen schrittweise
aufgebaut.
Für den Zugriff auf gespeichertes Fachwissen einer
Ontologie, werden Kenntnisse der Ontologie und Be
herrschung einer speziellen Abfragesprache benötigt.
Damit eine benutzerfreundliche Reiseplanung möglich
ist, wurde eine Webapplikation zur Reiseplanung
entwickelt. Diese ermöglicht das Planen einer Reise
mit Hilfe eines Assistenten. Der Benutzer kann die
gewünschten Reisekriterien auswählen. Er erhält eine
Auswahl an Reiseobjekten, welche seinen Kriterien
entsprechen.
Der theoretische Teil der Arbeit beinhaltet ein Tutor
ial, das aufzeigt, wie man bei Aufbau und Nutzung
eines Expertensystems schrittweise vorgehen kann.
Mobile Leistungserfassung in der Notaufnahme
Betreuer: Prof. Rolf Gasenzer
Experte: Dr. Andreas Spichiger
Industriepartner: Solothurner Spitäler AG, Solothurn
26
«MLE - Mobile Leistungserfassung» ist eine mobile Anwendung für die
Leistungserfassung in der Notaufnahme eines Spitals. Sie ermöglicht mit
Hilfe der RFID-Technologie und mobiler Endgeräte eine automatisierte Messung der geleisteten Arbeitszeit und die Erfassung erbrachter Leistungen
direkt beim Patienten. Durch die zeitnahe Erfassung werden Medienbrüche
vermieden, und eine aufwändige Nacherfassung der Leistungen entfällt.
Ausgangslage
Boris Haueter
[email protected]
Der Alltag in der Notaufnahme eines Spitals ist ge
prägt von Hektik und häufig wechselnden Patienten.
Die Versorgung der Patienten steht im Vordergrund
und die Erfassung der erbrachten Leistungen erfolgt
daher oft erst am Ende einer Schicht. In der Solo
thurner Spitäler AG (SoH) wird ein Standardformular
verwendet, auf dem die häufigsten Leistungen an
gekreuzt werden. Aufgrund des Formulars und des
Arztberichts werden im Sekretariat die Leistungen für
die Verrechnung zusammengetragen und erfasst. Die
nachträgliche Rekonstruktion der Leistungen ist zeit
aufwändig und aufgrund der zeitlichen Verzögerung
und der vorhandenen Medienbrüche fehleranfällig.
Durch eine effiziente und zeitnahe Erfassung der Leis
tungen beim Patienten könnte die Datenqualität er
heblich verbessert werden.
Stefan Walle
Das Ziel dieses Projekts ist die Realisierung einer
mobilen Anwendung für die Leistungserfassung in der
Notaufnahme der SoH, welche eine zeitnahe Erfassung
der geleisteten Arbeitszeit und der erbrachten Leis
tungen beim Patienten ermöglicht. Die Anwendung
soll intuitiv und effizient bedienbar sein, damit die
Leistungserbringer nicht in ihrer Tätigkeit beeinträch
tigt werden.
Zusammen mit der SoH wurde eine Lösung entwickelt,
die die Leistungserfassung beim Patienten vor Ort
ermöglicht. Mit einem mobilen Endgerät werden die
Patienten über ein RFID-Tag identifiziert, welches sie
in Form eines Armbandes um das Handgelenk tragen.
Gleichzeitig mit der Erkennung des Patienten wird
eine Zeitmessung gestartet, die nach Beendigung der
Behandlung manuell oder durch erneutes Scannen
des Tags gestoppt wird.
Die erbrachten Leistungen werden über einen Leis
tungskatalog direkt auf dem mobilen Gerät ausge
wählt. Die gemessene Zeit und die erfassten Leistun
gen werden an einen zentralen Server übermittelt und
auf einer Datenbank gespeichert. Abgeschlossene
Behandlungsfälle werden zweistufig durch den Leis
tungserbringer und das Sekretariat freigegeben.
Die Anwendung besteht aus drei Komponenten: Die
MLE Mobile App dient der mobilen Erfassung der Leis
tungen. Der MLE Applicationserver verarbeitet und
speichert die Daten. Das MLE Backoffice dient der
Nachbearbeitung und Freigabe.
Zukunft
Die Solothurner Spitäler AG ist an einer Weiterführung
des Projekts interessiert. In einem Praxistest sollen
Erfahrungen gesammelt werden, um die Anwendung
auszubauen und weiterzuentwickeln.
BI
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BSc in Informatik
Ziel
Umsetzung
Erkennung des Patienten über RFID
ti.bfh.ch/book2015
MLE Systemübersicht
Gemeindecockpit: Erhaltungsmanagement
von Strassen
Fachgebiet: ICT-Based Management
Betreuer: Prof. Dr. Urs Sauter, Christoph Schaller
Industriepartner: Geocloud AG, Schlieren
Die Erhaltung der Infrastrukturen stellt die Gemeinden vor immer grössere
Herausforderungen. Der Wert für Netzinfrastrukturen (Strassen, Wasser, Abwasser, Elektrizität usw.) in der Schweiz wird auf einen Wiederbeschaffungswert pro Einwohner von rund 60 000 CHF geschätzt (460 Mrd. CHF insgesamt). Gemeinden besitzen etwa die Hälfte dieser Infrastrukturen. Zu deren
Erhaltung ist ein umfassendes Infrastrukturmanagement erforderlich.
Auswertungen zur Datenqualität
Die Datenqualität hat zentrale Bedeutung, um die Aus
sagekraft der Auswertungen des Strassennetzes zu
beurteilen. Um die Datenqualität gezielt verbessern
zu können, bietet das Gemeindecockpit vielfältige
Auswertungsmöglichkeiten der Datenqualität auf ver
schiedenen Ebenen. Die Kennzahlen sind nach Daten
qualitätselementen (Vollständigkeit, zeitliche und
thematische Genauigkeit oder logische Konsistenz)
aufgeteilt. Die Darstellungsmöglichkeiten umfassen
eine tabellarische Darstellung, Visualisierungen auf
der Karte, Reports im Browser sowie Export nach
Excel und weiteren Formaten.
Massnahmenplanung und -koordination
Auf Basis des Wiederbeschaffungswerts des Netzes
wird der durchschnittliche jährliche Wertverlust be
rechnet, mit den realisierten Massnahmen verglichen
und die Zustandsentwicklung des Netzes kontrolliert.
Fazit
Das Nutzenpotential, welches den Gemeinden geboten
wird, ist klar ersichtlich. Insbesondere bei der Koor
dination der Massnahmen der verschiedenen Infra
strukturen kann sich der Benutzer rasch einen guten
Überblick verschaffen und das Infrastrukturmanage
ment der Gemeinde gezielt steuern. Wenn die Gemein
den gewillt sind, die Daten korrekt und in aller Konse
quenz zu pflegen, tragen die Auswertungen der Daten
qualität mit den Kennzahlen und Visualisierungen in
der Karte wesentlich dazu bei, die Qualität der erfass
ten Daten langfristig zu verbessern. Durch diese neue
Sicht auf die Daten sowie die Integration in die Mass
nahmenverwaltung – und erst recht in das Gemeinde
cockpit – schafft das Produkt dieser Bachelorthesis
einen offensichtlichen Mehrwert für das Infrastruktur
management in Gemeinden.
Andreas Hebeisen
Simon Späti
Karte / Kennzahlen zur Datenqualität
Massnahmenkoordination verschiedener Infrastrukturen
ti.bfh.ch/book2015
BI
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Massnahmen werden im Cockpit mit ihrer zeitlichen
Dauer, den geplanten Ausgaben und weiteren Meta
daten erfasst. Ihre geografische Ausdehnung wird in
der Karte eingezeichnet. Der Koordinationsbedarf mit
anderen Massnahmen ist dadurch schnell erkennbar.
Durch zeitlich und geografisch koordinierte Massnah
men können die Anzahl von Baustellen und die Kosten
reduziert werden.
BSc in Informatik
Das bisher für die strategische Führung eingesetzte
Gemeindecockpit wird zurzeit in diesem Bereich er
weitert. In der Bachelorthesis wurde ein Modul für
das Strassenerhaltungsmanagement entwickelt. Der
Hauptfokus wurde auf die Auswertungen der Daten
qualität sowie auf die Massnahmenplanung und -koor
dination gerichtet.
