Search

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) je bežična tehnologija za komunikaciju u sustavu Interneta stvari (IoT, Internet of Things) koja se odlikuje velikim prijenosnim udaljenostima i niskom potrošnjom energije, a radi na fizičkom sloju OSI (Open Systems Interconnection) modela komunikacijskih mreža. Nedostatak tehnologije su niske brzine prijenosa podataka. U okviru diplomskog rada opisana je tehnologija LoRaWAN, arhitektura LoRaWAN mreže i navedena frekvencijska područja rada. Osmišljen je sustav utemeljen na primjeni LoRaWAN tehnologije koja uključuje LoRa radijski modul, odgovarajući mikrokontroler i skup senzora kao krajnjih uređaja u pametnom domu. Posebna pažnja usmjerena je na izvedu procedura kojima se sustav spaja na mrežne servere i omogućava dvosmjernu komunikaciju. Također je izrađen podsustav kojim se omogućuje prikupljanje i obrada podataka sa skupa senzora radi dugoročnog praćenja stanja na senzorima, vizualizacije podataka i boljeg upravljanja uređajima u pametnom domu. LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) is a wireless technology for communication in the Internet of Things (IoT) system, which is characterized by long transmission distances and low power consumption, and works on the physical layer of OSI (Open Systems Interconnection) model of communication networks. The disadvantage of this technology is the low data transfer speeds. Within the thesis, LoRaWAN technology, LoRaWAN network architecture and frequency ranges are described. Futhermore, a system based on the application of LoRaWAN technology has been designed, which includes a LoRa radio module, a corresponding microcontroller and a set of sensors as end devices in a smart home. Special attention is paid to the execution of procedures by which the system connects to network servers and enables two-way communication. In the end, a subsystem has been developed that enables the collection and processing of data from a set of sensors for long-term monitoring of the state of the sensors, data visualization and better management of devices in the smart home.

Paradigma Interneta stvari nova je mrežna paradigma koja je zahvaljujući svojoj inovativnosti, ali i širokoj domeni primjene u strelovitom porastu. Budući da je pred nama još mnogo tehnoloških izazova koje je potrebno savladati kako bi zaživjela svoj puni potencijal, predmet je mnogih istraživanja u akademskoj zajednici, a očekivanja od nje velika su. Kognitivni Internet stvari imitacijom osnovnih kognitivnih procesa i tehnika ljudske spoznaje omogućuje fizičkim i virtualnim uređajima da uče, razmišljaju i zaključuju iz okoline u kojoj se nalaze. Tako ih integriramo s čovjekom, ljudskim društvom i njegovim potrebama. Postaju inteligentni, te donose pametne odluke. Po uzoru na osnovne teorijske principe na kojima počiva paradigma kognitivnog Interneta stvari, razvijen je programski sustav za detekciju korisničkih preferencija o osvjetljenju u prostoriji koristeći unaprijedne potpuno povezane umjetne neuronske mreže, te za pregovaranje o optimalnoj razini istog s ostalima u prostoriji po uzoru na višeagentske sustave. Oblikovani sustav otvoren je za promjene, te ga je lako integrirati u vlastito okružje kako bi se koristio u komunikaciji sa stvarnim senzorskim i aktuatorskim uređajima. The Internet of Things is an emerging paradigm that is rapidly growing in popularity due to its innovation and widespread use cases. It still has not reached its full potential and faces lots of challenges, so it is currently very popular research topic in academia. Expectations of it are high. Cognitive Internet of Things imitates fundamental cognitive processes of human being and therefore enables physical and virtual devices to learn, think and infer from the environment. They are integrated with humans, human society and their needs. They become intelligent and make smart decisions. Inspired by the theoretical principles of Cognitive Internet of Things, a system was developed that detects user lighting preferences in a room using feed forward artificial neural networks. The same system negotiates about the optimal lighting in the room with others in form of a multiagent system. Designed system is opened for changes and is easily integrated with other environments where it can interact with real sensor and actuator devices.

S ubrzanim porastom broja svjetskog stanovništva u gradovima javlja se sve veća potreba za inovativnim pristupima za održivo korištenje gradskih resursa, hvatanjem u koštac s urbanim problemima i povećanjem kvalitete života građana. Koncept pametnoga grada javlja se kao odgovor na predstavljene izazove. Iako nema jedinstvene definicije koncepta, svima je zajednička primjena informacijskih i komunikacijskih tehnologija, u prvom redu interneta stvari – globalne infrastrukture za informacijsko društvo koja omogućuje napredne usluge međusobnim povezivanjem fizičkih i virtualnih objekata. Cilj je rada, na temelju pregleda i analize teorijskih i istraživačkih radova stranih i domaćih autora: pojasniti koncepte pametnoga grada i interneta stvari s pratećim tehnologijama; predstaviti primjere primjene interneta stvari u pametnim gradovima te analizirati faktore prihvaćanja IoT tehnologije; istaknuti dobrobiti razvoja i primjene interneta stvari na kvalitetu života stanovnika urbanih zajednica; skrenuti pozornost na zanemarivanje uključenosti građana u donošenje odluka i negativne učinke ovakve prakse; naglasiti važnost građanskog odgoja i obrazovanja, digitalne pismenosti i opismenjavanja za pametne gradove te, općenito, holističkog pristupa u oblikovanju pametnih gradova u kontekstu sve većeg utjecaja tehnologije na naše živote. With the rapid growth of the world's population in cities, there is a growing need for innovative approaches to the sustainable use of urban resources, tackling urban problems and increasing the quality of life of citizens. The smart city concept emerges in response to the challenges presented. Although there is no single definition of the concept, information and communication technologies, primarily the Internet of Things – a global infrastructure for the information society that provides advanced services by interconnecting physical and virtual objects – is what all of them have in common. The aim of the paper is, based on a review and analysis of theoretical and research papers by foreign and domestic authors: to explain the concepts of smart city and Internet of Things with accompanying technologies; to present examples of Internet of Things application in smart cities and analyze factors of IoT technology acceptance; to highlight the benefits of the development and application of the Internet of Things on the quality of life of urban residents; to draw attention to the neglect of citizen involvement in decision-making process and the negative effects of such practices; to emphasize the importance of civic education, digital literacy and literacy for smart cities together with the holistic approach in shaping smart cities in the context of the growing impact of technology on our lives.

U sklopu ovog rada objašnjeni su osnovni mehanizmi povezivanja mikrokontrolera s Google Cloud Platformom i izrada web aplikacije koja koristi prikupljene podatke. Prikupljanje podataka je izvedeno pomoću mikrokontrolera ESP8266 i ESP32. Protokol koji je korišten za slanje podataka na Google Cloud Platformu je MQTT. Podaci na Google Cloud Platformi kolaju kroz servise Google Cloud IoT Core, Google Pub/Sub Client, Google Functions i naposljetku se spremaju u Google Firestore bazu podataka. Konzumacija i dinamički prikaz podataka je ostvaren u responzivnoj web aplikaciji koja je napravljena u React biblioteci. Kao poveznica između web aplikacije i baze podataka korišteni su REST pozivi u sklopu Firebase SDK alata specijaliziranog za React aplikacije. The scope of this paper consists of basic principles in connecting a microcontroller with Google Cloud Platform and developing a web application that uses collected data. Collection of data is done via ESP8266 and ESP32 microcontrollers. The protocol that is used to send the data to Google Cloud Platform is MQTT. Data on Google Cloud Platform is ingested with services like Google Cloud IoT Core, Google Pub/Sub Client, Google Functions and stored in the Google Firestore database. Data is then used in responsive web-application that is developed with React framework. The link between the web application and the database is the REST interface that is a part of the Firebase SDK toolset for React applications.

U radu su detaljno opisani problematika praćenja stanja zraka i tla u sustavu plastenika te razrađeni zahtjevi i preduvjeti za kontrolu tog stanja i upravljanje samim funkcioniranjem plastenika. Kroz rad je prikazan razvoj niskobudžetnog rješenja, prvo kroz sustava za nadzor, a zatim i nadogradnjom tog sustava funkcionalnostima potrebnim za upravljanje. Predložene su tehnologije i komponente pogodne za rješavanje navedenog problema, a razvijena je i platforma za korištenje naprednih modela upravljanja pomoću neizrazite (fuzzy) logike. Za demonstraciju prijedloga je izrađena maketa plastenika sa svim funkcionalnostima. The thesis describes in detail the challenges of monitoring of air and soil parameters in the greenhouse system and elaborates the requirements and prerequisites for controlling said condition and managing the functioning of the greenhouse. The paper presents the development of a low-budget solution, first through the monitoring system, and then by upgrading that system with the functionalities needed for the function of control. Technologies and components suitable for solving this problem have been proposed, and a platform for the use of advanced control models using fuzzy logic has been developed. To demonstrate the proposal, a model of a greenhouse with all the functionalities was made.

Internet stvari danas je vrlo rasprostranjeno područje s kojim se susrećemo svakodnevno. Od vrlo česte i popularne primjene u pametnim domovima i pametnim uredima, rasprostranjen je i u drugim područjima života kao što su industrija, infrastruktura, medicina i zdravstvena zaštita itd. Također, sa sve većom primjenom treba se posvetiti i sigurnosti takvih uređaja jer oni su praktički dio našeg života i prate nas i bilježe našu aktivnost na način da većinu vremena to nismo ni svjesni, a s njima ulazimo u aktivnu interakciju tek kada su nam potrebni. Većina tih uređaja za napajanje koristi baterije što znači da nemaju neograničeni pristup izvoru energije te ju stoga moraju optimizirati i smanjiti do razine na kojoj imaju smisla postojati kao takvi. To je jedan od razloga zbog kojeg je u okviru ovoga rada kao komunikacijski protokol korišten upravo BLE. Njegove prednosti i mane i sve karakteristike navedene su i opisane u za to predviđenom poglavlju, a također je i rade bliskosti i sličnosti dana usporedba sa klasičnim Bluetooth protokolom. Također, opisani su uređaji i tehnologije koje su korištene u okviru ovog rada, a uključuju Arduino sa svim svojim dodacima te Android aplikaciju. Na kraju je dana konkretna implementacija i arhitektura cijelog sustava sa svim bitnim komponentama. The Internet of Things today is a very widespread area that we encounter on a daily basis. From a very common and popular application in smart homes and smart offices, it is widespread in other areas of life such as industry, infrastructure, medicine and health care, etc. Also, with increasing application we should focus on the safety of such devices because they are practically part of our life and follow us and record our activity in a way that most of the time we are not even aware of it, and we enter into active interaction with them only when we need them. Most of these devices use batteries, which means that they do not have unlimited access to the power source and therefore have to optimize and reduce it to the level where it makes sense to exist as such. This is one of the reasons why BLE was used as a communication protocol in this work. Its advantages and disadvantages and all its characteristics are listed and described in the chapter provided for this purpose, and for the sake of similarity, a comparison with classic Bluetooth is also given. Also, all devices and technologies used in this paper are described, and they include Arduino with all its accessories and Android application. At the end, a concrete implementation and architecture of the whole system with all the essential components is given.

