Szenzorhálózatok

Alapadatok
Neptun kód: 
vimijv84
Gazda tanszék: 
MIT
Szak: 
BME-VIK Villamosmérnöki szak
BME-VIK Mérnök informatikus szak
Típus: 
Szabadon választható (SZVT)
Érvényesség: 
aktív
Célkitűzés: 
Már napjainkban sem ritkák a több száz, a jövőben pedig tipikusak lesznek a több ezer olcsó, intelligens (limitált számítási kapacitással és szerény kommunikációs képességgel rendelkező) érzékelőből álló, egy közös cél érdekében összehangolt működést (érzékelést, számítást, beavatkozást) végző szenzorhálózatok, amelyek az egészségügy, a gyártás-monitorozás, a környezetvédelem, a honvédelem és a mindennapi élet számos területén helyet követelnek maguknak. A tárgy bevezetést nyújt a szenzorhálózatok szerteágazó témakörébe. Ismerteti a szenzorhálózatok tipikus (jelen és jövőbeli) alkalmazási lehetőségeit. Tárgyalja az eszközök hardver felépítését, az alkalmazott operációs rendszerek és szoftver architektúrák jellegzetességeit. Vizsgálja a – tipikusan – szerény erőforrásokkal rendelkező eszközökkel való adatgyűjtés, adatfeldolgozás és (ad-hoc) hálózati kommunikáció problémakörét, valamint ismerteti a szükséges middleware szolgáltatásokat. Az elméleti megoldásokat gyakorlati példákon keresztül illusztrálja. A hallgatók egy házi feladat megoldása során szerezhetnek készségszintű ismereteket is a szenzorhálózatok témakörében.
Kurzus Szemeszter
vimijv84-2011 2011/2012 1. félév (ősz)

Tematika

  • A szenzorhálózatok tipikus alkalmazási területei.
    • Példák az egészségügy, mérnöki alkalmazások, környezetvédelem, honvédelem és az intelligens otthon témaköréből.
    • MEMS – mikro elektro-mechanikus rendszerek)
    • Érzékelő és cselekvő hálózatok („sensor and actor”)
    • Jövőkép: az intelligens por (smart dust).
  • Intelligens szenzorok hardver architektúrái.
    • Szenzorok felépítése, jellemzői, fizikai adottságai (szenzor-, helymeghatározó-, mobilitásvezérlő-, vezérlő-, adóvevő-egység, energiaellátás)
    • A Berkeley mote és az MIT-mote.
  • Intelligens szenzorok szoftver architektúrái.
    • Real-time operációs rendszerek. Példák: mC-OS, eCos.
    • A TinyOS.
  • Kommunikációs protokollok.
    • Fizikai réteg (jelterjedés, energiatakarékosság, moduláció)
    • Adatkapcsolati réteg (közeghozzáférés (S-MAC), energiatakarékosság, hibajavítás)
    • Hálózati réteg (energiatudatos útvonalválasztás, helytudatosság, együttműködés külső hálózatokkal, klaszter-alapú protokollok, „irányított diffúzió”)
    • Átviteli réteg (TCP-szerű, globális címzés nélküli, kis tárigényű protokollok)
    • Alkalmazási réteg (SMP, TADAP, SQDDP protokollok)
    • Szabványok: IEEE 802.11; IEEE 802.15.4, ZigBee
  • Middleware feladatok szenzorhálózatokban.
    • Idő szinkronizálás ad-hoc szenzorhálózatokban. Szinkronizációs protokollok.
    • Tipikus útvonal-választási feladatok
    • A lokalizáció problémaköre. Az ön- és objektum lokalizáció megoldásának lehetőségei. Statikus és dinamikus lokalizáció.
    • Információ kezelés és feldolgozás. Szenzorhálózatok, mint adatbázisok. Az adattér architektúra.
  • Kollaboratív feldolgozás; tipikus feladatok.
  • Mérés és jelfeldolgozási feladatok (irreguláris mintavételezés)
  • Intelligens szenzor platformok és fejlesztői környezetek.
  • Szenzorok modellezése; szimulációs eszközök. Szenzorhálózatok modellezése.
  • Esettanulmányok.