TU BRAUNSCHWEIG
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Informatikzentrum

Seminar Kommunikation und Multimedia: "Cyber-Physical Systems" (Bachelor)

Semester Sommersemester 2015 [ Andere Semester: Winter 17/18 · Sommer 17 · Winter 16/17 · Sommer 16 · Winter 15/16 · Winter 14/15 · Sommer 14 · Winter 13/14 · Sommer 13 · Winter 12/13 · Sommer 12 · Winter 11/12 · Sommer 11 · Winter 10/11 · Sommer 10 · Winter 09/10 · Sommer 09 · Winter 08/09 · Sommer 08 · Winter 07/08 ]
Modulnr. INF-STD-18, ET-STD-05
Veranst.Nr. INF-KM-024
Studieng. Bachelor Elektrotechnik, Bachelor Informatik, Bachelor Informations-Systemtechnik, Bachelor Wirtschaftsinformatik
IBR Gruppe(n) CM (Prof. Wolf)
Art Seminar
Dozent
Photo Prof. Dr.-Ing. Lars Wolf
Institutsleiter
wolf[[at]]ibr.cs.tu-bs.de
+49 531 3913288
Raum 138
Assistent
Photo Dr. Julian Timpner
Ehemaliger Wissenschaftlicher Mitarbeiter
timpner[[at]]ibr.cs.tu-bs.de
LP 5
SWS 0+2
Scheinerwerb Schriftliche Ausarbeitung und erfolgreicher Seminarvortrag. Die Note wird abhängig von der aktiven Teilnahme am Seminar sowie der Qualität des Vortrages und der Ausarbeitung bestimmt.
Inhalt

Überblick

Cyber-Physische Systeme (CPS) sind Zusammenschlüsse kollaborierender informatischer Komponenten mit mechanischen und elektronischen Teilen. Das Spektrum möglicher Einsatzbereiche ist dabei breit gefächert und reicht von der Steuerung und Überwachung von Industrieanlagen (sogenannte Industrie 4.0), über intelligente Transportsysteme (ITS) hin zu Verbraucherelektronik. Ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal von CPS ist die enge Verbindung und Koordination zwischen physischen und virtuellen Ressourcen, welche eine zuverlässige Netzwerkkommunikation unabdingbar macht.

In diesem Seminar sollen Forschungsprojekte vorgestellt werden, die sich mit CPS, und insbesondere den dabei betrachteten Kommunikationsaspekten, auseinandersetzen.

Einzelthemen

Nr Thema Betreuer
B1 Vehicular Cyber-Physical Systems and the Cloud Martin Wegner

Pairing Vehicular Cyber-Physical Systems such as modern, possibly electric cars with the virtually unlimited ressources in the cloud, most notably in terms of computational power or storage space, enables a whole set of new applications that may enhance the safety of road users including pedestrians for example through collision warning systems or applications that improve the overall experience, e. g. by reducing the search time for a parking spot or navigation services aware of traffic density and cogestion, etc.

This seminar shall give an concise and in-depth overview on proposed systems that couple Vehicular CPS with cloud infrastructure or services, respectively. Systems shall be presented especially with respect to their architecture, targeted applications and the communication between CPSs and the cloud infrastructure.

B2 Human-in-the-Loop Systems Dominik Schürmann

Many of these new cyber-physical systems will involve humans, i.e., humans and complex cyber-phyiscal architectures will interact on a daily basis. Example applications for such Human-in-the-Loop Systems are energy management, health care, robots for disabled people, and autombile systems. One of the biggest challenge is how to integrate humans without too much disturbance, i.e., how user interfaces should be designed and how cyber-physical systems can integrate seamlessly into a daily routine.

This seminar should present selected example scenarios and current research in Human-in-the-Loop Systems.

B3 Cyber-Physical Systems im Privat- und Hobbybereich Stephan Rottmann

In den vergangen Jahren sind mehr und mehr Plattformen erschienen, welche es Hobbyanwendern erlauben, CPS selber zu entwickeln und programmieren. In diesem Seminarthema soll versucht werden, einen geschichtlichen Abriss darzulegen und Möglichkeiten, Einschränkungen und Unterschiede aufzuzeigen.

Neben der Darstellung von Plattformen soll insbesondere auch auf Kommunikationssysteme eingegangen werden. Es sollen verschiedene Medien gezeigt und deren Anwendungsgebiete beschrieben werden. Es sollen sowohl kabelgebundene Busse als auch Funktechnologien betrachtet werden.

B4 Smart Households Dr. Ulf Kulau

Sensoren und Aktoren sind mittlerweile in einer Vielzahl vorhanden und können in jedem Haushalt eingesetzt werden. Bei Neubauten ist eine Integration bereits während der Planungsphase mögilch. Wie ist es jedoch mit bestehenden Gebäuden und welche Potentiale gibt es?