Razvojem sve većeg broja uređaja koji se mogu spajati na Internet čime postaju „pametni“ te razvojem platformi za kućnu automatizaciju koje postaju sve jednostavnije za korištenje, očuvanje sigurnosti vlastitog doma od provale i krađe nikad nije bilo jednostavnije i pristupačnije. Takvi pametni uređaji čine Internet stvari, a primjenom ove tehnologije u svojoj kući, ona postaje pametnom kućom. Zbog velike konkurencije pametni uređaji i razni senzori postaju sve pristupačniji cijenom i efikasniji u svom radu, a platforme za automatizaciju doma počinju podržavati sve veći broj različitih uređaja. Razvijenim sustavom pokazano je kako je uz pomoć platforme Home Assistant i pametnih uređaja poput ESP32 razvojne pločice i senzora moguće vrlo jednostavno i učinkovito razviti sigurnosni sustav koji bi zadovoljavao osnovne zahtjeve za zaštitu doma. Platforma Home Assistant omogućuje vrlo jednostavnu izradu automatizacija za detektiranje provale. Omogućuje međusobnu komunikaciju povezanih uređaja tako da mogu zvučnim alarmom upozoriti na detektiranu provalu, iako je vlasnik udaljen od kuće. Platforma također pruža i razne načine za upozorenje korisnika da se dogodila provala, kao što je slanje poruka ili email obavijesti. Thanks to an increasing number of devices that have the ability to connect to the Internet, and thanks to the fact that platforms for home automation are getting simpler to use, it has never been easier to keep our home safe. These smart devices are a part of the Internet of Things technology, that can turn our home into a Smart Home. Because of the competition between manufacturers, smart devices and sensors are becoming cheaper and more efficient. As a result, platforms for home automation are becoming able to work with more and more different devices. The development of a simple home security system has shown how, with the help of the Home Assistant platform and smart devices, such as the ESP32 development board, it is possible to simply and efficiently keep our home safe. The Home Assistant platform makes it very simple to create automation for detecting burglary. The platform makes it possible for connected devices to trigger one another without the need to control them manually. This way, devices can trigger an alarm and warn that a burglary has occurred, even when we are away. Furthermore, the platform has different ways of notifying the owner that someone is trying to break in the house. This can be done, for example, via text messages or via email notifications.

Povećan razvoj svih grana tehnologije mijenja arhitekturu i način korištenja sustava upravljanja podacima pomoću Internet stvari. Mnoge IoT platforme su već dostupne za korištenje za opće ili posebne namjene. U ovom radu je predstavljena FIWARE platforma koja prelazi s istraživačke na komercijalnu namjenu. FIWARE tehnologija je stvorena kao rezultat ulaganja Europske komisije i privatnog sektora kako bi pružala mogućnost inženjerima razvoj pametnih rješenja. Velika prednost platforme je ta što je otvorenog koda, pa implementaciju mogu koristiti inženjeri poboljšavajući je i prilagođavajući vlastitom rješenju. Osim toga, dodaje se mogućnost spajanja uređaja različitih proizvođača bez prepreke ovisnosti inženjera o servisima isključivo FIWARE platforme. U radu je prikazana primjena FIWARE tehnologije pri nadgledanju i upravljanju s dva PLC uređaja tvrtke Muraplast. Pokazano je spajanje na PLC pomoću UPC UA tehnologije koja je temelj FIWARE platforme. Podaci sa senzora na PLC-u su mapirani i strukturirani tako da budu jednostavni za prikaz u stvarnom vremenu. Prikaz podataka napravljen je Grafanom u RAMP-u pomoću Quantumleap-a i CrateDB-a. The increased development of all branches od technology is changing the architecture and way of using dana management systems toward the Internet-of-Things concept. Many IoT platforms are already available for use in general of specific purpose. This work presents the FIWARE platform which is transitioning from research to commercial use. FIWARE technology is created as a result of investments by the European Commission and the private sector to provide ability for engineers to develop smart solutions. The big advantage of the platform is open source code, so the implementation can be used by engineers to improving and adapting code to their own solution. In addition, it has the possibility of connecting devices from diffrent manufacturers to avoid vendor lock in services of FIWARE platform. The work presents the application of FIWARE technology in monitoring and control of two Muraplast PLC devices. It is shown the connection to PLC using OPC UA technology, which is the basis of the FIWARE platform. The data from the sensors on the PLC are mapped and structured so they can be easily display in real time. Dana representation was made by Grafana in RAMP using Quantumleap and CrateDB.

Internet stvari je sve rašireniji u svakodnevici ljudi u kojoj pametni uređaji dozvoljavaju automatizaciju i kreiranje novih procesa. Stoga je sustave Interneta stvari potrebno osigurati dostupnim sigurnosnim mehanizmima. Kroz rad se obrađuju definicija, referentni model koji opisuje slojeve sustava, područja primjene i trendovi Interneta stvari. Definiraju se zahtjevi vezani uz sigurnost i privatnost sustava i korisnika te najčešći sigurnosni propusti u takvim sustavima. Provodi se analiza i komparacija sigurnosnih mehanizama određenih uređaja i protokola složaja Interneta stvari. Opisuje se implementacija sustava za praćenje kretanja tjelesne temperature, njegova arhitektura, dijelovi sustava te se provodi sigurnosna analiza cijelog sustava. The Internet of Things is becoming more widespread in people's everyday lives, where smart devices allow automation and creation of new processes. Therefore, IoT systems need to be secured with available security mechanisms. The paper deals with the definition, the reference model that describes the layers of the system, the areas of application and the trends of the Internet of Things. The requirements related to the security and privacy of systems and users as well as the most common security flaws in such systems are defined. The analysis and comparisons of security mechanisms of certain devices and protocols of the Internet of Things protocol stack are performed. The implementation of the system for monitoring the change of body temperature, its architecture and parts of the system are described, and a safety analysis of the entire system is performed.

Tema rada je rješenje za problem detektiranja stanja prometa u gradskoj okolini, prvenstveno stvarnovremenskog lociranja vozila javnog prijevoza. Zamišljeno rješenje uključuje korisnike dijele svoju lokaciju te opcionalno i druge podatke poput identifikatora vozila u kojem se nalaze. Zatim sustav na temelju tih podataka određuje lokacije vozila što daljnjom analizom omogućuje određivanje vremena dolazaka na pojedine stanice. Za razliku od drugih rješenja koja bi mogla zahtijevati znatna ulaganja u gradsku infrastrukturu, jedino što ovakav sustav treba je mobilna aplikacija, poslužitelj te dovoljan broj pojedinaca koji su voljni sudjelovati. Radi se o pojmu grupnog opažanja okoline (engl. crowdsensing). U radu su bili obrađeni problemi poput grupiranja korisnika, detekcija o kojoj se ruti radi, izbacivanje uljeza (engl. outliera) iz grupe, itd. Za potrebe rada je bila razvijena simulacija koja se temeljila na podacima dobivenim iz GTFS datoteka. Analizom tih datoteka se došlo do informacija kao što su vremena putovanja između parova stanica za svaki tramvaj, udaljenost između stanica, popisi tramvaja koji prometuju određenom stanicom. Osim kretanja tramvaja, simulacija također uključuje simuliranje korisnika koji se voze tim tramvajima. Ukratko, simulacija radi tako da sekvencijalno upravlja redom tramvajima čije se kretanje simulira linearnom interpolacijom, stanicama koje zaprimaju dolaske i odlaske tramvaja te dojavljuju korisnicima i korisnicima koji se nasumično stvaraju na stanicama te čekaju određene tramvaje. Sustav za predviđanje lokacija tramvaja od korisnika dobiva samo lokaciju te opcionalno broj tramvaja i smjer te na temelju tih dobivenih podataka grupira korisnike u grupe koje predstavljaju tramvaje i povremeno provjerava ispravnost grupa. The topic of this paper is a solution to the problem of detecting traffic state in the urban environment, primarily the real-time location of public transport vehicles. The imagined solution involves users sharing their location and optionally other data such as the identifier of the vehicle in which they are currently driving in. Then, based on this data, the system determines the locations of vehicles, which allows further analysis to determine the time of arrival at individual stations. Unlike other solutions that could require significant investment in the city infrastructure, the only thing such a system needs is a mobile application, a server and a sufficient number of individuals willing to participate. The name of this technique is called crowdsensing. The paper deals with problems such as user grouping, detection of the route based on location history, detection of outliers in a group, etc. For the purposes of this paper, a simulation based on data obtained from GTFS files was developed. The analysis of these files yielded information such as travel times between pairs of stations for each tram, the distance between stations and lists of trams running on a particular station. In addition to the movement of trams, the simulation also includes the simulation of users riding these trams. In short, the simulation works by sequentially controlling trams which move by a method linear interpolation, stations that get notified by tram arrivals/departures and finally users who get randomly created at stations and wait for certain trams. The tram location prediction system receives only the location and optionally the tram identifier from the user, and on based on this data it groups users into groups representing trams and periodically checks the correctness of the groups.

Uređaji Interneta stvari (IoT-uređaji) koriste se u brojnim domenama zbog mogućnosti prikupljanja i odašiljanja podataka s različitih senzora. U domovima i zgradama se mogu koristiti za upravljanje osvjetljenjem, sustavima za grijanje i hlađenje i višemedijskim sustavima. Ovaj diplomski rad istražuje mogućnosti detekcije prisutnosti i praćenja broja osoba u prostoriji pomoću takvih uređaja. U okviru diplomskog rada istraženi su dostupni hardverski uređaji i mehanizmi za navedenu primjenu. Korištenjem PIR senzora, mikrokontrolera Waspmote, komunikacijskih modula XBee te senzorskih pločica postavljen je sustav za detekciju prisutnosti osoba u prostoriji. Također, razvijen je algoritam koji koristi podatke o prisutnosti sa senzora te vrši predviđanja o ukupnom broju ljudi u prostoriji. Na temelju stvarnih podataka o broju ljudi u prostoriji te podataka dobivenih algoritmom, izvršena je analiza performansi sustava u laboratorijskom okruženju. Internet of Things devices are used for various purposes because of their ability to collect and transmit data from various sensors. In homes and buildings, they can be used to control lighting, heating and cooling systems and multimedia systems. This thesis explores the possibilities of monitoring the number of people in the room and user presence detection by using IoT devices. Within this Master thesis, the available hardware devices and mechanisms for the mentioned domain were investigated. Using PIR sensors, Waspmote microcontrollers, XBee communication modules and sensor boards, a system for user presence detection was deployed. Furthermore, an algorithm that uses presence data from sensors and makes predictions about the total number of people in the room has been developed. Based on the actual number of people in the room and the data obtained by the algorithm, an analysis of the system performance was performed in the laboratory environment.