27
Mobile Ordering in Swiss Gastronomy
Fachgebiet: Mobile Computing / IT-Security
Betreuer: Prof. Rolf Gasenzer
Experte: Jean-Jacques Jaquier
Industriepartner: Tubban GmbH, Biel/Bienne
28
Mode oder Elektronikartikel über mobile Endgeräte zu bestellen, gehört
bereits zum Alltag. Doch mobile Endgeräte bieten auch für die Gastronomie
vielfältige Möglichkeiten im Bereich des «Mobile Ordering». Im Rahmen
dieser Arbeit wurde ein android-basiertes System entwickelt, das Restaurantkunden die Bestellung von Speisen und Getränken erleichtert sowie
die Servicekraft bei der Abwicklung des Bestellprozesses unterstützt.
Ausgangslage
Joel Holzer
[email protected]
Die Firma Tubban GmbH aus Biel/Bienne verfolgt das
Ziel, unter der Bezeichnung «Tubban Menu System»
ein Restaurant-/Kunden-Interaktionssystem für mobile
Endgeräte auf den Markt zu bringen. Das geplante
Endsystem soll Restaurant-Kunden die Restaurantund Menüauswahl erleichtern, sowie die Bestellung
und Bezahlung von Menüs über eine App ermöglichen.
Auch soll eine Reduktion der Wartezeiten durch eine
einfachere Kommunikation zwischen Kunde und
Servicepersonal entstehen. Für die Servicekraft soll
eine App geschaffen werden, welche diese von der
Bestellaufnahme über die Weiterleitung von Bestellun
gen in die Küche bis hin zur Bezahlung unterstützt.
Auftrag
Startet der Kunde seine App, so werden ihm Restau
rants in der Nähe seines Standortes angezeigt. Nun
kann er die Speisekarte des gewählten Restaurants
Das Gesamtsystem besteht neben den beiden Apps
aus einem REST-Service zum Ermitteln/Speichern
von Restaurant-, Bestellungs-, und Benutzerdaten in
einer Datenbank, zwei GCM-Server zum Austauschen
von Push-Benachrichtigungen zwischen den Apps
und einem Google-Server sowie einem eigenen Druck
server zum Drucken von Bestellungen und Quittungen
mit Google Cloud Print.
Diverse Ansichten der Kunden- und Servicekraft-App
Systemarchitektur
Umsetzung
Christian Bigler
Beim Scannen des QR-Codes werden Kunde und Ser
vicekraft gegenseitig authentifiziert. Dies ermöglicht
den Kunden das Nachbestellen von Speisen und Ge
tränken ohne erneute Interaktion mit der Servicekraft
sowie auch das Anfordern der Servicekraft per Push-
Nachricht. Am Ende des Restaurantbesuchs kann
die Servicekraft über die App die Quittung ausdrucken
und die Bestellung als bezahlt markieren.
BI
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BSc in Informatik
Auftrag der Bachelor-Thesis war es, ausgewählte
Komponenten des geplanten Endsystems für Android-
Smartphones und –Tablets zu entwickeln. Dies sollte
den Prozess der Menüauswahl und der Bestellabwick
lung von Restaurantkunde und Servicekraft per App
umfassen, nicht aber die Bezahlung über die App.
einsehen, das Gewünschte der Bestellung (Warenkorb)
hinzufügen und die Bestellung abschliessen. Beim
Abschliessen generiert die App einen QR-Code für
die Bestellung. Im Restaurant scannt die Servicekraft
mit ihrer App den QR-Code vom Smartphone des
Kunden und erhält so die Bestellung. Die Servicekraft
leitet die Bestellung nun in die Küche weiter, indem
sie diese auf einem Etikettendrucker in der Küche
ausdruckt.
ti.bfh.ch/book2015
Kiama – Eine mobile Verwaltungsplattform für Ziele
und Aufgaben
Betreuer: Prof. Dr. Ulrich Fiedler, Prof. Marcel Pfahrer
Experte: Mathis Marug
Geschäftsapplikationen müssen kostengünstig entwickelt und in der
Regel plattformübergreifend zur Verfügung stehen. Eine besonders viel
versprechende Lösung um plattformübergreifend mit nativen Benutzerschnittstellen arbeiten zu können, ist Xamarin. Xamarin basiert auf der
Microsoft.NET Technologie und stellt ein einheitliches Programmiermodell
für Android, iOS und Windows zur Verfügung.
Aufgabenstellung
Im Rahmen der Bachelor Thesis wurde untersucht, bei
welchen Anforderungen sich Xamarin eignet. Exemp
larisch wurde die Ziel- und Aufgaben Verwaltungs
applikation Kiama entwickelt und anschliessend be
züglich Quellcode-Wiederverwendbarkeit evaluiert.
Kiama unterstützt Benutzer in ausgewählten Lebens
bereichen zielorientiert Schritt für Schritt weiter zu
kommen. Dazu können Bereiche, Ziele, Projekte und
Aufgaben verwaltet sowie erfasste Daten übersichtlich
dargestellt, ausgewertet und aktualisiert werden. Wie
für Geschäftsapplikation üblich hat Kiama eine relati
onale Datenbank und Listendarstellungen.
29
Resultate
Der Funktionsumfang von Xamarin ist zum aktuellen
Zeitpunkt noch nicht ausgereift. Es fehlen einige
Funktionen und elementare Benutzersteuerelemente.
Trotzdem konnte für die exemplarische Applikation
Kiama ein hoher Anteil Quellcode plattformunabhän
gig implementiert werden. Dies legt nahe, dass Xama
rin ein interessanter Ansatz für plattformunabhängige
Geschäftsapplikationen ohne besondere Anforderun
gen ist.
Dominique Huber
Methode
BI
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BSc in Informatik
Zunächst wurde Schichtenarchitektur ausgearbeitet,
welche einen hohen Anteil an plattformunabhängigem
Quellcode erlaubt. Bei der Gestaltung der Benutzer
schnittstelle wurden plattformspezifische Standards
eingehalten. Als Entwicklungsmethode wurde Scrum
eingesetzt.
ti.bfh.ch/book2015
SmartMetering and EnergyMonitoring Cloud
Application
Betreuer: Prof. Dr. Michael Röthlin
Experte: Prof. Dr. Torsten Braun (IAM, Uni Bern)
Industriepartner: ee3 GmbH, Oberwil bei Zug
30
Erneuerbare Energien und Energieeffizienz sind die beiden zentralen Pfeiler der Energiestrategie 2050 des Bundes. Ein grosses Hindernis bei der
Umsetzung der Energieeffizienzziele ist die mangelnde Transparenz der
verbrauchten Energie, welche meist nur als Gesamtabrechnung vorliegt.
Im Auftrag der ee3 GmbH wurde ein System entwickelt, welches ein Real
time-Monitoring von Energiezählern ermöglicht und somit die gewünschte
Transparenz auf einfache Weise herstellen soll.
Tobiasz Jakubowski
Auf der Basis einer im Projekt 2 vorgängig entwickel
ten Systemarchitektur wurde während der Bachelor
Thesis eine funktionsfähige Lösung mit mehreren Teil
systemen entwickelt.
Eine Wartungsschnittstelle in Form einer Webseite auf
dem Gateway informiert den Benutzer über den aktu
ellen Betriebszustand aller installierten Geräte. Die
Webseite wird über PHP ausgeliefert.
Webservice
Webapp
Ein REST-Webservice dient für alle Softwareteile als
Schnittstelle zu den zentral gespeicherten Daten des
Systems. Durch diese Standardisierung wird die Integ
rität der Daten bewahrt und der unberechtigte Zugriff
auf die Daten unterbunden. Der Webservice ist in PHP
geschrieben und verwendet das «Slim micro frame
work».
Gateway und Sensoren
Mario Althaus
Als Hardwarekomponenten werden ein Raspberry Pi
als Gateway und Sensoren von YouLess und emonTx
verwendet. Die Software zur Übertragung der Mess
werte auf dem Gateway und die YouLess Software
sind in Java geschrieben. Die vom Hersteller gelieferte
Software für emonTx-Sensoren, welche in Python ge
schrieben ist, wurde den Projektbedürfnissen entspre
chend angepasst und erweitert.
Die Webapp ist «responsive» konzipiert und kann so
auf verschiedenen Endgeräten, wie Desktop PCs, Tab
lets oder Smartphones, verwendet werden.
Ausblick
Erste Tests mit einer Hausinstallation haben gezeigt,
dass die Anforderungen an das Monitoringsystem
vollumfänglich erfüllt werden.
Die ee3 GmbH ist erfreut über das entstandene Sys
tem und wird es über mehrere Monate einem internen
Langzeit-Test unterziehen.