In dieser Seminaratbeit soll die Frage geklärt werden, welche Möglichkeiten es gibt auch die bestehende Infrastruktur 'smart' zu gestallten. Welche Möglichkiten gibt es gibt und wie man davon profitieren kann?

Nachfolgende Beispiele zeigen lediglich zwei mögliche Ansätze:

B5 Probabilistische Verfahren zur Positionsbestimmung Yannic Schröder

Navigationsanwendungen für Personen oder Roboter in Innenräumen sind aktuell ein wichtiger Gegenstand der Forschung. Es soll ein Überblick über verschiedene Aspekte probabilistischer Verfahren gegeben werden.

B6 CPS unter Wasser: Kommunikation und Identifikation Dr. Felix Büsching

Die Nutzung von Cyber-Physischen Systemen (CPS) kann auch unter Wasser von großem Interesse sein, wobei herkömmliche Funktechnologien nur sehr schlecht bis gar nicht funktionieren. Dennoch werden (zumindest bei kurzen Distanzen) aktuelle Technologien wie RFID und NFC eingesetzt -- zur (schmalbandigen) Kommunikation oder zur Identifikation von Objekten.

In dieser Seminararbeit sollen die Möglichkeiten und Grenzen von verschiedenen Funktechnologien (RFID/NFC) aufgezeigt werden, unter Wasser zu kommunizieren, bzw. Objekte zu identifizieren.

  • RFID Under Water: Technical Issues and Applications
  • Radio Frequency Identification (RFID) technology applied to the definition of underwater and subaerial coarse sediment movement
  • Ablauf

    Auch in diesem Semester wird es wieder eine gegenseitige Begutachtung der Ausarbeitungen durch die Teilnehmer des Seminars geben. Das bedeutet, dass jeder Teilnehmer nach der Abgabe der finalen Version seiner Ausarbeitung zwei Ausarbeitungen anderer Teilnehmer erhält, zu denen er ein kleines Gutachten (Review) schreiben muss. Dieses Review soll sowohl positive als auch negative Kritik enthalten und dazu beitragen, dass die Ausarbeitung weiter verbessert wird. Für den Review-Prozess und die Abgaben der eigenen Arbeit wird ein entsprechendes Konferenzsystem verwendet.

    Hinweise

    Die Ausarbeitungen ist als PDF abzuliefern. Der Umfang der Ausarbeitungen muss dabei 12 bis 15 Seiten umfassen, für den Vortrag selbst sind minimal 18, maximal 22 min. angesetzt. Jeder Teilnehmer des Seminars erhält Basisliteratur zu seinem jeweiligen Thema. Darüber hinaus sollte jeder Teilnehmer zusätzlich eine selbständig Recherche, z.B. im Internet durchführen. Die Betreuer stehen hierbei jederzeit gerne hilfreich zur Seite.

    Aufgrund entsprechender Erfahrungen soll auch noch auf die Selbstverständlichkeit hingewiesen werden, dass die Ausarbeitung in eigenen Worten erfolgen muss und das durch den elektronischen Bezug von Literatur verleitete CopyPaste von Textpassagen ein Vergehen gegen die Prüfungsordnung darstellt.

    Vorlagen und Hilfestellungen für LaTeX sind auf der Seite "IBR-CM-Vorlagen" zu finden. Die Verwendung von LaTeX ist verpflichtend.
    Ein Beispiel einer Ausarbeitung im PDF-Format: Beispiel-Ausarbeitung

    Hinweise zur Verwendung des Konferenzsystem:

    Termin(e)
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    Datum Beschreibung
    13.04.2015, 16:00 Uhr Treffen zur Vergabe der Einzelthemen (IZ Raum 105)
    11.05.2015, 23:59 Uhr Abgabe einer ersten Gliederung
    08.06.2015, 23:59 Uhr Abgabe der ersten vollständigen Ausarbeitung
    22.06.2015, 23:59 Uhr Abgabe der vollständigen Ausarbeitung
    29.06.2015, 23:59 Uhr Abgabe der Reviews durch die Teilnehmer
    13.07.2015, 23:59 Uhr Abgabe der finalen Ausarbeitung
    17.07.2015, 23:59 Uhr Abgabe einer ersten Version der Folien
    23.07.2015, 12:00 Uhr Abgabe der finalen Folien
    24.07.2015, 08:00 Uhr Blockveranstaltung (IZ Raum 105)
    Literatur/Links

    Im World-Wide-Web gibt es verschiedene Hinweise zur Gestaltung von Seminarvorträgen. Als besonders beachtenswert gilt:

    Für die Literaturrecherche könnten diese Links hilfreich sein:

    Hier noch ein paar Tipps+Tricks zu (La)TeX

    Die Folien der Themenvergabe sind hier als PDF-Dokument zu finden.


    aktualisiert am 23.06.2015, 16:15 von Dr. Julian Timpner
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