Audio based device discovery and pairing in smart urban spaces

• Main Author: Marjakangas, P. (Pauli)
• Format: Dissertation
• Language: English
• Published: University of Oulu 2015
• Subjects: Electrical Engineering
• Online Access: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201505291726; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:fi:oulu-201505291726

In this thesis we studied plausibility of using audio to discover and pair smart devices in smart urban spaces. We created SONDI, an audio-based device discovery and pairing system using pre-existing capabilities of smart devices like phones and tablets. Special emphasis was placed to make system as unobtrusive as possible to human hearing. We designed and tested two different audio signature pairing methods and evaluated basic properties of audio signals in pairing process. We tested in the methods in variety of expected use environments and cases. Using this new found information we created a demonstration system for proximity passed secure pairing procedure with all necessary components. System is based on smart phone application which detects and identifies unique audio signatures on near real-time without interfering with normal usage of the smart device. We also created all necessary server components to collect data from our demo setup. Based on our findings we also present several suggestions how to further develop the system. === Tämän diplomityön tarkoitus on tutkia äänen käyttämistä erilaisten älylaiteiden löytämiseen ja yhdistämiseen käyttäen hyväkseen jo olemassa olevia älypuhelimien ominaisuuksia. Tarkoitus on saada älylaitteet automaattisesti ehdottamaan yhteyden muodostamista laiteiden ollessa näköetäisyydellä toisistaan häiritsemättä ihmisten normaalia toimintaa. Suunnittelimme ja testasimme kaksi erilaista signaalintunnistusmetodia sekä tutkimme äänisignaalien perusominaisuuksia laitteiden löytämiseen ja yhdistämiseen. Testaus suoritettiin useissa odotettavissa olevissa käyttöympäristöissä ja käyttöskenaariossa. Kerätyn aineiston perusteella rakensimme demonstraatiosysteemin laiteiden läheisyyteen perustuvalle suojatulle yhdistämiselle. Tämä demosysteemi on rakennettu älypuhelinsovelluksen ympärille ja se tunnistaa äänisignaalin lähes reaaliajassa häiritsemättä puhelimen normaalia käyttöä. Loimme myös kaikki tarvittavat palvelinkomponentit datan keräystä varten. Esittelemme myös testitulokset jotka pyrkivät selventämään luodun systeemin toimintaa ja todistavat systeemin toimivan myös käytännössä. Viimeiseksi esittelemme myös kehitysehdotuksia.