BI
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BSc in Informatik
Als Schnittstelle für die Kommunikation zwischen den
Sensoren und dem Webservice agiert ein Gateway. Im
Betriebszustand ohne Internetverbindung werden die
Messdaten zwischengespeichert und können zu einem
späteren Zeitpunkt übermittelt oder exportiert werden.
Den primären Interaktionspunkt der Benutzer stellt
die Webapp dar. Die Webapp wurde mit dem Java
script-Framework AngularJS geschrieben. Nebst der
Generierung von Diagrammen stehen einem entspre
chend berechtigten Benutzer Möglichkeiten zur Ver
waltung von Projekten, Messwerten, Benutzern und
Sensoren zur Verfügung. Die Diagramme werden mit
hilfe einer NVD3-AngularJS-Direktive auf dem Client
generiert. Zur lokalen Ablage der Daten stehen ent
sprechende Funktionen zum Exportieren der Mess
werte im CSV-Format bereit.
Systemübersicht
ti.bfh.ch/book2015
Webapp Charts
NE X T S T O P I S O L U T I ONS
– Bist du Informatiker EFZ und hast dein Studium als Wirtschafts
informatiker beendet oder schliesst nächstes Jahr ab?
– Willst du erfolgreich Fuss in der ITBranche fassen und dein Gelerntes
mit Leidenschaft in die Praxis umsetzen?
– Hast du Freude am Kontakt mit internationalen Kunden und bist an
einem breiten BranchenKnowhow interessiert?
– Willst du eine gute Referenz für deine zukünftige Karriere?
– Bist du ready to take off und willst eine dynamische, kreative und
innovative Crew tatkräftig unterstützen und mit ihr durchstarten?
– Sind Microsoft Produkte wie SharePoint, Office 365 und Dynamics CRM
keine Fremdwörter für dich?
– Dann lass uns deine Bewerbung zufliegen – isolutions more than a job!
Bewirb dich jetzt!
HERT: Human Eye Ray Tracing
Betreuer: Prof. Marcus Hudritsch
Experte: Dr. Harald Studer (ISS)
32
Eine Szene wird durch ein menschliches Auge betrachtet. Mit der Implementation des Modells eines Patientenauges vor der Operation, sowie
dem Modell des Auges nach der Operation, können die Unterschiede der
Sehkraft mittels Ray Tracing (RT) visualisiert werden. Der HERT durchläuft analog zum gewöhnlichen RT jeden Pixel. In der Vorbereitung des
Primärstrahls findet aber zusätzlich die Brechung im Auge statt.
Gullstrand-Kamera
Philipp Jüni
Die Gullstrand-Kamera berechnet aus den Parametern
für das gewünschte Sichtfeld und dem Radius des
Augapfels, ein Segment der Netzhaut. Abhängig von
dessen Grösse wird die Bildebene konstruiert. In Form
von sphärischen Brechungsoberflächen können nun,
unter Angabe der jeweiligen Position im Auge, Kinder
knoten hinzugefügt werden, durch welche gebrochen
werden soll. Für die Konstruktion des Prototyps
wurden die Werte des Gullstrand-Augenmodells ver
wendet.
HERT
Für jeden Pixel der Bildebene, welche der Auflösung
des Monitors entspricht, wird ein zugehöriger Punkt
auf der Netzhaut des Auges berechnet. Dazu wird ein
orthogonaler Strahl in Richtung Netzhaut geschossen,
dessen Auftrittspunkt ermittelt wird.
Von der Netzhaut aus, wird der Strahl auf zufällige
Punkte der hinteren Seite der Augenlinse geschossen.
Ab hier kommt die Brechung des herkömmlichen RT
zum Einsatz, welcher entsprechend umgebaut wurde,
BI
BE
BU
VA
BSc in Informatik
Gullstrand-Kamera in der Szene (blau: Brechungsoberflächen,
grün: Netzhaut)
um von einem Material in ein anderes Brechen zu
können. Vorher war nur die Brechung von Luft in ein
Material möglich.
Der Lichtstrahl wird somit vom Glaskörper des Auges
in den Linsenmantel hinein gebrochen. Danach wird
der Strahl an den verschiedenen Brechungsober
flächen des Auges gebrochen, bevor er das Auge an
der Vorderseite der Hornhaut verlässt und mit der
Szene geschnitten wird. Ab hier kommt wieder der
normale RT, mit den Schnittpunkttests zum Einsatz,
welcher dem Pixel schlussendlich eine Farbe zuweist.
Der entscheidende Vorteil ist, dass die Ebenen an
welchen gebrochen werden muss, bereits bekannt
sind und nicht erst noch aufwändig gesucht werden
müssen.
Dies ermöglicht die Brechung an einer Vielzahl von
Flächen um den Verlauf des Augenlinsenmaterials
möglichst realistisch abzubilden, ohne dabei zu viele
Ressourcen zu beanspruchen.
ti.bfh.ch/book2015
RT durch das Modell eines schlecht sehenden Auges (links),
gegenüber einem gesunden Auge (rechts)
PhD – Patient health Database
Betreuer: Prof. Dr. Emmanuel Benoist
Experte: Prof. Dr. Andreas Spichiger
Damit die Qualität und Quantität von Behandlungen im medizinischen
Bereich erfasst werden kann, werden Anwendungen entwickelt, welche
die Behandlungsdaten von Patienten, z. T. in verschlüsselter Form abspeichern. Unsere Anwendung soll die Handhabung der Daten für die Doktoren
vereinfachen, indem die verschlüsselten Daten benutzerübergreifend genutzt werden können. Ausserdem sollen die Behandlungsdaten für Statistiker in anonymisierter Form zugänglich gemacht werden können.
Patientendaten und Anonymisierung
Verschlüsselungskonzept (PW=Passwort, PK=Public Key,
SK=Secret Key, GK=Group Key)
Alle gespeicherten Fragebögen können von den Dok
toren für die Behandlung eines Patienten ausgefüllt
werden. Damit die Statistiker nur Zugang zu anonymi
sierte Daten erhalten, werden ihnen nur die Behand
lungsdaten zur Verfügung gestellt, ohne die dazuge
hörigen Personalinformationen der Patienten. Eine
enthaltene ID dient lediglich dazu, die Behandlungs
daten einer anonymen Person zuzuordnen. Die Zu
gänglichkeit der anonymisierten Behandlungsdaten
erfolgt direkt auf der Webseite, wo sie als Ganzes in
einem CSV Format heruntergeladen werden und an
schliessend in andere Programme importiert und aus
gewertet werden können.
ti.bfh.ch/book2015
Tino Kobler
+41 79 945 36 63
[email protected]
Michael Leiser
+41 78 843 29 04
[email protected]
BSc in Informatik
Eine Schwierigkeit lag darin, bestimmte kryptografi
sche Operationen auf den Clientcomputer zu verla
gern. Da einige Daten in verschlüsselter Form vorlie
gen, können diese nicht direkt auf dem Client dargestellt werden, sondern müssen zuerst aufbereitet
werden. Die Aufbereitung der Daten erfolgt in zwei
Schritten. Zuerst werden die Daten mit dem Group Key
entschlüsselt. Der erhaltene JSON String muss nach
dem Entschlüsseln geparst werden, wobei die erhalte
nen Key-Value Paare wieder den entsprechenden Fel
dern (Vorname, Nachname etc.) zugeordnet werden
können. Sobald alle benötigten Felder vorhanden
sind, können sie im Webbrowser dargestellt werden.
Da die Patientendaten aus mehreren Teilen (Vorname,
Nachname, etc.) bestehen, wurden diese beim Ver
schlüsseln erst in einen JSON String umgewandelt.
Somit erspart man sich die Verschlüsselung jedes ein
zelnen Feldes und es wird lediglich eine Verschlüsse
lungsoperation pro Patient durchgeführt.
VA
Das Konzept der Datenverschlüsselung nutzt eine
Kombination aus symmetrischer und asymmetrischer
Verschlüsselung. Jeder Benutzer besitzt einen Benut
zernamen und ein Passwort für die Authentifizierung
auf der Webseite. Dieses Passwort muss ausreichend
stark sein, da es für die weitere Verschlüsselung von
Nöten ist. Ausserdem bleibt es als Einziges im physi
schen Besitz des Benutzers. Weiterhin wird für jeden
Doktor ein Schlüsselpaar erzeugt, bestehend aus ei
Client side Encryption
BU
Konzept Datenverschlüsselung
nem Public Key und Private Key, wobei der Private Key
mit dem Passwort des Doktors verschlüsselt wird. Bei
der Kreation einer neuen Gruppe wird zusätzlich ein
Group Key erzeugt, welcher zuständig ist für die Verund Entschlüsselung der Patientendaten. Der Group
Key kann durch asymmetrische Verschlüsselung mit
dem Public Key eines Doktors an diesen bzw. das Sys
tem übertragen werden.