U prvom dijelu ovog rada opisan je referenti model umrežavanja otvorenih sustava. Zatim su opisana četiri komunikacijska protokola aplikacijske razine, a to su HTTP, MQTT, MQTT-SN i CoAP. Također opisane su i njihove sigurne varijante. Kako bi se zaštitili podatci prilikom prijenosa mrežom, potrebna je njihova enkripcija. Podatci se enkriptiraju i šalju TLS ili DTLS protokolom koji prije prijenosa izvršava „rukovanje“ s poslužiteljem. U zadnja dva poglavlja ovog rada, opisana je implementacija studijskog primjera pametne brave. Korištena su četiri protokola i njihove sigur varijante. Ti protokoli su uspoređeni i analizirani prema unaprijed zadanim kriterijima. The first part of this paper describes the Open Systems Interconnection model. Then four application-level communication protocols are described, namely HTTP, MQTT, MQTT-SN, and CoAP. Their safe variants are also described. Encryption is required in order to protect data during network transmission. The data is encrypted and sent by the TLS or DTLS protocols which the server „handles“ before transmission. The last two chapters of this paper describe the implementation of a smart lock study example. Four protocols and their safe variants were used. These protocols were compared and analyzed according to predefined criteria.

Rad razmatra postojeće komunikacijske mehanizme unutar aplikacijskih protokola koji služe kao obrana od nepouzdane komunikacije. Također, u sklopu rada teoretski se obrađuju te implementiraju proizvoljni mehanizmi za skladištenje, prijenos i obradu podataka između tri komponente: senzorski čvor, poslužitelj i aktuatorski čvor. The paper deals with already existing communication mechanism in application protocols that serve as a defense line from unreliable communication. The paper also consists of theoretical part and implementation of custom made mechanisms for storing, transmitting and processing of data between three main components: sensor node, server and actuator node.

Rad opisuje virtualizacijske tehnologije, Internet stvari i krajnje uređaje koji se koriste unutar istoga. Razrađena je ideja o povezivanju ovih tehnologija te potencijalne prednosti koje se dobivaju povezivanjem. U sklopu rada osposobljen je sustav koji rješava problem dostave programske podrške na udaljene čvorove u sferi Interneta stvari. Za realizaciju sustava su korišteni alati otvorenog koda: Docker i Kubernetes kao predstavnici virtualizacijskih tehnologija te ThingsBoard kao rješenje iz sfere Interneta stvari. This thesis gives an introduction to virtualization technologies, Internet of Things and the devices that are used in IoT. It presents the idea of combining these technologies to benefit from the possible outcome. The practical part of this thesis solves the problem of deploying software to remote nodes in the Internet of Things. Only open-source tools were used to construct this solution: Docker and Kubernetes for virtualization and ThingsBoard as a representative of IoT solutions.

U radu je istražen i opisan koncept Digitalnog dvojnika u konceptu Interneta stvari. Iznesene su karakteristike dvojnika, postojeća podrška u izradi digitalnog dvojnika te potrebne tehnologije za izradu istog. Osmišljen je model dvojnika, tako da dvojnik ne narušava postojeće arhitekture Interneta stvari, već ima ulogu dodatnog sloja. Izneseno je rješenje te je prikazan primjer korištenja koncepta Digitalnog dvojnika u sustavu Pametni dom. The paper describes the concept of a Digital Twin in the concept of the Internet of Things. The characteristics of the twin, the existing support in the production of the digital twin and the necessary technologies for its production are presented. The twin model has been designed so that the duplicate does not disrupt the existing architecture of the Internet of Things but has the role of an additional layer. The solution and an example of using Digital Twin concept in the Smart Home system is presented.

Ovaj rad proučava mogućnosti korištenja raspodijeljenog sustava za pohranu podataka digitalnih blizanaca uređaja u kontekstu Interneta stvari. Cilj je izgraditi sustav koji omogućava praćenje statičkih i dinamičkih podataka nekog proizvoda. Podatke je potrebno pohraniti u sustav kao digitalne blizance. Ti podaci se onda na kraju moraju moći dohvatiti bez da klijent koji dohvaća te podatke zna točno gdje se oni nalaze. Kao sustavi za pohranu podataka iskorišteni su InterPlanetary File System (IPFS) i MySQL baza podataka. Cilj korištenja dva različita sustava za pohranu podataka jest otklanjanje nedostataka jednog mogućnostima drugog. Uz njih korišten je Apache Kafka za rukovanje dinamičkim podacima. Također korišten je i Python za pisanje REST servisa, desktop aplikacije za pristup tom servisu i skripti za slanje dinamičkih podataka. This paper studies the possibilities of storing IoT digital twin data using a distributed system. The goal is to build a system that allows the monitoring of static and dynamic data of a product. The data needs to be stored in the system in form of digital twins. This data needs to be retrievable from within the system without the full knowledge of its location. InterPlanetary File System (IPFS) and MySQL database were used for data storage. The goal of using two different storage systems is to address the shortcomings of one with the strengths of the other. In addition, Apache Kafka was used to handle dynamic data. Python was also used to write a REST service, a desktop application to access said REST service, and scripts to send dynamic data.

Internet stvari omogućava povezivanje različitih ured̄aja i stvaranje ekosustava ured̄aja koji med̄usobno mogu komunicirati. Od samog začetaka, gdje se računalo povezalo s automatom za pića, do današnjih velikih ekosustava ured̄aja ideja Interneta stvari je ostala ista, no tehnologija se razvila eksponencijalno i omogućila implementaciju Interneta stvari u svim granama tehnološke industrije. Tako je moguće preko malog ured̄aja pozvati hitnu službu u slučaju hitne uzbune ili poslati najbližim kontaktima poziv u pomoć. Takvi ured̄aji se nazivaju ured̄ajima sa sustavom medicinske uzbune (engl. medical alert) i najzastupljeniji su u Sjedinjenim Američkim Državama. Analiza tržišta tih nosivih ured̄aja sa sustavom medicinske uzbune pokazala je da na europskom tržištu nema adekvatnog ured̄aja koji je prilagod̄en području, no nada se nalazi u ured̄ajima Silver monitor tvrtke Silver Technologies koji će uskoro izaći na tržište. Istraživanje mogućnosti razvoja programske podrške za praćenje zdravstvenog stanja korisnika pomoću sata je pokazalo da treba napraviti aplikaciju za Samsung pametni sat koji će u bazu podataka Firebase slati podatke o zdravstvenom stanju korisnika te pomoću Flutter aplikacije njegovatelju omogućiti praćenje zdravstvenog stanja. Internet of Things creates an ecosystem of connected devices that can communicate over the Internet. Since the beginning, where personal computer was connected to the soda dispenser, to today’s big ecosystems of connected devices, the main idea of Internet of Things has remained the same, but the technology has developed exponentially and enabled vertical expansion of IoT to all branches of technological industries. Through a small hand-held device it’s possible to call emergency service or closest contacts to let them know there is a medical emergency. This kind of devices, called medical alerts, are mostly used in United States of America. The analysis of the wearable medical alerts has shown that European market doesn’t have an adequate medical alert device that’s suitable for that area, but there is hope in Silver Monitor devices made by company Silver Technologies which will soon hit the market. Research of the possibilities of developing a software for users’ health monitoring using a smartwatch has produced a most suitable solution which contains an app for Samsung smartwatch, which will collect the data and send it to the Firebase database, and a Flutter app for caregivers that will display the data and make monitoring as easy as possible.

U novije vrijeme područje Interneta stvari bilježi sve veću popularnost. Sustavi bazirani na IoT tehnologiji se mogu pronaći u mnogim dijelovima svakodnevice pa tako i u raznim rješenjima problema kontrole pristupa zaštićenim prostorijama. Upravo jedno takvo rješenje ovaj rad nastoji ponuditi. Koristeći kompaktno računalo Raspberry Pi, čitač pametnih kartica te relej, izgrađen je sustav koji pomoću web-aplikacije na udaljenom poslužitelju upravlja ovlastima pristupa korisnika jedne ili više prostorija. In modern times, the field of the Internet of Things is experiencing rapid growth. Systems based on IoT technology can be found in many parts of everyday life, including various solutions to access control of protected premises. This paper seeks to offer one such solution. Using a compact computer Raspberry Pi, a smart card reader and a relay, a system is built that uses web application hosted on a remote provider to manage access control of (authenticated) personnel.

Kroz ovaj rad objašnjen je pojam Internet stvari i opisane su razna područja u kojima se koriste Internet stvari. Poseban naglasak je stavljen na Internet stvari u pametnom domu, te simbioza između Internet stvari i umjetne inteligencija koja sustave čini pametnim. Objašnjena je razlika između automatizacije i pametnih sustava koji spadaju u kognitivne Internet stvari. Također dan je osnovni pregled umjetni neuronskih mreža, ključnih procesa pri stvaranju istih. Uz rad razvijena je i jednostavna umjetna neuronska mreža u programskom jeziku Python uz korištenje vanjskih biblioteka, poput Keras biblioteke, koja kontrolira sustav grijanja i hlađenja. Na samome kraju opisani su i prikazani dobiveni rezultati. Through this work, the concept of the Internet of Things is explained and various areas in which the Internet of Things is used are described. Special emphasis is placed on the Internet of Things in a smart home, and the symbiosis between the Internet of Things and artificial intelligence that makes systems smart. The difference between automation and smart systems that belong to cognitive Internet things is explained. Also given is a basic overview of artificial neural networks, the key processes in their creation. In addition to the work, a simple artificial neural network was developed in the programming language Python with the use of external libraries, such as the Keras library, which controls the heating and cooling system. At at the very end, the obtained results are described and presented.

