Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Szenzorhálózatok

    A tantárgy angol neve: Sensor Networks

    Adatlap utolsó módosítása: 2007. június 15.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2009. november 24.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    Műszaki Informatika Szak

    Választható tárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIMM9084   4/0/0/v 5 1/1
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Simon Gyula,
    A tantárgy tanszéki weboldala http://www.mit.bme.hu/oktatas/targyak/vimm9084/
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    dr. Simon Gyula

    docens

    MIT

    dr. Vidács Attila

    tud. munkatárs

    TMIT

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    A tárgy felvételéhez az angol nyelv ismerete ajánlott (szakirodalom olvasás).

    7. A tantárgy célkitűzése

    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.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    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.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    (előadás, gyakorlat, laboratórium):

    előadás

    10. Követelmények

    a. A szorgalmi időszakban: 1 házi feladat (min 50% eredménnyel).

    b. A vizsgaidőszakban: Írásbeli és szóbeli vizsga.

    1. Elővizsga: Megegyezés szerint
    11. Pótlási lehetőségek

    A házi feladat a beadási határidő után különeljárási díj ellenében adható be, illetve javítható a szorgalmi időszak végéig, ezután nem pótolható.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Igény szerint az oktatóval egyeztetve.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Edgar H., Jr. Callaway, Edgar H. Callaway, �Wireless Sensor Networks: Architectures and Protocols�, Auerbach Publications; (August 2003), ISBN: 0849318238

    Feng Zhao, Leonidas Guibas, �Wireless Sensor Networks: An Information Processing Approach�, Morgan Kaufmann Publishers, (May 2004), ISBN 1-55860-914-8

    A tárgy feldolgozását ezen kívül kiadott segédletek, cikkek segítik.

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

     

    Kontakt óra

    60

    Félévközi készülés órákra

    20

    Házi feladat elkészítése

    25

    Vizsgafelkészülés

    45

    Összesen

    150

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    dr. Simon Gyula

    docens

    MIT

    dr. Vidács Attila

    tud. munkatárs

    TMIT