BE
Mit unserer Arbeit wollen wir Handhabung von medi
zinischen Daten so vereinfachen, dass ein möglichst
einfaches System entsteht, welches sicherheitstech
nisch überzeugen kann und den Datenschutz der
Patienten bewahrt. Um dies zu erreichen, haben wir
eine auf JSF basierende Webapplikation entwickelt,
in welcher die Behandlungsdaten aller Krankenhäuser
in einem einzigen System erfasst und anschliessend
weiterverarbeitet werden können. Die gespeicherten
Daten bestehen aus den sensiblen Patientendaten,
welche verschlüsselt werden müssen und nur den
Doktoren zur Verfügung stehen und den Behandlungs
daten, welche unverschlüsselt bleiben und für statis
tische Zwecke genutzt werden können.
BI
Einleitung
33
Garaio OutputSystem 2.0
Betreuer: Marcel Pfahrer
Experte: Armin Blum (Bakom)
Industriepartner: GARAIO AG, Bern
34
In vielen Kundenprojekten ist es immer wieder ein Teil der Aufgaben
stellung, aus einer Applikation generierte Dokumente oder Benachrichtigungen zu Formatieren und danach an spezifizierte Ausgabestellen
weiterzuleiten. Hier setzt das GARAIO OutputSystem an. Um das Testen
des Systems, das Beheben von Problemen bei der Verarbeitung und das
Ändern von Formatierungsvorlagen zu vereinfachen, sollte ein ent
sprechendes Tool in Form einer Web Applikation entwickelt werden.
Ausgangslage
Mit dem GARAIO OutputSystem wurde 2010 durch
GARAIO AG eine neue Komponente entwickelt. Ob
wohl die grundlegenden Konzepte des OutputSystems
1.0 funktionieren, haben sich mit der Zeit diverse
Schwachstellen offenbart. Dazu wurden mit dem Out
putSystem 2.0 als Neuauflage die Schwachstellen
beseitigt und somit eine nachhaltige Lösung für die
nächsten paar Jahre geschaffen. Eine Schwachstelle
die bleibt, ist die schlechte Wartbarkeit des Systems.
Ziel
Unsere Aufgabe war nun, ein Web UI unter .NET MVC
für das System zu implementieren. Dieses UI wird
dazu dienen, fehlgeschlagene, fertiggestellte und mo
mentan verarbeitete Aufträge (sogenannte Jobs) über
sichtlich darzustellen. Ausserdem soll der Grund für
das Fehlschlagen eines Auftrags schnell ermittelt
werden können. Das Web UI soll ebenfalls die Mög
lichkeit bieten, die Formatierung der Ausgabeformate
zu ändern und das System oder Ausgabestellen mit
generierten Jobs auf Fehler zu prüfen. Um den Nutzen
des Systems zu maximieren soll es eine optimale
User Experience aufweisen.
Bei der Umsetzung wurde darauf geachtet, dass das UI
nach heutigen Standards der Web- sowie UI-Program
mierung umgesetzt wird. Damit sich der Benutzer
möglichst schnell auf der Seite zurechtfindet, wurde
das UI internationalisiert und Elemente des Interfaces
entsprechend zeitgemässen Usability Regeln gestal
tet. Das Web UI kann dank der Verwendung des Boot
strap-Frameworks auf Desktops und Laptops jeglicher
Grösse sowie Tablets gleichermassen flexibel und
gewinnbringend eingesetzt werden. Durch die Integra
tion an einem zentralen Ort sind nun alle durch das
wartende Personal auszuführenden Aufgaben in
wenigen Klicks erreichbar. Fehlgeschlagene Jobs wer
den jetzt übersichtlich dargestellt und können einfach
gelöscht oder neu gestartet werden. Vom System
erfolgreich verarbeitete Jobs können bei Bedarf eben
falls aufgelistet werden. Dank der neuen Monitoring
Funktion kann angezeigt werden welche Aufträge
gerade vom System verarbeitet werden. Zudem können
Formatierungsvorlagen simpel erstellt, editiert,
gelöscht und gespeichert werden. Diese können dann
über generierte Jobs getestet werden.
Michael Stefan Staub
Integration des Web UIs in die bestehende Architektur
BI
BE
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VA
BSc in Informatik
Michael König
Ergebnis
ti.bfh.ch/book2015
Features des Web UI
Secured access to a corporate eHealth community
through social media identities
Domaine spécialisé: IT Security
Chargé: Dr. Emmanuel Benoist
Expert: Andreas Spichiger
Partenaire du projet: GSMN Privatklinik Obach, Solothurn
L’authentification dans le domaine médicale est un sujet important, l’utilisation du Single Sign-On permet de faciliter l’accès aux données importantes pour les médecins. Dans ce projet, plusieurs moyens de connexions
via des réseaux sociaux ont été étudiés ainsi que la façon de les intégrer
dans l’environnement de l’entreprise. Pour la réalisation, L’Identity Server
de WSO2 est utilisé comme intermédiaire entre l’application et les différents Identity Providers.
L’authentification dans les entreprises est un sujet
important, en particulier dans le domaine médicale,
où une perte de temps pour accéder à des informa
tions critiques peut être une question de vie ou de
mort.
L’utilisation du Single Sign-On est une première ap
proche pour diminuer le taux d’oublie/perte de mot de
passe. Mettre à disposition des médecins la possi
bilité de se connecter à leur compte via des médias
sociaux accélère justement l’accès aux données.
But de la thèse
Réalisation
Pour communiquer avec le Service Provider, l’Identity
Server de WSO2 privilégie le langage SAML. Les Iden
tity Providers, eux, n’utilisent pas systématiquement
ce langage : Google et Facebook utilisent respective
ment OpenID et OAuth2, alors que Shibboleth et la
SuisseID utilisent SAML. Les échanges sont cryptés au
moyen de SSL. Les attributs récupérés auprès des
différents IdPs sont utilisés pour gérer les comptes
des utilisateurs pour l’application concernée.
Malic Maraachli
Résultats
Les utilisateurs, ainsi connectés via leur compte ex
terne, sont alors enregistrés dans la base de données
interne et peuvent ensuite modifier certaines infor
mations. La gestion fine des droits est, quant à elle,
assurée par un administrateur, via une console dédiée.
Perspectives
Le provisioning ultérieur d’autres Identity Providers
s’appuie sur la même logique. La veine est ainsi
ouverte.
BE
BU
VA
Le but de la thèse est de permettre aux utilisateurs de
s’authentifier via différents Identity Providers (IdPs) :
la base de données interne, Google, Facebook, une
base de données Shibboleth ou la SuisseID.
L’intégration de l’application dans l’environnement
de l’entreprise est un des points clés de ce travail.
L’utilisation et la configuration de l’Identity Server de
WSO2 comme intermédiaire entre l’application et
les différents Identity Providers sont une partie im
portante de ce projet.
Les utilisateurs accèdent à l’application principale.
Celle-ci joue le rôle de Service Provider et leur permet
de choisir un mode de login. Le mode choisi entraîne
la redirection de l’utilisateur vers la page de login cor
respondante.
L’authentification est alors réalisée du côté de l’Iden
tity Provider sélectionné, puis l’application principale
reçoit, en retour, les attributs demandés de l’utilisa
teur concerné.
BSc en Informatique
Introduction
35
Communication SAML entre l’application et l’Identity Server
de WSO2
BI
Composants du projet
ti.bfh.ch/book2015
Rigged Body Animation in Unity3D
Betreuer: Prof. Marcus Hudritsch
Experte: Dr. Harald Studer (ISS Integrated Scientific services AG)
36
Mit Hilfe der Kinect von Microsoft und der Unity Engine soll ermöglicht
werden einfache Animationen für 3D-Grafik zu erzeugen. Die in dieser
Arbeit umgesetzte Applikation basiert auf der Motion Capture Technik
und erlaubt es Bewegungen aufzuzeichnen, die Daten zu Optimieren und
zur Weiterverwendung im COLLADA Format abzuspeichern. Die Animation
kann in einer Scene von Unity oder Blender mit einem humanoiden
3D-Modell verwendet werden.