Razvoj tehnologije raspodijeljene glavne knjige privukao je pažnju mnogim inženjerima te se aplikacija tehnologije primjenjuje u sve široj domeni. Zbog rapidnog razvoja tehnologije blockchain te tehnologije interneta stvari razmatraju se njihovi mogući integrirani sustavi koji će profitirati od obje tehnologije. Glavno pitanje moderne tehnologije interneta stvari su sigurnost i privatnost enormne količine generiranih podataka. Tehnologija raspodijeljene glavne knjige ima potencijal riješiti navedene probleme interneta stvari te ovaj rad daje analizu obje tehnologije te primjenu korištenja blockchain tehnologije u rješavanju problema sigurnosti i privatnosti interneta stvari. The development of distributed ledger has attracted the attention of many engineers and the application of the technology is being applied in an ever-widening domain. Due to the rapid development of blockchain technology and the Internet of Things, their possible integrated systems that will benefit from both technologies are being considered. The main issue of modern Internet of Things technology is the security and privacy of an enormous amount of data generated. The distributed ledger technology has the potential to solve the mentioned problems of the Internet of Things, and this paper provides an analysis of both technologies and the application of the use of blockchain technology in solving the problems of security and privacy of the Internet of Things.

Progresivne web-aplikacije su nova vrsta web-aplikacija koje su nastale kao nadogradnja tradicionalnih web-aplikacija. Zahvaljujući tehnologijama Web App Manifest i Service Worker progresivne web-aplikacije imaju web-responzivni dizajn i osjećaj prirodnih aplikacija. Progresivne web-aplikacije vrlo su praktične za upravljanje podacima generiranih od strane uređaja povezanih u mreži Interneta stvari. Studijskim primjerom prikazana je progresivna web-aplikacija, napravljena korištenjem tehnologija: JavaScript, HTML, CSS i Node.js, koja prima obavijesti generirane automatizacijom pametne kuće pomoću platforme Home Assistant. Generirana obavijest se šalje na poslužitelj koristeći Home Assistant RESTful API, i nakon toga poslužitelj korištenjem tehnologije push obavijesti šalje tu obavijest progresivnoj web-aplikaciji koja tu obavijest prikazuje na svom korisničkom sučelju. Progressive web applications are a new type of web application that has emerged as an upgrade to traditional web applications. Thanks to Web App Manifest and Service Worker technologies, progressive web applications have a web-responsive design and a feel for natural applications. Progressive web applications are very practical for managing data generated by devices connected to the Internet of Things. A case study shows a progressive web application, created using technologies: JavaScript, HTML, CSS and Node.js, which receives notifications generated by smart home automation using the Home Assistant platform. The generated notification is sent to the server using the Home Assistant RESTful API, and then the server uses push notification technology to send that notification to a progressive web application that displays that notification on its user interface.

Ovaj rad je pokušao dati odgovor na pitanje: „Koji je algoritam za šifriranje najoptimalniji za korištenje u IoT-u?“, uz pomoć chat aplikacije u kojoj je moguće svojevoljno odabrati algoritme za šifriranje i za računanje sažetaka. Sve informacije o resursima su zabilježene na Raspberry PI-u prilikom šifriranja i dešifriranja, kako bi najbolje bilo prikazano IoT okruženje s obzirom na dostupne resurse u istoimenom uređaju. This final paper is trying to answer the question: „Which encryption algorithm is the most optimal for use in Internet of Things?“, with the help of chat application in which there is an option to choose algorithms for encryption and algorithms for creating hashes. All the information about resources are generated on the Raspberry Pi device while encrypting and decrypting messages, in order to get the best result which represent IoT environment.

U ovom radu implementiran je sustav za slanje alarma s platforme Home Assistant na Android aplikaciju. Na početku rada opisana je uloga platformi u mreži Interneta stvari i korištenje Home Assistanta. Nakon toga se razmatraju i uspoređuju različiti načini slanja alarma na aplikaciju. Na kraju prikazuje se dizajn i način implementacije samog sustava, od poslužitelja do Android aplikacije. This thesis implements a system for sending alarms from Home Assistant platform to an Android application. At the beginning, the thesis describes the role of platforms in the Internet of Things network and the use of Home Assistant. After that, different ways of sending alarms to the application are considered and compared. Finally, the design and implementation method of the system itself is shown, from the server to the Android application.

Internet stvari predstavlja jedno od najbrže rastućih i najrasprostranjenijih područja današnjice. Uz kontinuirani napredak te tehnologije dolazi do sve većih izazova sa kojima se mora nositi kako bi se uspješno primjenjivala u raznolikim sektorima. Jedan od najvećih izazova predstavlja sigurnost uređaja IoT. Kroz godine su otkrivene mnoge ranjivosti i napadi koji su u stanju načiniti veliku štetu tim uređajima. Upravo ovi problemi predstavljaju tematiku ovoga rada. Kroz rad je predložena ideja zaštite dvije kamere koje su poslužile kao uređaji IoT. Metoda zaštite obuhvaća uspostavu posrednika na kojemu je prisutan sustav za detekciju napada. Na ovaj način bi se moglo pratiti sav promet prema kamerama, i filtrirati ga kako bi se otkrilo zlonamjerne pakete. Internet of Things represents one of the fastest-growing and widespread areas of modern times. With the advancement of such technologies, there comes an increase in the number of challenges that need to be overcome, for that technology to be used in different sectors. One of the biggest challenges is the security of IoT devices. Over the years there, numerous weaknesses and attacks were discovered that could cause a lot of damage to IoT devices. These problems represent the basis for this thesis. An idea was proposed to protect two cameras that served as IoT devices. The method of securing included setting up a proxy with an IDS installed on it. This way all traffic between cameras and the cloud could be monitored, and filtered to discover malicious packets.

Sustavi temeljeni na konceptu Interneta stvari zasnivaju se na raspodijeljenoj arhitekturi. Arhitekturu takvih sustava čine senzorski uređaji koji se putem mreže spajaju na poslužitelj i šalju zabilježene vrijednosti. Poslužitelj zaprima i obrađuje senzorska mjerenja te ih prezentira korisniku. Na osnovu prezentiranih podataka korisnik može poduzimati određene akcije ili upravljati povezanim uređajima. Zadatak sustava razvijenog u sklopu ovog završnog rada je povezivanje pametnog zvona s Android aplikacijom u vidu slanja „push“ obavijesti na korisnikov mobilni uređaj kada netko pozvoni na pametno zvono. Sustav se sastoji od pametnog zvona, instance Home Assistant platforme, poslužitelja za komunikaciju s Home Assistant platformom, Firebase Cloud Messaging servisa i Android aplikacije. Pametno zvono sastoji se od Arduino Yun pločice i web-kamere. Arduino pločica je povezana s TinkerKit Sensor Shield-om preko kojeg je, na Arduino pločicu, povezan TinkerKit PushButton. TinkerKit PushButton je jednostavni senzorski uređaj na čiji pritisak kreće akcija zvonjenja. Akcija zvonjenja se sastoji od povezivanja s Home Assistant platformom i objavljivanja poruke putem MQTT protokola. Home Assistant je konfiguriran tako da putem MQTT broker-a prima obavijesti o porukama koje pametno zvono objavljuje. Na primitak obavijesti o zvonjenju Home Assistant poslužitelju šalje HTTP POST zahtjev na temelju čijeg sadržaja će poslužitelj kreirati „push“ obavijest i odrediti primatelje kreirane obavijesti. Iz zaprimljenog HTTP POST zahtjeva, poslužitelj izvlači naslov obavijesti, tijelo obavijesti i temu na koju će se obavijest objaviti. Kreiranu obavijest poslužitelj objavljuje na Firebase Cloud Messaging servis na zadanu temu. Firebase Cloud Messaging servis obavijest prosljeđuje uređajima koji su se putem Android aplikacije prijavili za primanje obavijesti s te teme. Otvaranjem pristigle obavijesti, Android aplikacija se povezuje na web-kameru pametnog zvona i dohvaća trenutnu sliku kamere. Systems based on Internet of Things concept rest upon distributed architecture. Architecture of such systems is made of sensor devices which are connected to server and they send values they record to server. Server accepts and processes measures received from sensors and presents that measures to user. Based on presented values user can take some actions or manage connected devices. System developed for this final assignment is made to connect smart doorbell with Android application by sending push notifications to user's mobile phone when someone pushes button on smart doorbell. System is made of smart doorbell, instance of Home Assistant platform, server for communication with Home Assistant, Firebase Cloud Messaging service and Android application. Smart doorbell consists of Arduino Yun board and web-cam. To Arduino board is connected TinkerKit Sensor Shield on which is connected TinkerKit PushButton. TinkerKit PushButton is simple sensor device, push on this button starts action of ringing doorbell. Ringing doorbell action contains two steps, connecting to Home Assistant platform and publishing message via MQTT protocol. Home Assistant is configured to receive messages that smart doorbell publishes to MQTT broker. When Home Assistant receives message that someone have rung doorbell, it sends HTTP POST Request which body will be used by server to get parameters to create push notification and determine who to send created notification. From received HTTP POST Request server gets title of notification, message of notification and topic on which to publish notification. Created notification, server publishes to Firebase Cloud Messaging service to specific topic. Firebase Cloud Messaging service forwards notification to mobile devices which are subscribed to that topic via Android application. When user opens received push notification, Android application connects to smart doorbell's web-cam and fetches current image of web-cam.

U ovom je radu opisana tehnologija interneta stvari i njena implementacija s ciljem mjerenja željenih fiziklanih parametara. Opisan je MQTT komunikacijski protokol i njegova konkretna implementacija uz pomoć NodeRED programskog alata. U svrhu demonstracije navedene tehnologije razvijen je odgovarajući sustav i pripradajuća programska podrška. Na kraju je opisana i implementacija navedenih tehnologija. This paper described technologies regarding Internet of Things and it’s implementation with intention to measure various physical parameters. Also, this paper described MQTT protocol and it’s implementation via NodeRED. A system was developed in order to demonstrate the technology.

