Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund
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Wireless Networking Lab -- Praktikum Wireless Sensor Networks Spezial

Semester	Sommersemester 2021 Sommersemester 2024 Sommersemester 2023 Sommersemester 2022 Sommersemester 2020 Sommersemester 2019
Modulnummer	INF-KM-26
Veranstaltungsnummer	INF-KM-002, INF-KM-022
Studiengänge	Informatik Bachelor, Informations-Systemtechnik Bachelor, Wirtschaftsinformatik Bachelor, Diplom Informatik, Informatik Master, Informations-Systemtechnik Master, Wirtschaftsinformatik Master
IBR Gruppe	CM (Prof. Wolf)
Art	Praktikum
Dozent	Prof. Dr.-Ing. Lars Wolf Institutsleiter wolf[[at]]ibr.cs.tu-bs.de +49 531 3913288 Raum 138
Assistenten	Dr.-Ing. Sven Pullwitt Ehemaliger Wissenschaftlicher Mitarbeiter pullwitt[[at]]ibr.cs.tu-bs.de Jan Schlichter Wissenschaftlicher Mitarbeiter schlichter[[at]]ibr.cs.tu-bs.de +49 531 3913154 Raum 118
LP	5
SWS	4
Ort & Zeit	Die genauen Zeiten werden noch bekanntgegeben. Es wird insgesamt 6 Veranstaltungen mit Anwesenheitspflicht (u.a. Kick-off, Zwischenpräsentation, und Abschlusspräsentation) geben. Der Rest des Praktikums findet selbstorganisiert statt; ein Hiwi steht währenddessen zu definierten Zeiten zur Hilfestellung bereit. Die unten angegebenen Termine sind vorläufig und werden mit großer Wahrscheinlichkeit noch geändert!
Voraussetzungen	Erfolgreiche Teilnahme an der Veranstaltung Klausur Computernetze 1 Weitere Voraussetzung sind Kenntnisse mit der Programmiersprache C oder die Bereitschaft, sich diese vor dem Praktikum anzueignen. Jeder Teilnehmer braucht einen gültigen y-Account des GITZ.
Scheinerwerb	Erfolgreiche Bearbeitung aller Aufgaben.
Anmeldung	Die Teilnahme am Praktikum muss im Rahmen der Prüfungsanmeldewoche Informatik beim Prüfungsamt als Prüfungsleistung angemeldet werden! Es handelt sich um eine Leistung des Masterstudiengangs Informatik. Bachelor-Studierende müssen zusätzlich einen Antrag stellen, ob das Modul im Bachelor oder Master angerechnet werden soll! Die Anmeldefrist ist am 14.04.2021 abgelaufen. Bitte einloggen, um als Mitglied der Gruppe mitarb mehr Information zu erhalten.
Inhalt	Programmierung von Sensorknoten.
Material	Diese Unterlagen sind nur für registrierte Teilnehmer zugänglich. Um sich zu registrieren, benötigen Sie entweder einen IBR-POSIX-Account, den Sie vielleicht bereits im Rahmen einer Arbeit am Institut erhalten haben, oder einen selbst aktivierten IBR-y-Account. Anschließend melden Sie sich über die Login-Funktion dieser Website an. Kapitel Folien Folien des Kick-Off Folien des Tutorials
Termine	[ Kalender abonnieren \| Kalender herunterladen ] 05.05.2021, 15:00 Uhr Einführungsveranstaltung 05.05.2021, 15:45 Uhr Tutorial Teil 1 07.05.2021, 15:00 Uhr Tutorial Teil 2 19.05.2021, 14:59 Uhr Deadline: Abgabe der ersten Aufgabe 19.05.2021, 15:00 Uhr Präsentation der Aufgabenvorschläge 26.05.2021, 15:00 Uhr Kick-Off Aufgabe 2: Projektphase/Start der zweiten Aufgabe 16.06.2021, 15:00 Uhr Zwischenpräsentation: Zwischenpräsenation 21.07.2021, 15:00 Uhr Abschlussveranstaltung: Abschlusspräsentation
Literatur/Links	Zum Login auf der Seite ist die einmalige Freischaltung des y-Accounts nötig. Links Mailingliste
Einleitung In drahtlosen Sensornetzen (Wireless Sensor Netzworks) werden verschiedenste Daten mithilfe von Sensorknoten aufgenommen, verarbeitet, gespeichert und versendet. Die Sensorknoten bestehen dabei in der Regel aus einem Mikrocontroller, einem Funktransceiver mit Antenne, diversen Messaufnehmern, Datenspeicher und Energieversorgung. Am Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund wurde mit dem IBR-Node ein drahtloser Sensorknoten entwicklet, der in diesem Praktikum zum Einsatz kommen soll. Es ist geplant, jedem Praktikumsteilnehmer 2+ Knoten für die Dauer des Praktikums zur Verfügung zu stellen. WSN-Lab Spezial Home Edition In diesem Semester wird wieder einmal die Spezial-Variante des Praktikum Wireless Sensor