Die Ausgangslage
Die Motion Capture Technik vereinfacht den Prozess
zur Erstellung von natürlich wirkenden Computer
animationen. Der materielle Aufwand ist dabei aber
meist sehr hoch. In dieser Arbeit wird versucht,
Motion Capture auf eine simple und günstige Weise
umzusetzen.
Ziel
Ziel dieser Arbeit ist eine Applikation in der Unity
Game Engine zu implementieren, die es erlaubt
mit wenig Aufwand und tiefen Kosten eine Animation
aufzunehmen.
Als Aufnahme Sensor wird die Kinect V2 verwendet.
Mit Hilfe des SDK von Microsoft, kann einfach auf
den Datenstream der Kinect zugegriffen werden. Das
SDK inkludiert ebenfalls ein Plugin für Unity und
erlaubt eine solide Einbindung.
Die aufgenommenen Animationen sollen in externe
3D-Applikationen, wie Blender oder 3DS MAX im
portiert werden können. Dazu ist eine Exportfunk
tionalität notwendig.
Es wurden die verschiedenen Methoden zur Erstellung
von Animationen und deren Vor- und Nachteile unter
sucht. Weiter wird die Verwendung der Kinect V2 als
Capture Sensor getestet. Zugänglichkeit und Leistung
der Kinect machen diese zu einem guten Kandidaten
zur Aufnahme von Bewegungen.
Um die Kinect als Capture Tool zu verwenden, wurde
eine Applikation umgesetzt, welche das Aufzeichnen
der Bewegung erlaubt. Die rohen Daten können in
der Applikation optimiert und reduziert werden. Dies
erlaubt Weiterverarbeitung und Modifizierung der
Animation. Die Exportierung der Animation geschieht
mit Hilfe des COLLADA Formates und erlaubt die Im
portierung in diverse 3D-Applikationen.
Es wurden Auswertungen der Daten vorgenommen,
um die Qualität der rohen und der optimierten Daten
sätze zu bestimmen. Der verwendete Algorithmus
erwies sich als sehr effektiv.
Durch die Einfachheit des Motion Capture Systems
welches in diesem Projekt implementiert wurde kön
nen auch Animationen von Personen erstellt werden
die kein Fachwissen im Bereich der Animation besitzen.
Ausblick
Motion Capture steht eine grosse Zukunft bevor und
billige und einfache Möglichkeiten sind in grosser
Nachfrage.
Die Kinect wird vermutlich bald durch weiter entwi
ckelte Systeme ersetzt ist aber durch ihre gute Leis
tung und Vielseitigkeit eine billige Variante für Motion
Capturing.
BI
BE
BU
VA
BSc in Informatik
Christian Märki
Ergebnis
Motion Capture in Unity während der Aufnahme
ti.bfh.ch/book2015
Rohe und optimierte Animation
Denkmuskel
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Bringing Your Hands Into Virtual Reality
Fachgebiet: Computer Perception and Virtual Reality (CPVR)
Betreuer: Prof. Urs Künzler
Experte: Yves Petitpierre (Ericsson AG, Bern)
38
Eine der faszinierendsten Entwicklungen unserer Zeit ist zweifelsohne das
Aufkommen von Virtual Reality zu einem erschwinglichen Preis. Passend
zu dieser Entwicklung finden auch zunehmend neue Eingabegeräte ihren
Weg in den Markt. Mitunter zu den offensichtlich natürlichsten Methoden
der Eingabe gehören ganz klar die eigenen zwei Hände. Es geht nun darum,
diese mithilfe von neuester Technologie in einer Applikation einzusetzen.
Ausgangslage
Simon Meer
Der Release von mehreren Head-Mounted Devices im
Konsumentenmarkt steht kurz bevor und zahlreiche
neue Eingabegeräte, die ebenfalls einen Einsatz im
Bereich der Virtual Reality anzielen, werden konzipiert
und hergestellt. Es stellt sich nun die Frage, welche
Art der Eingabe am besten für das virtuelle Erlebnis
geeignet ist und wie gut diese momentan umsetzbar
ist.
In diesem Projekt wurde eines der zuvor erwähnten
VR-Headsets, die Oculus Rift, mit einem Sensor für
einfache Handerkennung, der Leap Motion, gekoppelt,
und damit eine stereoskopische, immersive Applika
tion entwickelt. Das Ziel der Applikation war, die
Musiksammlung des Anwenders in einer virtuellen
Welt darzustellen und mit den Händen bedienbar zu
machen.
Die Applikation, die unter dem Namen IMVR (Images
& Music in VR) entwickelt wurde, indexiert zunächst
in einem ersten Schritt die gesamte Musiksammlung
des Anwenders und zeigt diese danach dreidimen
sional und stereoskopisch an. Beim Indexieren wer
den die Musikdaten mit Bildern und Metadaten wie
der Energie, dem Tempo oder der Stimmung des
Liedes ergänzt, und so der Applikation bereitgestellt.
Mit diesen Daten kann IMVR eine sehr dynamische
Filterung und Darstellung von Songs, Künstlern und
Umsetzung
Da eine low-level Umsetzung technisch und zeitlich
den Umfang der Arbeit überschreiten würde, wurde
für diese Arbeit die Spiel-Engine «Unity» angewandt.
Es existieren freie Plugins für die Oculus Rift und die
Leap Motion, welche an offizieller Stelle entwickelt
und vertrieben werden, und die Einbindung stark ver
einfachen.
Designtechnisch wurden, damit keine Zeit für das
Erstellen von 3D-Grafiken verloren geht, hauptsäch
lich geometrische Formen wie Ringe und Zylinder
verwendet. Diese reagieren beispielsweise auf Beats
und Wellen in der Musik.
Das Tool für die Indexierung wurde als separates
C#-Projekt entwickelt und ist komplett eigenständig.
Es verbindet sich mit verschiedenen Web-Services,
um Metadaten herunterzuladen, und schreibt diese in
eine logisch strukturierte Datenbank, auf die das
grafische Tool zugreifen kann.
BE
BU
VA
BSc in Informatik
Die Applikation
Alben vornehmen. Die Hände werden dabei benutzt,
um Elemente zu selektieren, Bereiche zu definieren
und um die Musikwiedergabe zu steuern.
BI
Stereoskopischer Screenshot aus IMVR
ti.bfh.ch/book2015
Übersicht der Systems
Truly Random
Subject: IT-Security / Mobile Computing
Thesis advisor: Prof. Dr. Reto Koenig
Expert: Dr. Federico Flueckiger (Federal Departement of Finance (FDF)
Random numbers are a fundamental part of cryptography. Since the pro
vision of random bits on a computer is rather difficult, external random
number generators are rising in interest. Yet most contemporary hardware
random number generators are not verifiable by nature since they claim to
gather entropy on quantum level. The goal of this thesis was to introduce
a concept of a comprehensible and verifiable generator, and to prove its
feasibility with a corresponding prototype.
Almost every security mechanism is based on an ini
tial random secret. If an attacker is able to reproduce
this secret, even the strongest algorithms become
worthless. Up to this day, computers rely on internal
system states (e.g. CPU, RAM usage) to derive random
numbers for cryptographic use. But with the increase
of strong encryption and the advance of virtualization,
it has become more and more difficult to provide
enough entropy solely from system states.
Verifiability of Random Number Generators
Some companies have become aware of this need
for random numbers. There are various hardware
based solutions that provide random numbers. Most
of them are based on quantum level phenomena such
as measurement of photons or electrons. However,
these phenomena are not observable by the end user.
The user is unable to verify whether the result really
is derived from a random phenomenon and not pro
duced by a pseudo random number generator (PRNG)
incorporated by an attacker and hence has to trust in
a manufacturer, rather than in a system.
Our Approach of Verifiability
output on the generator or on the server corresponds
to the expected values. Any changes to soft- or
hardware can therefore immediately be discovered.
To put our concept into practice we implemented a
prototype.
We used a Raspberry Pi single-board computer to take
and process pictures of styrofoam beads in a tube
with intense air turbulence. The gained data is then
encrypted and transmitted to a server via a USB cable.
The server application decrypts the data, checks
its validity and uses it to (re-)seed a PRNG of choice,
in our case the /dev/random device.
Matteo Alain Morandi
Since we quickly realized that our first prototype re
lied too much on a specific phenomenon, we decided
to open it up for a more general use with any other
random phenomena observable by camera. To enable
a convenient handling and to provide a safe channel
for the initialization, we implemented a graphical user
interface.
Functions such as a verbose view, sound output and
a random walk enable an easily understandable verifi
cation of the produced random data.