Glavna pretpostavka ovog rada jest nedostatak platformi koje omogućuju nestručnim korisnicima da povezuju svoje pametne stvari i njima upravljaju, odnosno kreiraju svoje vlastite jednostavne sustave povezanih stvari, bazirane na principu Interneta stvari. Na temelju te pretpostavke funkcionalno i arhitekturno je osmišljen sustav koji nudi jednostavno korisničko sučelje putem kojeg bi korisnici mogli na jednostavan način povezivati pametne stvari i kreirati pravila po kojima bi se one trebale ponašati. Sustav je ostvaren na principu klijentsko-poslužiteljske arhitekture web aplikacije, uz pohranu podataka u relacijsku bazu podataka. Uz to, ostvaren je i dio sustava koji je odgovoran za komunikaciju i upravljanje pametnim stvarima putem protokola MQTT. S obzirom na nedostatak stvarnih pametnih stvari, ostvarene su simulacije triju pametnih stvari; sobnog termometra, garažnih vrata te klima uređaja. Kreiranjem pravila ponašanja tih triju pametnih stvari u međusobnoj ovisnosti putem korisničkog sučelja te samom simulacijom tih stvari u stvarnom vremenu demonstriran je način rada i ponašanja cjelokupnog ostvarenog sustava. Ostvarenjem platforme s odabranim funkcionalnostima te na temelju osmišljene arhitekture, ostvaren je cilj ovog rada. The main premise of this thesis is a lack of platforms that would enable nonproficient users to connect and manage their smart devices and to create their own simple connected environments according to the principles of Internet of things. Based on this premise, a system has been designed, functionally and architecturally, that enables a simple user interface for users to connect smart devices and create rules for their behavior. The designed system has been implemented through a client-server web application architecture, with data storage in a relational database. The implementation also includes the part of the system responsible for communication and management of smart devices based on the MQTT protocol. Due to current insufficient availability of actual smart devices on the market, three smart devices have been simulated: a room thermometer, a garage door and an air conditioner. The operation and behavior of the implemented system has been demonstrated by creating rules for behavior of the simulated smart devices and their interaction through the user interface, as well as by the actual real-time simulation. With the implementation of a platform for simplified use of the Internet of Things with selected functionalities and based on the designed architecture, the goal of this thesis has been achieved.

Nextbike sustav je sustav javnih bicikli koji je implementiran u gradu Splitu 2019. godine. U uvodnom dijelu definirani su problem i predmet istraživanja, kao i istraživačka pitanja, ciljevi istraživanja te metodologija istraživanja. Teorijski dio istraživanja fokusira se na prikaz mobilnosti u pametnim gradovima kroz pregled koncepta održivog razvoja, načina na koji se održivi razvoj odvija u urbanim sredinama te njegova važnost za urbane sredine. Nadalje, predstavljen je koncept interneta stvari, njegova primijenjenost u pametnim gradovima, s naglaskom na ulogu interneta stvari na sustave javnih bicikli. Zatim je dan pregled pametne mobilnosti, gdje se definira pametna mobilnost, predstavlja način upravljanja pametnom mobilnošću te su prezentirane vrste pametne mobilnosti. Na kraju su predstavljeni i primjeri samih projekata javnog dijeljenja bicikli implementirani diljem Europe. Drugi dio teorijskog pregleda odnosi se na sam Nextbike Split, gdje je prezentiran međunarodni projekt Nextbike. Zatim je prezentiran način na koji se Nextbike Split uklapa u razvoj pametnoga grada: predstavljeni su aspekti interneta stvari Nextbikea, generalne informacije i koncepti implementiranosti u Splitu, kao i problemi same implementacije. U empirijskom dijelu rada izvršeno je UTAUT istraživanje, gdje je 204 ispitanika odgovorilo na anketni upitnik, s ciljem ispitivanja prihvaćenosti implementirane tehnologije od strane korisnika. Nadalje, napravljen je model s ciljem lokacijske optimiziranosti postavljenih terminala, kako bi se ukazalo na potrebna područja pri daljnjoj implementaciji. Nextbike system is a public bike-sharing system that was implemented in the city of Split in 2019. The introductory part of this research defines the problem and the subject of the research, as well as the research questions, research goals and research methodology. The theoretical part of the research focuses on the presentation of mobility in smart cities through an overview of the concept of sustainable development, the way in which sustainable development takes place in urban areas and its importance for urban areas. Furthermore, the concept of the Internet of Things, its application in smart cities, was presented, with an emphasis on the role of the Internet of Things on public bicycle systems. Then, an overview of smart mobility is given, where smart mobility is defined, a way of managing smart mobility is presented, as well as various types of smart mobility. Finally, examples of public bicycle sharing projects implemented throughout Europe are presented. The second part of the theoretical review refers to Nextbike Split itself, where the international project Nextbike was presented. Then, the way Nextbike Split fits into the development of a smart city is layed out, using the smart city aspects: aspects of the Internet of Things of Nextbike, general information and concepts of implementation in Split, as well as the problems of the implementation itself are presented. In the empirical part of the paper, a UTAUT survey was conducted, where 204 respondents responded to a survey questionnaire, with the aim of examining the acceptance of the implemented technology by users. Furthermore, a model was made with the aim of location optimization of the installed terminals, in order to indicate the necessary areas for further implementation.

Stroji in naprave v današnjem času proizvajajo velike količine podatkov, ki se navadno prenašajo in hranijo na oddaljenih strežnikih. To lahko prinaša velike stroške prenosa in hrambe podatkov ter zakasnitve, postavlja pa tudi vprašanja o varnosti in zasebnosti. Obdelava podatkov na robu omrežja omogoča, da podatke senzorjev in naprav analiziramo ter obdelamo v njihovi neposredni bližini, v oblak pa pošljemo samo ključne informacije, ki služijo nadaljnji obdelavi. Diplomsko delo opisuje praktičen primer spremljanja učinkovitosti proizvodnega procesa z izračunom kazalnikov skupne učinkovitosti opreme (OEE) na robu omrežja. V okolju TwinCAT poteka simulacija proizvodne linije, ki temelji na modelu stanj PackML. Naprava TwinCAT je povezana z računalnikom Raspberry Pi, na katerem teče program, napisan v programskem jeziku Python, ki zajema podatke iz proizvodnega procesa in v realnem času izračunava kazalnike OEE. Ti se nato prenašajo v spletno aplikacijo Azure IoT Central, kjer ima operater oddaljen nadzor nad učinkovitostjo procesa. Machines and devices nowadays produce large amounts of data that are typically transmitted and stored on remote servers. This can lead to high data transfer and storage costs, delays, as well as security and privacy issues. Data processing at the edge of the network allows the data of sensors and devices to be analyzed and processed in their immediate proximity, and only key information is sent to the cloud for further processing. The thesis describes a practical example of monitoring the effectiveness of the production process by calculating the overall equipment effectiveness (OEE) indicators at the edge of the network. The TwinCAT environment runs a production line simulation based on the PackML state model. The TwinCAT device is connected to a Raspberry Pi computer running a program written in the Python programming language, which captures data from the production process and calculates OEE indicators in real-time. These are then transferred to the Azure IoT Central web application, where the operator has remote supervisory control over the effectiveness of the process.

Primjena informacijskih i komunikacijskih tehnologija promijenila je način pružanja zdravstvene skrbi. Ljekarništvo i ljekarnici moraju ići ukorak s digitalnom transformacijom ljekarničke skrbi. Tehnologije digitalnog zdravlja donijet će ljekarnicima nove, proširene zadaće i odgovornosti te ulogu „trenera digitalnog zdravlja“. Time će ljekarnik, kao zdravstveni profesionalac, postati jedinstveni tehnološki stručnjak koji razumije, primjenjuje i preporučava različite eHealth tehnologije i platforme, kao što su telefarmacija, mZdravlje, nosivi uređaji, Internet medicinskih stvari, elektronički zdravstveni zapisi te ostale tehnologije i intervencije koje omogućavaju provođenje kvalitetnije ljekarničke skrbi. Kako i sami pacijenti implementiraju u svoj životni stil razne digitalne tehnologije u službi vlastitog zdravlja, ljekarnik će svojim poznavanjem tehnologija digitalnog zdravlja znatno olakšati i pomoći pacijentu u tumačenju brojnih zdravstvenih podataka skupljenih pomoću novih tehnologija te mu pružiti adekvatnu ljekarničku skrb. The use of information and communication technologies has changed the way healthcare is provided. Pharmacy and pharmacists must keep pace with the digital transformation of pharmaceutical care. Digital health technologies will bring pharmacists new, expanded tasks and responsibilities and the role of "digital health coach". In this way, the pharmacist, as a health professional, will become a unique technology expert who understands, applies, and recommends various eHealth technologies and platforms, such as telepharmacy, mHealth, wearable devices, the Internet of Things, electronic health records and other technologies and interventions in the field of pharmaceutical care. As patients themselves implement various digital technologies for self-care and self-medication, the pharmacist will significantly facilitate and help the patient in interpreting numerous health data collected using new technologies and provide him with adequate pharmaceutical care.

Various smart applications are needed to address complex problems in construction falling under the broad categories of safety at work, construction site management, management of resources, waste and assets and construction progress monitoring. Fog computing emerges as a new computing paradigm for Edge-to-Cloud computing that integrates Internet of Things (IoT), Artificial Intelligence (AI), and Blockchain technologies to facilitate the development and operation of smart applications. However, a comprehensive methodology that applies Fog computing to construction projects is currently missing. In our work, we use the novel DECENTER Fog Computing and Brokerage Platform to address requirements for flexible use of AI methods in construction projects and develop a relevant methodology. Evaluation is performed through all application development phases at a real construction site in Ljubljana, Slovenia. Testing results show that the use of Fog computing contributes to high response rates, privacy and security when processing sensitive worker and company data.

U radu je realizirano daljinsko upravljanje i nadzor izravno pogonjenog elektrohidrauličkog sustava (eng. direct driven electrohydraulic system, DDEH), koji predstavlja novi i energetski učinkoviti koncept izvedbe hidrauličkih sustava. U sustav je ugrađena dodatna reverzibilna pumpa/motor koja se veže na isto vratilo kao i postojeća pumpa/motor, a vrti se u suprotnom smjeru, čime je izbjegnuta uporaba proporcionalnog ili servo ventila, a time i znatno prigušenje strujanja radnog fluida što uzrokuje gubitke energije hidrauličkog sustava. Sustav ima mogućnost spajanja na internet preko usmjerivača (eng. router) ugrađenog na upravljački ormar. Sustavom upravlja PLC koji ujedno prikuplja sve mjerene podatke. Unosom različitih podataka u registre PLC-a moguće je pokrenuti i zaustaviti sustav, odabrati između klasičnog i izravno pogonjenog sustava te odabrati referentni signal. Svi prikupljeni podatci spremaju se u bazu podataka i prikazuju u web aplikaciji. Radi lakšeg upravljanja sustavom podatci iz web aplikacije spremaju se u registre PLC-a. Za izradu web aplikacije korišten je program Python i mrežna tehnologija Web2Py. U radu najprije opisan pojam interneta stvari (eng. Internet of Things, IoT), njegova primjena u industriji, način odvijanja komunikacije između korisnika, servera i sustava, kao i korišteni komunikacijski protokol za ostvarivanje komunikacije između servera i PLC-a. Izrađena je aplikacija za prikaz slike na udaljenom računalu u realnom vremenu, kao i povijesni pregled svih snimljenih rezultata.

