TU BRAUNSCHWEIG
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Informatikzentrum

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

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-20, ET-STD-05
Veranst.Nr. INF-KM-024
Studieng. Master Computational Sciences in Engineering, Master Elektrotechnik, Master Informatik, Master Informations-Systemtechnik, Master Mobilität und Verkehr, Master Wirtschaftsinformatik, Lehramt Informatik
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
M1 Attacks on Cyber-Physical Systems Dr. Julian Timpner

Mit zunehmender Vernetzung bieten cyber-physische Systeme zahlreiche Angriffsvektoren. In einigen Bereichen, wie der Steuerung von Industrieanlagen, werden diese bereits ausgenutzt, wie das Beispiel des Wurms Stuxnet zur Eindämmung des iranischen Atomprogramms zeigt. In anderen Bereichen (wie der Automobilbranche) steht eine solche Entwicklung noch aus, ist aber in naher Zukunft zu erwarten. In dieser Arbeit sollen bekannte sowie zukuenftig vorstellbare Attacken, ihre Auswirkungen, und Gegenmassnahmen recherchiert und dargestellt werden.

M2 Simulating Networked Mobile Cyber-Physical Systems Martin Wegner

The simulation of a designed and implemented Cyber-Physical System before its deployment offers several advantages: Assumptions and decisions made at design and implementation time can be verified early on and in a risk-free way, and the results of such an evaluation can be fed back into improving a CPS. However, for such results to be applicable and valuable, the models and simulations of core aspects of CPS have to be as close to the real world as possible. These aspects include the mobility of CPS, their communication w. r. t. used network stacks, interconnections, etc. as well as human beings and their involvement.

This seminar shall present existing approaches to simulate the core aspects mobility, communication and human involvement in networked, interconnected Cyber-Physical Systems. The advantages and limitations of these approaches shall be assessed, e. g. in terms of limitations in the applicability of the results to real-world deployments.

M3 WISA vs wirelessHART Georg von Zengen

wirelessHart und WISA sind Projekte die sich mit drahtloser Kommunikation in der Automatisierungstechnik beschaeftigen. Es sollen die beiden Projete vorgestellt werden und mit einander verglichen werden.

M4 Cyber-Physical Systems in Smart Grids Björn Gernert

Das Stromnetz befindet sich aktuell im Wandel. Das Netz wird leistungsstärker, dynamischer und richtet sich mehr auf die Endkunden aus. Hierfür bedarf es einer intelligenten Steuerung des Stroms - von der Stromproduktion bis hin zum Endabnehmer. Sogenannte intelligente Stromnetze (Smart Grids) sollen dabei helfen das Verhalten der Verbraucher zu beobachten und vorherzusagen, sodass jeder Zeit eine optimale und kostengünstige Stromversorgung gewährleistet ist. In dieser Seminararbeit soll erarbeitet werden, welchen Beitrag „Cyber-Physical Systems“ auf diese Entwicklung haben und welche Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden sollten.

M5 Attacks on Implantable Medical Devices Dominik Schürmann

"Dick Cheney, the former US vice-president, has revealed that he had his heart implant modified for fear of terrorist attack. Mr Cheney's doctor disabled the heart defibrillator's wireless function in 2007 to prevent would-be assassins from interfering with it and causing a fatal heart attack." (Source: BBC)

Once part of science fiction stories, attacks on implantable medical devices are feasible nowadays. In this seminar, an overview of attacks on implantable medical devices has to be given. Furthermore, possible countermeasures should be discussed.

M6 Trägheitsnavigation für drahtlose Sensorknoten Yannic Schröder

Bei der Trägheitsnavigation werden Gyroskop und Accelerometer zur Bestimmung eines zurückgelegten Pfades verwendet. Die benötigten Sensoren sind mittlerweile in jedem Smartphone zu finden und auch auf Sensorknoten kostengünstig einsetzbar. Besonders das Zusammenführen von Trägheitsnavigationsdaten mit anderen Datenquellen durch Kalman-Filter soll erläutert werden.

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)
[ Kalender abonnieren | Kalender herunterladen ]
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, 16:16 von Dr. Julian Timpner
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