Our goal was to create a concept, that enables entropy
accumulation from a comprehensible random pheno
menon. By deriving random data using a camera we
also enable the end user to verify the random output.
By inserting a test module, the user can verify if the
BE
BU
VA
Tobias Rothen
Introduction
39
Prototype based on styrofoam beads
BI
Verifiability of a camera based generator
ti.bfh.ch/book2015
AnDOGiD – das digitale Gesellschaftsspiel
Betreuer: Prof. Dr. Jürgen Eckerle, Dr. Ulrich Fiedler
Experte: Dr. Federico Flueckiger ( Eidgenössisches Finanzdepartement EFD)
40
Mehr-Personen-Spiele im Mobile Bereich finden meist virtuell und zen
tralisiert auf einem Server statt. Jedes teilnehmende Gerät benötigt die
Spiel-Applikation und eine Verbindung zum Internet. Dadurch ist der
Kunde sowohl vom Betriebssystem, sowie dem Empfang abhängig. Was
wenn man sich in einem Funkloch befindet und dennoch ein Spiel mit
seinen Freunden spielen möchte? Jetzt hat auch noch einer dieser Freunde
ein Windows Phone, anstelle eines Android. Was nun?
Ausgangslage
Kevin Mühlheim
AnDOGiD wird vorzugsweise auf einem Android Tablet
(Hauptgerät) installiert. Bis zu sechs Smartgeräte sol
len sich mit dem Hauptgerät verbinden. Das Hauptgerät
dient als Spielfeld und die Smartgeräte erhalten vom
Hauptgerät die Handkarten des jeweiligen Spielers.
Um das Spiel unabhängig zu gestalten, sollen die Smartgeräte ihre Handkarten in ihrem Browser öffnen können.
Vorgehen
Ausblick
Vier Smartgeräte verbunden mit dem Hauptgerät. Hauptgerät
zeigt Spielbrett; Smartgeräte zeigen Handkarten.
Oben: Android Studio zur Entwicklung von AnDOGiD;
Unten: Construct 2 zur Entwicklung der HTML5-Seite.
Da ich Brändi&DOG häufig spielte, wurde schliesslich
DOG gewählt um das Projekt «digitales Brettspiel»
in Angriff zu nehmen. Wichtig ist das Gesellschafts
erlebnis beizubehalten.
* Jedes Gerät mit einer WiFi-Schnittstelle und einem HTML5 fähigen Browser,
ist ein Smartgerät.
Idee
Es wurden verschiedene Ansätze ausprobiert um die
Idee umzusetzen. Schlussendlich wurde eine Lösung
gefunden welche teilweise Umgesetzt wurde.
Aufgrund von meinem persönlichen Interesse und
dem der Stiftung Brändi, wird das Projekt AnDOGiD
weiterverfolgt.
BI
BE
BU
VA
BSc in Informatik
Ergebnis – gefundene Lösung
Vor dem Spiel:
Sobald AnDOGiD auf dem Hauptgerät gestartet wird,
aktiviert es den WiFi-Hotspot des Hauptgerätes. Die
Smartgeräte können sich auf den Hotspot verbinden.
Während sich die Smartgeräte verbinden startet AnDO
GiD einen Webserver. Dieser stellt eine Webseite inner
halb des Hotspot-Netzwerks zur Verfügung. Sind alle
verbunden, kann in AnDOGiD ausgewählt werden wie
viele Spieler am Spiel teilnehmen. Die Spieler können
die Webseite öffnen und sich eine Position auf dem
Spielfeld aussuchen.
Spielablauf:
Das Hauptgerät zeigt das Spielbrett und die Spielfigu
ren (Hunde) des aktiven Spielers werden optisch her
vorgehoben. Auf seinem Smartgerät wählt der Spieler
eine seiner Karten aus. Diese verschwindet aus seinen
Handkarten und erscheint auf dem Hauptgerät. Anhand
der Karte werden die Hunde, welche mit der gewählten
Karte nicht bewegt werden können, wieder deaktiviert.
Mit klicken eines aktiven Hundes werden die Felder
aktiviert, welche mit der Kombination aus Hund und
Karte erreicht werden können. Der Spielzug ist beendet
sobald eines dieser aktiven Felder geklickt wird.
Angesichts der Tatsache, dass physische Gemein
schaften immer häufiger durch virtuelle ersetzt wer
den, entstand die Idee Smartgeräte* als Hilfsmittel
für ein Gesellschaftserlebnis einzusetzen.
Brettspiele liefern meines Erachtens ein hohes Mass an
Gesellschaftserlebnis, da sie in der Regel zu Kommuni
kation und Interaktion zwischen Menschen führen.
ti.bfh.ch/book2015
Dokumentation von RESTful-APIs
Betreuer: Dr. Michael Röthlin
Experte: Dr. Igor Metz (GLUE Software Engineering AG)
Web APIs haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen.
Ein grosser Anteil der heute konzipierten Web APIs folgt dem REST-Paradigma (REpresentional State Transfer). Im Gegensatz zu dem aus der XML-Welt
bekannten SOAP fehlen im Bereich RESTful-APIs allseits akzeptierte Standards und Werkzeuge für das Dokumentieren solcher Schnittstellen. Dies
heisst aber nicht, dass es keine Standards gibt, sondern dass sich keiner der
bestehenden bisher durchgesetzt hat.
Der Vergleich
In einem ersten Schritt wurden die drei verbreiteten
Standards API Blueprint, Swagger und RAML analy
siert und an einem Beispiel-Projekt angewendet. Hier
zu wurden auch die entsprechenden Werkzeuge einge
setzt, die zum jeweiligen Standard angeboten werden.
Es konnte festgestellt werden, dass sehr komfortable
Lösungen zur Dokumentation von APIs existieren.
Anschliessend wurde eine Systematik zur Bewertung
der Standards erarbeitet. Um eine möglichst realitäts
getreue Gewichtung der einzelnen Punkte zu errei
chen, wurde diese zusammen mit einem Experten
aufgestellt. Das Resultat, ein Raster zur Entschei
dungsfindung, zeigt die Schwächen und Stärken der
Standards auf.
Welcher Standard ist sinnvoll?
Der Vergleich hat gezeigt, dass die Standards ver
schiedene Ansätze verfolgen und für unterschiedliche
Technologien ausgelegt sind.
41
Wird in einem bestehenden Java Projekt mit einer
RESTful API eine Dokumentation eingeführt, sollte
Swagger in Betracht gezogen werden, welcher die In
tegration mit Java optimal unterstützt. Die Dokumen
tation kann zur Laufzeit erzeugt werden und direkt mit
weiteren Tools weiterverwendet werden, z. B. für die
Erstellung von Unit Tests.
Die Spezifikation von RAML (RESTful API Modeling
Language) bietet als einziger Standard eine vollständi
ge Unterstützung von JSON- und XSD-Schemas an.
Sven Nyffenegger
Fazit
Die Analyse hat gezeigt, dass nützliche Werkzeuge
existieren, die sich je nach Anwendungsgebiet unter
schiedlich eignen. Es sollte weiter berücksichtigt wer
den, dass momentan nur eine geringe Übertragbarkeit
zwischen den Standards besteht. Da sich das Umfeld
der Web APIs aber rasch weiter entwickelt, ist zu hof
fen, dass sich ein Standard durchsetzt oder sich die
Kompatibilität deutlich verbessert.
BE
BU
VA
BSc in Informatik
Bei API Blueprint steht die Dokumentation am Anfang
und im Zentrum, und soll in einem agilen Verfahren
entwickelt werden. Um eine Diskussion mit involvier
ten Personen wie Projektleiter oder Kunden zu führen,
setzt der Standard auf eine einfach zu lesende Mark
down-Syntax.
Mit API Blueprint kann die API sofort getestet werden.
BI
Graphische Darstellung der API mit Swagger-UI.
ti.bfh.ch/book2015
Motion Capturing in Kickboxing
Betreuer: Marcus Hudritsch
Experte: Dr. Harald Studer (ISS AG)
42
Die Vision: Mittels Bewegungssensoren und einer Smartphone-App ein
digital unterstütztes Boxsacktraining realisieren. Ergebnis dieser Bachelor-Thesis ist ein Verfahren, das anhand von Bewegungs- und Rotations
daten verschiedene Handtechniken unterscheiden kann. Die grösste
Technische Herausforderung zur Realisation eines solchen Trainings ist
damit bestanden. Die Dokumentation der Arbeit ist online einsehbar:
www.motion-capturing-in-kickboxing.ch.