In Part I, this thesis aims to shed light on IoT and edge com-puting systems and accompanying computing and architectural paradigms, their definition, areas of application, and common use-cases, as well as operational, business, economical, social challenges and benefits. It illustrates modern needs and requests in building IoT systems and current State-of-The-Art (SoTA) approaches to designing them. Additionally, it discusses the security and privacy topics of IoT and edge computing systems. It also encompasses research, design, and implementation of an MQTT-based Resource Management Framework for Edge Com-puting systems that handle: resource management, failover detection and handover administration, logical and physical workload balancing and protection, and monitoring of physical and logical system resources designed for a real-world IoT platform. The thesis offers insights into modern requests for such frameworks, current SoTA approaches, and offer a solution in the form of a software framework, with minimal implementation and communication overhead.In Part II, the thesis elaborates on IPS, their definition, deploy-ment types, commonly used positioning techniques, areas of application, and common use-cases, as well as operational, business, economic, social challenges, and benefits. It specifically discusses designing IPS for the typical IoT infrastructure. It offers insights to modern IPS requests, current SoTA in solving them, and under-line original approaches from this thesis.It elaborates on the research, design and authors’ implementation of an IPS for the IoT – Bluetooth LowEnergyMicrolocation Asset Tracking (BLEMAT), including its software engines (collections of software components) for: indoor positioning, occupancy detection, visualization, pattern discovery and prediction, geofencing, movement pattern detection, visualization, discovery and prediction, social dynamics analysis, and indoor floor plan layout detection., Deo I teze ima je za cilj da rasvetli IoT i edge computing računarske sisteme i prateće računarske paradigme softverskih arhitektura, njihovu definiciju, područja primene i slučajeve uobičajene upotrebe, kao i operativne, poslovne, ekonomske, i socijalne izazove i koristi. Teza ilustruje savremene potrebe i zahtevi u izgradnji IoT sistema i najsavremeniji pristupi u njihovom dizajniranju. Raspravlja se o temama bezbednosti i privatnosti u IoT i edge computing računarskim sistemima. Kao još jedan glavni zadatak, teza je obuhvata istraživanje, dizajn i implementaciju softverske arhitekture za upravljanje resursima zasnovanim na MQTT komunikacionom protokolu za edge computing računarske sisteme koja se bavi: upravljanjem resursima, detekcijom prestanka rada upravljačkih algoritama i administracijom primopredaje tj. transporta upravljačkih algoritama, i logičkim i fizičkim balansiranjem i zaštitom radnog opterećenja sistema. Diskutuju se savremeni zahtevi za takve softverske arhitekture, trenutni pristupi. Na kraju, prikazuje se rešenje sa minimalnim troškovima implementacije i komunikacije.Deo II teze ima za cilj da objasni sisteme za unutrašnje pozicioniranje, njihovu definiciju, vrste primene, najčešće korišćene tehnike pozicioniranja, područja primene i uobičajene slučajeve upotrebe, kao i operativne, poslovne, ekonomske, i socijalne izazove i koristi. Posebno se diskutuje o dizajniranju ovakvih sistema za tipičnu IoT infrastrukturu. Nudi se uvid u savremene zahteve sisteme za unutrašnje pozicioniranje, trenutne pristupe u rešavanju istih, i naglašeni su originalni pristupe iz ove teze. Dalje je fokus na istraživanju, dizajniranju i implementaciji sistema za unutrašnje pozicioniranje (BLEMAT), uključujući njegove softverske podsisteme (kolekcije softverskih komponenti) za: pozicioniranje u zatvorenom prostoru, detekciju zauzeća prostorija, vizualizaciju, otkrivanje i predviđanje obrazaca kretanja, geofencing, vizualizaciju i analizu društvene dinamike i detekciju rasporeda prostorija unutrašnjeg prostora.

Hrup je pri načrtovanju mest prihodnosti velik dejavnik, saj se vedno bolj zavedamo, kakšen vpliv ima na zdravje in kvaliteto življenja. Načrtovalci javnih površin tako vedno več odločitev sprejemajo z namenom obvladovanja hrupa. Trenutne rešitve za pridobivanje podatkov o hrupu so drage in zahtevajo veliko načrtovanja, zato se jih velikokrat preskoči. V sklopu diplomske naloge smo načrtovali in razvili cenovno dostopen sistem, ki omogoča hitro in enostavno opazovanje hrupa na poljubno velikih območjih s poljubnim številom senzorjev. Razvili smo cenovno dostopne merilne enote, odprtokodno platformo za upravljanje zaznavanja in shranjevanje podatkov ter spletne in programske vmesnike za učinkovito podatkovno analizo. Uporabnost sistema smo preizkusili in potrdili v več pilotnih študijah. Noise management is an ever-growing part of designing future urban landscapes. We’re becoming more aware of the effects of noise pollution on health and quality of life. With that, the pressure on city planners to manage noise more efficiently is becoming more prominent. Current solutions for researching noise are often too expensive and time-consuming and, regarding noise, urban planning relies on intuition rather than on the data. In the thesis, we design and implement a cost-effective, scalable, flexible urban noise analysis system. We have developed affordable measuring units, a user interface, an open-source server for data storage, and a widget for efficient data analysis. We tested and confirmed the utility of the system in several pilot studies.

Industrija 4.0 započela je novim tehničkim rješenjima u projektiranju, konstruiranju, proizvodnji, upravljanju, te nadzoru. Ulaganja u napredna tehnološka rješenja zahtijevaju strateška promišljanja, simulacije, planiranje, učenje i obuku. Jedan od bitnih koraka je digitalizacija proizvodne linije kako bi se povezala tvornička oprema i uređaji i ispitala tražena rješenja prije nego što se donese konačna odluka o ulaganju. U diplomskom je radu izgrađen model digitalnog blizanca automatizirane proizvodne linije. Unutar modela je simulirano nekoliko senzora u stvarnom vremenu te su korišteni najnoviji alati za prikaz vremenskih sljedova podataka u oblaku. Industry 4.0 started with new technical solutions in design, construction, production, management, and supervision. Investing in advanced technology solutions requires strategic thinking, simulation, planning, learning and training. One of the essential steps is the digitization of the production line in order to connect the factory equipment and devices and test the required solutions before making a final investment decision. In thisis a model has been built of digital twin automated production line. Model simulates several sensors in real time and use the latest tools to display time series of data in the cloud.

The process of digitalisation of the electricity supply chain and introduction of the smart grid as a concept that will facilitate inclusion of renewable energy resources and electrical vehicles into the existing power grid, led to a significant increase of data generation and information exchange between stakeholders. Each stakeholder or entity in the electricity domain can use a different approach to model data which poses a challenge for data interoperability between them. Some business use cases and applications require data from different sources at various locations, making this problem even more difficult. This master thesis addresses the described problem by investigating semantic modelling of electricity data and storing this data in graph databases for further fast and reliable information retrieval. The Common Information Model (CIM) enables semantic interoperability of electricity data related to different process and time scales from real-time to long-term planning (e.g. grid models, measurements, market data etc). Originating from the classification of electricity data, CIM ontology for semantic data modelling is overviewed in this thesis. Since Resource Description Framework (RDF) represents the efficient mean of data serialization on Semantic Web and currently big electricity data is commonly serialized in this format, an effort is given to deep understanding of RDF. In the next step, this thesis investigates methodology for storing data serialized as an RDF/XML file into a graph database as well as approaches for data retrieval from databases requested by other business processes. In order to enable combining electricity data with other data available at Semantic Web (e.g. weather data, Google maps etc), the work presented in this thesis will leverage semantic query languages for electricity data retrieval from database. In the scope of the practical work of this thesis, distribution grid models in RDF format will be deployed in two graph databases with different designs (Neo4j and GraphDB) and their performances with standard KPIs (key performance indicators) for databases will be compared. The master thesis contributes to the overall investigation of semantic data modelling and data interoperability in the electricity domain, as a crucial component for wider deployment of smart grid technologies in the future. Postopek digitalizacije dobavne verige z električno energijo in uvedba pametnega omrežja kot koncepta, ki bo olajšal vključitev obnovljivih virov energije in električnih vozil v obstoječe elektroenergetsko omrežje, je privedla do znatnega povečanja podatkov in izmenjave informacij med deležniki. Vsaka zainteresirana stran ali subjekt na področju električne energije lahko z različnim pristopom oblikuje podatke, kar predstavlja izziv za njihovo interoperabilnost. Nekateri primeri poslovne uporabe in aplikacije zahtevajo podatke iz različnih virov na različnih lokacijah, kar dodatno povzroča težave. Magistrsko delo obravnava ta problem s preučevanjem semantičnega modeliranja podatkov o električni energiji in shranjevanjem teh podatkov v grafne podatkovne baze za nadaljnje hitro in zanesljivo iskanje informacij. Skupni informacijski model (CIM) omogoča semantično interoperabilnost podatkov o električni energiji, ki se nanašajo na različne procesne in časovne lestvice od realnega časa do dolgoročnega načrtovanja (npr. Mrežni modeli, meritve, tržni podatki itd.). Izhajajoči iz klasifikacije podatkov o električni energiji, CIM ontologija za semantično modeliranje podatkov je obravnana v tej nalogi. Ker okvir za opis virov (RDF) predstavlja učinkovito sredstvo za serializacijo podatkov na semantičnem spletu in so trenutno veliki podatki o električni energiji pogosto serializirani v tej obliki, si prizadevamo za globlje razumevanje RDF. V naslednjem koraku bomo preučili metodologijo za shranjevanje podatkov, serializiranih kot datoteka RDF/XML, v grafno podatkovno bazo ter pristope za iskanje podatkov iz baz podatkov, ki jih zahtevajo drugi poslovni procesi. Da bi omogočili kombiniranje podatkov o električni energiji z drugimi podatki, ki so na voljo v semantičnem spletu (npr. Vremenski podatki, Google Maps itd.), bo delo, predstavljeno v tej nalogi, uporabilo semantične poizvedbene jezike za pridobivanje podatkov o električni energiji iz baze podatkov. V okviru praktičnega dela te naloge bodo modeli distribucijskih mrež v formatu RDF postavljeni v dve grafne baze podatkov z različno zasnovo (Neo4j in GraphDB) in primerjane bodo njihove zmogljivosti s standardnimi KPI (ključni kazalniki uspešnosti) za baze podatkov. Magistrsko delo prispeva k celoviti raziskavi semantičnega modeliranja podatkov in interoperabilnosti podatkov na področju električne energije kot ključne komponente za širšo uvajanje tehnologij pametnih omrežij v prihodnosti.