Networks (WSN-Lab) stattfinden. In der Home Edition des Praktikums wird auf Präsenzveranstaltungen in der Universität und auf Gruppenarbeit verzichtet. Trotzdem bietet das WSN-Lab weiterhin die Möglichkeit kreative Aufgabenstellungen mit Sensorknoten zu lösen. Über das für die Einführungsveranstaltung genutzte Tool für Videokonferenzen werden sie rechtzeitig per Mail informiert. Inhalt Das Praktikum beginnt mit einer Einführung (Tutorial) in die Programmierung von drahtlosen Sensorknoten auf Basis von RIOT OS. Anschließend wird es eine einfache Einstiegsaufgabe geben, die während einer virtuellen Abgabe von jedem/jeder Teilnehmer/Teilnehmerin präsentiert wird. Bei der zweiten Aufgabe des Praktikums geht es um die Bearbeitung eines selbstständig überlegten Projekts. Anders als sonst wird dieses Projekt in diesem Semster ebenfalls in Einzelarbeit durchgeführt. Sollte es an eigenen Ideen mangeln, werden wir gerne Vorschläge für interssante und/oder sinnvolle Aufgaben machen. Das Praktikum beginnt mit einer Einführung (Tutorial) in die Programmierung von drahtlosen Sensorknoten auf Basis von RIOT OS. Anschließend wird es eine einfache Einstiegsaufgabe geben, nach deren Durchführung sich Gruppen (2-3 Personen pro Gruppe) für den weiteren Praktikumsverlauf bilden. Jede Gruppe soll sich dann selbständig ein Projekt zur weiteren Bearbeitung im Praktikums überlegen und im Laufe des Semesters dieses dann bearbeiten. Sollte es an eigenen Ideen mangeln, werden wir gerne Vorschläge für interssante und/oder sinnvolle Aufgaben machen. Der Sensorknoten INGA MCU: Atmel ATmega 1284P 8-bit RISC Radio-Transceiver: Atmel AT86RF231 2.4 GHz Radio Transceiver Antenna: PCB High-Gain-Antenna, taken from the original Raven-Layout. Flash: Atmel AT45DB161D 16 MBit onBoard Flash Memory Micro SD-Card Slot USB powered and programmable Accelerometer Gyroscope Pressure Sensor Temperature Sensor Magnetometer Die einzelnen Aufgaben: (Login erforderlich) Bitte einloggen, um mehr Information zu erhalten. 1. Fernsteuerung Mit zwei Sensorknoten ist eine einfache Fernsteuerung zu realisieren. Dabei soll der Taster des einen Sensorknotens die LEDs des anderen Sensorknotens steuern, wobei die beiden LEDs als binärer Zähler fungieren sollen. Das Ganze soll in beide Richtungen funktionieren, d.h. jeder der beiden Sensorknoten übernimmt sowohl die Rolle des Senders, als auch die Rolle des Empfängers. Gleichzeitig soll der aktuelle Wert des Zählers per serieller Schnittstelle an den PC übertragen und dort angezeigt werden. Um ein wenig tiefer in die Kommunikation einzusteigen, ist die Aufgabe mit verschiedenen Kommunikationsstacks umzusetzen, wobei jeweils auf Unicast Kommunikation zu setzen ist. Es ist sicherzustellen, dass eventuell empfangene Daten anderer Teilnehmer ignoriert werden. Weiterhin soll nur beim Drücken des Knopfes gezählt werden, jedoch nicht beim loslassen. Kommunikation auf Basis von UDP/IP. (optional) Kommunikation auf Basis von TCP/IP. Bearbeitung und Abgabe Die Abgabe erfolgt nach Vereinbarung eines Termins per Vorführung bei den Betreuern. Der späteste Abgabetermin ist der 19.05.2021 um 14:59 Uhr. 1a. Optionale Zusatzaufgabe: Temperaturüberwachung Knoten 1 erfasst regelmäßig die Temperatur seiner Umgebung. Sobald die Temperatur einen Schwellwert überschreitet, wird ein Alarm an Knoten 2 gesendet und die LED an Knoten 1 angeschaltet. Knoten 2 erzeugt daraufhin eine Warnung per seriellem Port und schaltet eine LED an. Auf Knopfdruck kann man auf Knoten 2 den Alarm bestätigen, die LEDs an beiden Knoten gehen dann aus. Bearbeitung und Abgabe Die Abgabe erfolgt nach Vereinbarung eines Termins per Vorführung bei den Betreuern. Der späteste Abgabetermin ist der 19.05.2021 um 14:59 Uhr. 2. Individuelle Aufgaben Bearbeitung und Abgabe Während dieser Phase wird es individuelle Treffen mit jeder Gruppe zum Fortschritt der eigenen Arbeiten geben. Die Bearbeitung sollte bis spätestens zum 21.07.2020 abgeschlossen sein.