Ausgangslage
Severin Räz
Kickboxen, ein Kampfsport mit Konditions-, Ausdauerund Kraftelementen, hat in der Schweiz einige Anhän
ger, alleine Bern zählt über fünf Schulen. Wichtiger
Teil des Trainings ist, die Bewegungsabläufe der ver
wendeten Schläge, Tritte und Abwehrbewegungen
(«Techniken») zu verinnerlichen. Um gewisse Techni
ken zu perfektionieren, ist eine hohe Übungswieder
holungszahl unabdingbar – die dadurch aufgebauten
Reflexe verschaffen wertvolle Geschwindigkeitsvortei
le. Trainieren am Boxsack ist ein bewährtes Mittel, um
die nötigen Wiederholungszahlen zu erreichen. Durch
ihre repetitive Natur führt diese Trainingsform aber
auf Dauer zu einem Motivationsverlust.
Im Laufsport existieren bereits diverse Gadgets, um
die gelaufenen Kilometer zu zählen, die Schrittzahl
und die Geschwindigkeitsänderung zu bestimmen.
Eine App visualisiert diese Daten für den Sportler, die
ser wird sich daher seines Trainingserfolgs bewusst,
was anspornt. Dasselbe Prinzip soll helfen, das Box
sacktraining interessanter zu gestalten. Neben der
Lösung
Der Sportler trägt Sensoren (PARTWear v3, eine Ent
wicklung des PARTWear-Teams der BFH in Biel) an
Händen und Füssen. Von drei verfolgten Ansätzen zur
Auswertung der Daten (PCA, Template Matching und
Sensor Fusion) hat sich ein Sensor-Fusion-basierter
Ansatz bewährt. Die verschiedenen Sensorspuren
(Beschleunigung und Rotationsgeschwindigkeit in X,
Y, und Z-Richtung, das Koordinatensystem ist Sen
sor-lokal, der Sensor sampelt mit 1kHz) werden durch
die Fusion als Bewegung in einem 3D-Raum abgebil
det. Dort zeigen die Sensorpositionen zum Zeitpunkt,
zu dem der Boxhandschuh auf dem Sack auftrifft,
welcher Schlagtyp vorliegt. Je Sportler und Tagesform
bilden sich andere Cluster von Aufprallpositionen je
Technik, die es ermöglichen, ein System zu durch vor
gegebene Schläge zu trainieren, das anschliessend
unbekannte Schläge im oben beschriebenen 3D-Raum
mittels eines neirest-neighbour-Verfahrens erkennt.
BI
BE
BU
VA
BSc in Informatik
Idee
Schlagzahl sollen aber auch die Schlagtypen ausge
wertet werden. So kann die Trainingslösung Rückmel
dungen zu vielen Bereichen geben. Eine sinkenden
Schlagkadenz nach einigen Minuten deutet auf Ermü
dung und damit schlechtes Energiemanagement hin.
Wenig Abwechslung in den Schlagtypen ist ein takti
scher Nachteil. Weiter werden direkte Feedbacks mög
lich: Schläge akustisch quittieren oder anfeuern des
Sportlers bei Ermüdungserscheinungen.
Bei der Datengewinnung. Grau eingezeichnet die Sensor
positionen.
ti.bfh.ch/book2015
Bewegung im 3D-Raum, eingefärbt nach Schlagtyp. Mit Sternen markiert sind die Aufprallpositionen.
Kreative Talente
gesucht.
Inhalte zählen bei uns mehr als Fassade. Dein
Talent, Freude an der Arbeit, Selbständigkeit und
Berufsstolz sind schon mal gute Voraussetzungen,
um bei uns zu arbeiten.
Edorex – Schnell zu eleganten Lösungen.
www.edorex.ch
H.I.C.S. – Hand input control system
Subject: CPVR
Thesis advisor: Marcus Hudritsch
Expert: Dr. Harald Studer (ISS)
44
The goal of this thesis was to find a way to capture the movement of one
hand in a way that the handling of the mouse and keyboard is still possible. A practical realization of the concept together with a small software
based demonstration revealed its functionality and potential. Latency and
performance are both on a high level, however the shape and complexity
of the glove would need further refinement.
Christian Ritz
Oculus Rift promises a new era of vision, but the leap
from screen to head-mounted display brings along
some critical interaction problems. Keyboard and
mouse, both unquestioned over the last decades, will
be difficult to use in Virtual Reality. This is due to the
fact that a user has to see these devices in order to
use them properly, which would in most cases lead
to a less realistic environment. The goal of H.I.C.S is
to find a solution to capture the movement of one
hand and search for a way to control the computer
with less use of keyboard and mouse.
hand are captured with three MPU9150 (9-DOF Iner
tial measurement unit), the bending of fingers are
transferred over strings to a sensor system which
relies on a light bridge component and which was
specially developed for this thesis. All that informa
tion is collected on an Arduino Mega 2560 and send
to the computer over serial communication. There the
H.I.C.S. – Control center is responsible to filter and
calibrate this data. In a last step the simplified state
of the hand (which joint is bend by how much) is pro
vided with nearly no delay for any other application
over inter process communication.
How
Concept with future
In an earlier project the best method to capture a
movement of one joint has been searched and the
needed skills for this thesis gathered. In iterative
steps the model of the glove has been shaped on the
computer, printed in 3D, tested and corrected. The
electronics from the earlier project have been simpli
fied and extended. While the movement of arm and
BI
BE
BU
VA
[email protected]
Why
H.I.C.S. Model
ti.bfh.ch/book2015
What makes this concept special is that it can be ex
tended with force feedback without much modifica
tion. The desire to touch what we are already able to
see in 3d thanks to head-mounted displays is just the
logical next step. Kickstarter projects like Control VR,
Perception Neuron or Dexmo seem to underline that
hand input control systems will come.
Leap Motion 3D Interaction
Fachgebiet: CPVR
Betreuer: Prof. Urs Künzler
Experte: Peter Matti (Pronik AG)
Im Rahmen der Bachelor-Thesis «Leap Motion 3D Interaction» wurde ein
Serious Game implementiert. Anwender sollen so ihr räumliches Denk
vermögen trainieren können. Das Ziel des Spielers ist einen oder mehrere
Würfel in einem virtuellen 3D-Raum an vorgegebene Positionen zu verschieben sowie deren Ausrichtung der Zielvorgabe anzupassen. Dies geschieht indem Gesten und Bewegungen des Spielers mit Hilfe von Leap
Motion erkannt werden und in Aktionen im Spiel übertragen werden.
Zusammenfassung
In der Bachelor-Thesis «Leap Motion 3D Interaction»
war das Hauptziel die Eingabedaten von Leap Motion
sinnvoll zu nutzen. Dazu wurde ein Serious Game er
stellt in dem der Spieler Würfel im 3D-Raum korrekt
platziern muss. So soll das räumliche Denkvermögen
trainiert werden können. Leap Motion ist ein kontakt
loses Eingabegerät das die Koordinaten sowie Gesten
von Händen und Fingern errechnet. Serious Games
sind Spiele in denen das Primärziel nicht die Unterhal
tung ist sondern das Üben und Erlernen von (neuen)
Fähigkeiten im Fokus steht.
45
Spielkonzept
Verschiedene Würfel werden in einer 3D-Welt ver
streut. Der Anwender muss nun diese Würfel an einen
vorgegebene Position bewegen. Zusätzlich muss auch
die Rotation der Würfel berücksichtigt werden. Sobald
alle Würfel im Level genau genug positioniert sind gilt
der Level als gelöst und der nächste Level wird gela
den.
Ziele
Ein wichtiges Ziel ist die Steuerung intuitiv zu gestal
ten. Anwender sollen sich in kurzer Zeit einarbeiten
können und danach relativ mühelos damit agieren
können. Weitere Ziele sind u.a. die Bewertung der Lö
sung sowie das Laden und die Generation von Levels.
Timo Sperisen
+41 79 510 09 97
[email protected]
Die Anwendung wurde mit Unity, einer Spiel-Engine
sowie mit C# als Programmiersprache entwickelt. Da
bei wurden verschiedene Parameter definiert mit de
nen die Feinjustierung vorgenommen werden konnte.
Die Entwicklung erfolgte iterativ um neue Features
möglichst schnell testen zu können.
Resultate
BI
BE
BU
VA
Die Grundsteuerung ist nach kurzer Einführung relativ
gut zu bedienen. Vereinzelt werden Eingaben noch
falsch interpretiert. Zukünftig könnten noch andere
Schwierigkeitsstufen eingebaut werden um die Lang
zeitmotivation bei den Anwendern zu erhöhen.