Razvojem interneta stvari, počinje se detaljnije razmatrati problematika obrade velikih količina podataka. Sustavi za upravljanje tokom podataka posjeduju mehanizme koji omogućuju obradu podataka u stvarnome vremenu, stoga se koncept toka podataka počinje koristiti za obradu podataka iz domene interneta stvari. Ovisno o zahtjevima sustava, potrebno je odabrati odgovarajući alat za obradu toka podataka. Platforma Apache Beam nudi uniformno sučelje koje omogućava obradu prostorno-vremenskih tokova podataka pomoću većeg broja alata za obradu toka podataka bez poznavanja detalja njihove implementacije. Za mjerenje performanci platforme Apache Beam korišteni su podaci iz domene interneta stvari. Mjerenje se sastojalo od računanja propusnosti alata Apache Flink i Apache Spark koristeći varijabilan broj procesorskih jezgri HTC Cloud infrastrukture. Rezultati su pokazali da povećanjem broja procesorskih jezgri raste propusnost sustava, ali samo do gornje granice broja procesorskih jezgri. Za određivanje optimalnog broja procesorskih jezgri potrebno je poznavati zahtjeve sustava te empirijski testirati performance sustava koristeći varijabilan broj procesorskih jezgri. With the development of the Internet of Things, the issue of processing large amounts of data is beginning to be considered in more detail. Data stream management systems possess mechanisms that allow real-time data processing, so the concept of data stream is beginning to be used in processing data from the domain of the Internet of Things. Depending on the system requirements, it is necessary to select the appropriate data stream management system. The Apache Beam platform offers a uniform interface that allows spatio-temporal data streams to be processed using a number of data stream processing tools without knowing the details of their implementation. Data from the Internet of Things domain was used to measure the performance of the Apache Beam platform. The measurement consisted of calculating the throughput of the Apache Flink and Apache Spark using a variable number of HTC Cloud processor cores. The results showed that increasing the number of processor cores increases system throughput, but only up to the upper limit of the number of processor cores. To determine the optimal number of processor cores, it is necessary to know the requirements of the system and empirically test the performance of the system using a variable number of processor cores.

Diplomskim radom prikazana je analiza studijskih slučajeva pametnog mjerenja unutar domene Interneta stvari s naglaskom na sloj računarstva u magli. Analiza je napravljena unutar simulacijskog modela implementiranog pomoću programskog simulatora YAFS. U prvom poglavlju dan je kratak uvod u sve što će se obraditi unutar diplomskog rada. Drugo poglavlje opisuje pojam simulacijskih okolina, gdje su primjenjive i zašto su od nedavno vrlo popularne u brojnim područjima. Opisane su vrste simulacijskih modela gdje je dan detaljniji uvid u najčešće korištene diskretne simulacijske sustave. Uz to objašnjeni su osnovni koncepti Simpy biblioteke koja nudi programsko sučelje za implementaciju takvih modela simulacije. U trećem poglavlju objašnjena je razlika između pojmova računarstva u oblaku, magli i rubu te dan kratak osvrt na specifičnosti pojedine paradigme. Četvrto poglavlje daje osvrt na pojam Interneta stvari, njegovu ideju i arhitekturu te brojna pitanja koja se pojavljuju s obzirom na široki spektar tog pojma. Peto poglavlje detaljno opisuje sve aspekte mrežnog simulatora YAFS: arhitekturu, modeliranje aplikacije, dinamička svojstva, analizu rezultata, specifičnosti s obzirom na druge simulatore, te implementacijske detalje koji opisuju kako je unutar jezgre simulatora YAFS korištena Simpy biblioteka. U zadnjem poglavlju opisana je implementacija studijskih slučajeva u YAFS-u gdje se vrši pametno mjerenje s krajnjih uređaja povezanih preko LoRaWAN mreže, te prosljeđivanja mjerenja kroz brojne module unutar računarstva u magli prema centralnom čvoru smještenog u sloju oblaka. Na kraju se daje detaljna analiza takvih sustava uz predočenje mogućih problema i rješenja koja vode k većoj otpornosti i uspješnijoj implementaciji sustava u realnom svijetu. This thesis shows the analysis of Smart Metering study cases in the domain of Internet of Things with the strong focus on the environment of Fog Computing. Analysis is done through an implemented simulation model in YAFS programming tool. 1st chapter is a brief summary of everything covered trough this thesis. 2nd chapter explains what simulated environments are, for what they are used for and why are they becoming more popular in the recent years across all domains of workplace. It gives a list of many types of simulation models with the focus on explanation of most commonly used, discrete event simulators. Alongside that, it explains basic concepts of Simpy library which is used for implementing those type of simulations. 3rd chapter gives the explanation on the difference between Edge Computing, Fog Computing and Cloud Computing.4th chapter explains the term Internet of Things, gives an insight of its architecture and the idea behind it. Also, it gives an insight of wide variety of questions which come up when considering the wide domain of Internet of Things term. 5th chapter explains wide variety of YAFS simulator concepts, from its architecture, application modeling, dynamic policies, result analysis, up to comparison to other fog simulators and implementation details that explain how Simpy library is used inside of YAFS core. The last chapter explain the implementation steps of Smart Metering study case where smart metering is done on edge devices who are connected over LoRaWAN Network to the gateways which pass on the packets to all kind of different submodules in the fog network which process and pass those informations to central cloud module. At the very end, a detailed analysis of such systems is given, with a demonstration of possible problems and solutions for higher network security and easier real-world system implementation.

Broj pametnih uređaja svake godine sve više raste. Od pojave Interneta stvari pametni uređaji se mogu međusobno povezati, te se između njih mogu prikupljati i dijeliti podaci. Kako bi se pojednostavilo korištenje pametnih uređaja, te se također uštedilo vrijeme i novac, koristi se automatizacija. Razvojem platformi za pametni dom sve se više pametnih uređaja može upariti pomoću kojih se implementira automatizacija. Studijskim primjerom prikazana je automatizacija pametnog doma pomoću platforme Home Assistant. Pomoću platforme integrirani su virtualni pametni uređaji te je automatizacija implementirana pomoću četiri alata za automatizaciju. Alati korišteni u studijskom slučaju su: Home Assistant, Node-RED, AppDaemon i IFTTT. Svaki alat nudi različit način automatizacije te je prikazana jasna razlika u korištenju svakog od alata. Prikaz automatiziranog pametnog doma s virtualnim pametnim uređajima implementiran je u programskom jeziku Java gdje se za prikaz korisničkog grafičkog sučelja koristi API JavaFX. Za slanje poruka o stanju uređaja korišten je protokol MQTT. The number of smart devices is growing every year. Since the advent of the Internet of Things, smart devices can be connected to each other and data can be collected and shared between them. Automation is used to simplify the use of smart devices and also to save time and money. With the development of smart home platforms, more and more smart devices can be connected together to implement automation. A case study shows smart home automation using the Home Assistant platform. The platform integrates virtual smart devices and automation is implemented using four automation tools. The tools used in the study case are: Home Assistant, Node- RED, AppDaemon and IFTTT. Each tool offers a different way of automation and there is a clear difference in the use of each tool. The automated smart home with virtual smart devices is implemented in the Java programming language and the JavaFX API is used to display the graphical user interface. The MQTT protocol was used to send device status messages.

U ovom radu analizirani su koncepti programski upravljanih mreža primijenjeni na radijski pristupni dio mobilne mreže pete generacije. U prvom poglavlju opisano je kako koncept programski upravljane mreže uz virtualizaciju mrežnih funkcija odvajanjem korisničke i upravljačke ravnine otvara mogućnost prilagodbe prethodno nefleksibilnog radijskog pristupnog dijela. U drugom poglavlju opisana je arhitektura RAN te načini na koje je pristupne mreže moguće implementirati s obzirom na specifične slučajeve upotrebe. Opisane su tehnologije pristupne radijske mreže u oblaku i računarstvo na rubu. U trećem poglavlju naglasak je na realizaciji radijske pristupne mreže s obzirom na do sad spomenute tehnologije. In this thesis, the concepts of Software Defined Networks applied to the radio access part of the fifth generation mobile network are analyzed. The first chapter describes how the concept of a Software Defined Network with the Virtualization of Network Functions opens the possibility of adapting the previously inflexible radio access part by separating the user and control planes. The second chapter describes the RAN architecture and the ways in which access networks can be implemented for specific use cases. Cloud Radio Access Network technologies and Mobile Edge Computing are introduced. In the third chapter, the emphasis is on the implementation of the radio access network with regard to the technologies mentioned so far.

Od studenta se očekuje da implementira višeagentni sustav unutar neke domene primjene interneta stvari (IoT senzori, aktuatori i sl.). Tehnologija implementacije je proizvoljna pri čemu se preporuča korištenje neke od platformi za razvoj višeagentnih sustava poput SPADE (Python), Enmasse (JavaScript/NodeJS), JADE, Janus (Java), Boris (.NET), SARL, NetLogo, Repast (agentni jezici). Diplomski rad treba sadržavati uvod, pregled područja Interneta stvari, pregled korištenih tehnologija, prikaz implementirane aplikacije, kritički prikaz, zaključak i literaturu.

U radu je predstavljen postupak izrade razvojne platforme Interneta stvari te osnovna ideja koja se nalazi iza razvojne platforme temeljene na mikroupravljaču ESP32. Razmotreni su česti zahtjevi na mikroupravljačke sustave i aplikacije Interneta stvari proizašli iz prakse te su odabrani senzori, aktuatori, upravljački i signalizacijski elementi koji se nalaze na razvojnoj platformi. Prethodno navedeni elementi su cjenovno prihvatljivi, za komunikaciju s mikroupravljačem koriste razne komunikacijske protokole, jednostavni su za korištenje i imaju dobro dokumentirane funkcionalnosti od strane proizvođača. Prikazane su različite iteracije tiskanih pločica razvojne platforme. Pored posljednje iteracije razvojne platforme prikazan je i njen 3D model generiran u programskom alatu za projektiranje i dizajn tiskanih pločica KiCad EDA. Navedena je cijena jednog uređaja kod izrade veće serije., In this work development process for Internet of things development platform is presented alongside the idea behind the development board based on ESP32 microcontroller. Common microcontroller practical application requirements are listed. These requirements had influence on the selection of sensors, actuators and electronic components used for the final version of the development board. These components are affordable, simple to use and their functionalities are well documented. They use various communication protocols in order to communicate with microcontroller. Different versions of the development boards alongside the 3D model of the final version generated in KiCad electronic design automation software are shown. The price of one complete board when performing larger series is stated.

