Γενικά

Ασύρματα Συστήματα και Δίκτυα Αισθητήρων

  • Εξάμηνο σπουδών: 1ο
  • Γλώσσα διδασκαλίας: Ελληνική
  • ECTS: 7.5
  • Ώρες εβδομαδιαίας διδασκαλίας: 3
  • Τύπος μαθήματος: Υποβάθρου, γενικών γνώσεων, επιστημονικής περιοχής
  • Σελίδα μαθήματος: eclass
  • Διδάσκων: Κωνσταντίνος Πέππας

Στόχοι

Μαθησιακοί Στόχοι

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα:

  • Περιγράφει βασικές εφαρμογές των ασύρματων δικτύων αισθητήρων
  • Κατανοεί και να περιγράφει την αρχιτεκτονική των ασύρματων κόμβων
  • Περιγράφει βασικά πρωτόκολλα ΜΑC και να κατανοεί τη διαφορά μεταξύ πρωτοκόλλων MAC συμβατικών δικτύων και ασύρματων δικτύων αισθητήρων
  • Περιγράφει βασικά πρωτόκολλα δρομολόγησης για ασύρματα δίκτυα αισθητήρων
  • Κατανοεί τους λόγους για τους οποίους απαιτούνται τεχνικές διαχείρισης ισχύος και τεχνικές συγχρονισμού σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων
  • Περιγράφει τεχνικές εντοπισμού θέσεις σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων
  • Περιγράφει τεχνικές ασφάλειας δεδομένων και να κατανοεί τη διαφορά μεταξύ των τεχνικών ασφάλειας σε συμβατικά δίκτυα και σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων
  • Εφαρμόζει βασικές τεχνικές ανίχνευσης σε ασύρματα δίκτυα αισθητήρων
  • Εφαρμόζει βασικές τεχνικές αυτόματου ελέγχου σε δίκτυα αισθητήρων
  • Εφαρμόζει βασικές αρχές λειτουργικών συστημάτων για ασύρματα δίκτυα αισθητήρων

Περιεχόμενα

Περιεχόμενα Μαθήματος

Εισαγωγή στα δίκτυα αισθητήρων, πρακτικές εφαρμογές. Αρχιτεκτονική κόμβων, υποσυστήματα επεξεργασίας επικοινωνίας και αίσθησης. Πρωτόκολλα εισόδου εξόδου, SPI, I2C. Φυσικό επίπεδο, βασικές αρχές διάδοσης στο ασύρματο περιβάλλον, διαλείψεις, θόρυβος, εισαγωγή στην ψηφιακή μετάδοση δεδομένων υπό την επίδραση διαλείψεων και θορύβου. Πρωτόκολλα MAC για ασύρματα δίκτυα αισθητήρων, πρακτικές εφαρμογές. Εισαγωγή στη στατιστική θεωρία εκτίμησης και ανίχνευσης σημάτων και στον έλεγχο στατιστικών υποθέσεων, κατανεμημένες τεχνικές ανίχνευσης και εκτίμησης σημάτων για ασύρματα δίκτυα αισθητήρων. Τεχνικές συγχρονισμού για ασύρματα δίκτυα αισθητήρων. Τεχνικές εκτίμησης θέσης για ασύρματα δίκτυα αισθητήρων.

Εργαστήρια

Εργαστηριακές Ασκήσεις

  1. Γνωριμία και εξοικείωση με το λειτουργικό σύστημα tinyOS. Βασικές έννοιες: components, modules, configurations και interfaces. Μεταγλώττιση και εγκατάσταση ενός απλού προγράμματος σε έναν ασύρματο κόμβο.
  2. Το μοντέλο εκτέλεσης προγραμμάτων στο λειτουργικό σύστημα tinyOS, γεγονότα, εντολές και η σχέση τους με τα interfaces. Εισαγωγή στις διεργασίες.
  3. Ασύρματη επικοινωνία μεταξύ κόμβων, αποστολή και λήψη μηνυμάτων.
  4. Ανίχνευση δεδομένων από το εξωτερικό περιβάλλον και δειγματοληψία στο tinyOS. Απεικόνιση των δεδομένων λήψης στα LEDs του κόμβου.

Αξιολόγηση

Αξιολόγηση

Η αξιολόγηση θα πραγματοποιηθεί με συνδυασμό γραπτών εξετάσεων στο τέλος του εξαμήνου με βαρύτητα 60% και με 4 εργαστηριακές ασκήσεις που θα συνεισφέρουν στον τελικό βαθμό με ποσοστό 40%.

Οι εξετάσεις θα είναι συνδυασμός επίλυσης προβλημάτων, απαντήσεων πολλαπλής επιλογής και ερωτήσεων με σύντομες απαντήσεις.

Βιβλιογραφία

Βιβλιογραφία

  • Fundamentals of Wireless Sensor Networks: Theory and Practice, Waltenegus Dargie, Christian Poellabauer
  • An Introduction to wireless Sensor Networks, Carlo Fischione, Lecture Notes
  • Ανάλογα με το πεδίο θα παρέχεται αρχική βιβλιογραφία. Μέρος του μαθήματος είναι η αναζήτηση, κατηγοριοποίηση και επεξεργασία νέας βιβλιογραφίας.

Συναφή επιστημονικά περιοδικά με το αντικείμενο του μαθήματος:

  • IET Wireless Sensor Systems
  • ACM Transactions on Sensor Networks
  • International Journal of Sensor Networks
  • Wireless Sensor Systems Journal
Μάθημα Ασύρματα Συστήματα και Δίκτυα Αισθητήρων