BSc in Informatik
Umsetzung
Das Systemdiagramm zeigt den Rahmen der Bachelor-Thesis.
GUI-Screenshot.
ti.bfh.ch/book2015
Smart Beacons und deren Applikationen
Fachgebiet: Mobile Computing
Betreuer: Dr. Reto Koenig
Experte: Dr. Federico Flueckiger (Eidg. Finanzdepartement)
46
Smart Beacons erlauben es, standortbasierte Daten mit Hilfe von Bluetooth
LE zu propagieren. Sie passen die zu verbreitenden Daten automatisch
ihrer Umgebung an, die sie mittels GPS und NFC erkennen. Das Daten
format ist so gewählt, dass es ohne spezielle App für den Menschen lesbar
ist. Bei der Entwicklung der Smart Beacons stand Privacy by Design im
Vordergrund, sodass der Nutzer keinerlei Daten über sich preisgeben muss.
Jedoch weist die Technologie noch einige Probleme
auf. So sind Nutzer auf Apps angewiesen, welche die
von Beacons gesendeten Daten verwerten können.
Auch können Beacon-Systeme durch Versetzen von
einzelnen Beacons unbrauchbar gemacht werden. Mit
dem Konzept «Smart Beacon» sollen diese Probleme
gelöst werden.
Der «Smart Beacon» erkennt anhand von GPS- und
NFC-Sensoren seine Umgebung. So kann er seinen
Standort ermitteln und zusätzliche Daten dazu auf
nehmen. Die gesammelten Daten werden dann vom
Smart Beacon aufbereitet und über Bluetooth LE an
die Umgebung propagiert. Wird der Standort verän
dert, kann er dies feststellen und die zu verbreitenden
Daten automatisch an seine neue Position anpassen.
Der Smart Beacon ist so aufgebaut, dass er die Daten
dementsprechend aufbereitet, dass sie ohne überset
zende Smartphone-App von Menschen gelesen werden
können. Es wird lediglich eine App benötigt, die Blue
tooth LE Geräte anzeigen kann. Bei der Umsetzung des
Smart Beacon wurde ebenfalls darauf geachtet, dass
der Nutzer keinerlei Daten freigeben muss und somit
seine Privatsphäre gewahrt werden kann.
Möglicher Anwendungsfall von Smart Beacons
Einsatz von Beacons in einem Geschäft zu Marketingzwecken
Priska Wermelinger
BI
BE
BU
VA
BSc in Informatik
Noemi Stucki
Sogenannte «iBeacons» sind momentan in aller Mun
de. Seit Apple den Begriff 2013 zum ersten Mal ver
wendet hat, wird prophezeit, dass diese Technologie
die Informationsbereitstellung verändern wird. Bea
cons basieren auf Bluetooth LE und werden genutzt,
um mit entsprechenden Smartphone-Apps zu intera
gieren und dem Nutzer Informationen zur Verfügung
zu stellen. Im Gegensatz zu anderen Informations
quellen wie QR-Codes, NFC Tags, etc. funktionieren
Beacons über grössere Strecken, sodass der Benutzer
Informationen bequem aus der Entfernung abrufen
kann. Daraus ergibt sich eine Fülle neuer Anwendun
gen, wie z. B. das Bereitstellen von Informationen zu
Tieren in einem Zoo.
ti.bfh.ch/book2015
Darknet marketplaces – Study of mechanisms used
by Darknet sites and realization of such a site
Fachgebiet: Information Technology Security
Betreuer: Prof. Dr. Emmanuel Benoist
Experte: Daniel Voisard (BAKOM)
Darknet marketplaces sind E-Commerce-Plattformen, auf die man als Teil
eines anonymen Netzwerks («Darknet») nur mit speziellen Tools Zugriff
erhält. Durch ihre anonyme Natur wird dort mehrheitlich mit illegalen
Gütern gehandelt. Dadurch sind sie ständiger Gefahr durch Gesetzeshüter
und Konkurrenten ausgesetzt, was dazu führt, dass hohe Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden. In dieser Arbeit werden diese Technologien
untersucht und selber eine solche Plattform entwickelt.
Analyse: Mechanismen der Darknet marketplaces
Zugang zu diesen Marktplätzen im Darknet erhält man
über das Tor-Netzwerk.
Die Funktionsweise der zugrundeliegende Technologie
und deren Schwachstellen stehen im Fokus dieses
Teils. Ebenfalls wurden Tor Hidden Services – eine
Möglichkeit, mit dem sowohl Anbieter eines Servers
wie auch die Nutzer anonym bleiben können – und
ihre Schwachstellen ausgiebig studiert.
Die anonymen Marktplätze unterscheiden sich in vie
len Punkten von herkömmlichen E-Commerce-Platt
formen: Als Zahlungsmittel kommt das dezentrale
Zahlungssystem Bitcoin zum Einsatz, das eingehend
untersucht wurde. Auch wurde in Erfahrung gebracht,
wie die Marktplätze Geld verdienen, wie die Märkte
aus Sicht Käufer und Verkäufer funktionieren, wie die
Reputationsbildung abläuft und welche Zahlungsab
wicklungsmöglichkeiten (Vorauszahlung, Escrow, Ver
träge) und zusätzlichen Mechanismen (Foren, PGP, …)
zum Einsatz kommen.
Realisierung: Entwicklung eines Darknetmarketplace
Im zweiten Teil der Arbeit wurde eine PHP-Webapplikation geschaffen, die als solcher Marktplatz im Dark
net zum Einsatz komme könnte:
Die Applikation bietet die grundsätzlichen Features
einer E-Commerce-Plattform (Registristrierung, Ver
waltung und Bestellung von Produkten) implementiert
aber die wesentlich höheren Sicherheitsstandards,
die auch stärkere Angreifer abwehren würde.
Matthias Winzeler
Desweiteren integriert die Applikation Darknetspezifische Features wie Zahlung per Bitcoin und
PGP-Verschlüsselung. Dabei liegt der Fokus immer
auf höchste Sicherheit: So wurden beispielsweise
die neuesten Entwicklungen der Bitcoin-Gemeinde
zur Implementierung von Verträgen («Multisig») oder
hierarchisch-deterministische Bitcoin-Keys für hohe
Anoymität integriert.
Die Applikation wurde eingehend auf Sicherheits
lücken getestet und mit einer ausführlichen Doku
mentation auf Github unter einer Open-Source-Lizenz
veröffentlicht.
https://github.com/MatthiasWinzeler/scam
Der Ablauf eines Kaufs auf einem Darknet marketplace von A–Z
Die Architektur der realisierten Applikation (MVC-Applikation
mit Bitcoin-Daemon-Integration)
ti.bfh.ch/book2015
BI
BE
BU
VA
Abgeschlossen wird die Analyse durch eine Sicherheitsanalyse zweier grosser Marktplätze: Der Platz
hirsch Agora wies kaum Mängel an der Sicherheit
auf, ein weiterer Markt, Cloud9, machte einen wesent
lich unsichereren Eindruck – und wurde prompt im
November 2014 vom FBI offline genommen.
BSc in Informatik
Die Arbeit ist in zwei Teile gegliedert:
47
sprung
Karriere
Ihre Karriere ist unser Programm
Sie wollen Ihre Karriere aufbauen oder weiterführen? Dann sind wir der Partner an Ihrer
Seite. Stufe für Stufe betreuen wir Sie bei berufsbegleitender Weiterbildung.
Unser Angebot:
Ihr Abschluss:
– Führung und Management
– EMBA (Executive Master of Business
– Information Technology
– Medizininformatik
Administration)
– MAS (Master of Advanced Studies)
– DAS (Diploma of Advanced Studies)
– CAS (Certificate of Advanced Studies)
Start jeweils im Frühjahr und Herbst
Telefon +41 31 84 83 111
‣ Weiterbildung
Informatik
Höheweg 80
2502 Biel
Telefon +41 32 321 63 23
[email protected]
Informatique
La Haute-Route 80
2502 Bienne
Téléphone +41 32 321 63 23
[email protected]
Computer Science
Höheweg 80
2502 Biel
Telephone +41 32 321 63 23
[email protected]
2015
Abschlussarbeiten
Travaux de fin d’études
Graduation Theses
BSc in Informatik
BSc en Informatique
‣‣Technik und Informatik / Technique et informatique / Engineering and Information Technology

2015 Abschlussarbeiten Travaux de fin d`études Graduation Theses

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