U ovome radu predstavljen je koncept Interneta stvari. U prvom dijelu rada definirat će se termin i značenje Interneta stvari, kao i njegova povijest, a potom će biti objašnjene tehnologije koje se koriste u provođenju ove ideje. U središnjem djelu rada predstavit će se različita primjena ovog koncepta, ovisno o području upotrebe, poput medicine, obrazovanja, proizvodnje i slično. Zaključno, osim o aktualnim primjenama govorit će se i o budućnosti Interneta stvari. Izuzev nabrajanja pozitivnih prilika koje će nam Internet stvari pružiti u svakodnevnom životu, objasnit će se neke od mogućih okolnosti u kojima će se Internet stvari prikazati potencijalno opasnima. With this paper, I present the concept of the Internet of Things. The first part of the paper will define the term and meaning of the Internet of Things, as well as its history, and then explain the technologies used in implementing this idea. The central part of the paper will present different applications of this concept, depending on the field of application, such as medicine, education, production and such. In conclusion, in addition to current applications, the future of the Internet of Things will be discussed. Apart from listing the positive opportunities that the Internet of Things will provide us within everyday life, Lastly, some of the possible circumstances in which the Internet of Things will appear to be potentially dangerous will be explained.

Od studenta se očekuje da implementira višeagentni sustav unutar neke domene primjene interneta stvari (IoT senzori, aktuatori i sl.). Tehnologija implementacije je proizvoljna pri čemu se preporuča korištenje neke od platformi za razvoj višeagentnih sustava poput SPADE (Python), Enmasse (JavaScript/NodeJS), JADE, Janus (Java), Boris (.NET), SARL, NetLogo, Repast (agentni jezici). Diplomski rad treba sadržavati uvod, pregled područja Interneta stvari, pregled korištenih tehnologija, prikaz implementirane aplikacije, kritički prikaz, zaključak i literaturu.

The Internet of Things (IoT) is a concept that connects things and objects from the environment and everyday life into a global network and serves as a foundation for development of advanced, self-configuring services adapted to the user context. The thesis presents the CUPUS middleware, an open-source publish/subscribe solution for IoT environment. The CUPUS middleware is compared with other publish/subscribe solutions, and the thesis provides classification of publish/subscribe solutions reported in the literature in seven groups based on their capabilities and characteristics. The thesis proposes analytical modelling of aggregate input load of IoT services and modelling of processing times of publish/subscribe components using well-known distributions. Finally, a process to create a Queueing Theory model of publish/subscribe solution is proposed and demonstrated on the CUPUS middleware. The output of the model that estimates the processing time at individual component or in the system overall is in accordance with the results that were collected during the experimental evaluation of the middleware. The scientific contribution of the proposed research in the doctoral thesis is the following: - a taxonomy of cloud-based publish/subscribe systems for continuous processing of sensor data streams in the area of the IoT; - analytical performance model of cloud-based publish/subscribe systems based on queueing theory; - verification method of the analytical performance model which compares modelling results with the observed publish/subscribe system. Internet stvari (IoT) je koncept koji povezuje stvari i objekte iz okoliša i svakodnevnog života u globalnu mrežu te omogućuje izgradnju naprednih, samo-konfigurirajućih usluga prilagođenih kontekstu korisnika. Rad predstavlja međuopremu CUPUS, rješenje otvorenog koda sustava objavi-pretplati za IoT. Međuoprema CUPUS uspoređuje se s drugim sustavima objavi-pretplati, a disertacija predstavlja klasifikaciju sustava objavi-pretplati iz literature u sedam skupina na temelju njihovih mogućnosti i karakteristika. U radu je predložen analitički model za određivanje ukupnog ulaznog opterećenja IoT usluga i modeliranje vremena obrade komponenti sustava objavi-pretplati pomoću poznatih distribucija. Predložen je proces stvaranja analitičkog modela temeljen na teoriji repova čekanja za sustave objavi-pretplati, a demonstriran je na međuopremi CUPUS. Rezultati analitičkih modela koji procjenjuju vrijeme obrade na pojedinačnoj komponenti ili u cjelokupnom sustavu u skladu su s rezultatima prikupljenim tijekom eksperimentalne evaluacije. U radu su ostvareni sljedeći doprinosi: - taksonomija sustava objavi-pretplati namijenjenih računalnom oblaku za kontinuiranu obradu tokova senzorskih podataka u području Interneta stvari; - analitički model performanci sustava objavi-pretplati namijenjenih računalnom oblaku koji se temelji na teoriji repova čekanja i posluživanja; - metoda verifikacije analitičkog modela performanci koja uspoređuje rezultate modeliranja s opaženim performancama sustava objavi-pretplati.

Završni rad „Internetska platforma za udaljeno pametno mjerenje“ bavi se problematikom implementacije Interneta stvari, odnosno postavljanjem hardverskih komponenti da šalju podatke na internetsku platformu za očitanje podataka preko pametnog mjerenja. Pritom su korišteni Raspberry Pi mikrokontroler, senzor za vlagu i temperaturu DHT11 i senzor tlaka BMP180. Python kod je napisan unutar Raspberryjevog operativnog sustava, napisana je skripta koja ga pokreće i mjerenja se šalju na platformu ThingSpeak, na kojoj su napravljeni grafovi za mjerenje temperature, vlage i tlaka, kao i geografski položaj. Grafovi su ugrađeni na internetsku platformu napravljenu koristeći HTML, CSS, JavaScript i Angular. Stranica se sastoji od tri komponente: početne stranice na kojoj su prikazani grafovi, opreme gdje su opisane korištene komponente i stranice na kojoj je općeniti opis cjelokupnog projekta.

Kontinuirano praćenje rada proizvoda u stvarnom vremenu, uz mogućnost upravljanja njime bez fizičke interakcije, također u stvarnom vremenu, ima značajan utjecaj na sve faze i sudionike u razvoju proizvoda. Navedene značajke su ujedno i glavne karakteristike paradigme digitalnog blizanca u kojoj se, na temelju funkcija i obilježja fizičkog proizvoda, modelira digitalni pandan s kojim je fizički proizvod povezan automatiziranim tokovima podataka. U ovom radu adaptiran je postojeći proizvod sokovnik s ciljem realizacije implementacije digitalnog blizanca. Time je omogućeno praćenje podataka o potrošnji električne energije proizvoda tijekom rada te o volumenu dobivenog soka. Uspješno praćenje podataka omogućili su senzori i mikrokontroler koji je Wi-Fi konekcijom podatke slao do poslužitelja gdje su nadalje pohranjeni u bazu podataka te prikazani u stvarnom vremenu korištenjem softvera za vizualizaciju. Prototip je testiran na eksperimentu s uporabom različitih vrsta voća gdje se iz dobivenih rezultata zaključuje kako gustoća određenog voća utječe na potrošnju električne energije te kakva je korelacija između potrošnje električne energije i dobivenog soka čime se definira učinkovitost proizvoda. Iz toga se može zaključiti kako digitalni blizanac može pomoći u optimizaciji potrošnje električne energije, smanjenju troškova kako korištenja, tako i razvoja proizvoda, smanjenju ekološkog otiska, razvoju nove generacije proizvoda te produljenju životnog vijeka proizvoda korištenjem prediktivnog održavanja. Daljnji rad uključuje proširenje digitalnog blizanca na ostale tokove energije, materijala i signala, detaljniju analizu podataka te integraciju komplementarnih tehnologija. Continuous real-time monitoring of product performance combined with real-time control of the said product without physical interactions has a significant impact on all stages and participants in product development. These features are also the main characteristics of the digital twin paradigm in which a digital counterpart is modeled based on the functions and characteristics of the physical product with said products being connected by automated data flows. This study aims to modify the juicer to complete the successful implementation of a digital twin. This enables data monitoring of product electricity consumption during operation, as well as of the volume of juice obtained. Successful data monitoring was enabled by sensors and a microcontroller which sent data via a Wi-Fi connection to a server where it was further stored in a database and displayed in real-time using visualization software. The prototype was tested in an experiment using different types of fruit, where the results show how the density of a particular fruit affects electricity consumption, while also defining the correlation between electricity consumption and juice obtained, which defines product efficiency. It can further be concluded that the digital twin can help optimize electricity consumption, reduce costs of both product usage and product development, reduce the environmental footprint, develop a new generation of products and extend product lifecycle using predictive maintenance. Further studies include the extension of the digital twin to other flows of energy, materials, and signal, as well as more detailed data analysis and the integration of complementary technologies.

Ovaj rad se fokusirao na vizualizaciju podataka o ažuriranjima čvorova u sustavu Interneta stvari. Bitno je imati mogućnost praćenja stanja u sustavu i vidjeti detalje svakog ažuriranja kako bi se mogla detektirati potencijalna greška u sustavu. Napravljena je jednostavna aplikacija koja sve to omogućuje. Baziran na arhitekturi klijent-poslužitelj koji su razvijeni neovisno jedno o drugome te bazi podataka u kojem su spremljeni podaci. This paper focused on the visualization of node update data in the Internet of Things system. It is important to be able to monitor the state of the system and be to see the details of each update so that a potential system error can be detected. A simple application has been created that makes all this possible. Based on client-server architectures that are developed independently of each other and a database in which data is stored.

Složenost sustava interneta stvari zahtijeva razumijevanje strukture i semantike ugrađene u njegovu arhitekturu. Semantičko modeliranje pruža potencijalnu osnovu za međudjelovanje različitih sustava i aplikacija unutar interneta stvari (eng. „Internet of Things“, IoT). Cilj ovoga rada je objasniti pojam tehnologije interneta stvari te prikazati arhitekturu, tehnologije, ali i načine korištenja informacija koje generira stvar te tako predstaviti sveobuhvatni i lagani semantički opisni model za prikaz znanja u IoT domeni, tj. pripadajuću ontologiju. U radu su prikazana dva načina kreiranja i prikazivanja znanja u ontologiji. Prvi način je korištenje Protege alata, dok je drugi način bilo korištenje Apache Jena okvira uz Java programski jezik.

Ovaj rad opisuje koncept digitalnog dvojnika u kontekstu Interneta stvari i njihovu primjenu u smanjenju troškova, optimizaciji razvoja, rada i održavanja cjelokupnog proizvoda ili pojedinačnih komponenata, te pravovremena reakcija kod nepravilnosti u radu sustava. Za prikaz rada digitalnih dvojnika koristila se platforma Microsoft Azure. Prikazana su njezina svojstva i mogućnosti u kontekstu digitalnih dvojnika. Na jednom primjeru prikazano je što je sve potrebno za izgradnju cjelovitog rješenja digitalnog dvojnika u Azure-u. This document describes the concept of digital twins in the context of the Internet of Things and how are they used to reduce costs, optimize development, operation and maintenance of the entire product or individual components, and provide well-timed response to system malfunctions. The Microsoft Azure platform was used to demonstrate digital twins’ concept. The platform features and capabilities in the context of digital twins are detailed. An example of IoT system was created and used to show all steps necessary to build a complete solution using digital twin capabilities of Azure.