TU BRAUNSCHWEIG
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Informatikzentrum

Seminar Kommunikation und Multimedia: "Advanced Topics in Wireless Sensor Networks"

Semester Wintersemester 2012/2013 [ Andere Semester: Winter 17/18 · Sommer 17 · Winter 16/17 · Sommer 16 · Winter 15/16 · Sommer 15 · Winter 14/15 · Sommer 14 · Winter 13/14 · Sommer 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. Diplom Elektrotechnik, Diplom Informatik, Diplom Informations-Systemtechnik, Diplom Wirtschaftsinformatik, Lehramt Informatik, Master Computational Sciences in Engineering, Master Elektrotechnik, Master Informatik, Master Informations-Systemtechnik, Master Mobilität und Verkehr, Master 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
Assistenten
Photo Dr. Tobias Pögel
Ehemaliger Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Photo Stephan Rottmann
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
rottmann[[at]]ibr.cs.tu-bs.de
+49 531 3913154
Raum 118
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.
Anmeldung
Die Anmeldefrist ist am 15.10.2012 abgelaufen.
Inhalt

Überblick

Ein Sensornetz besteht üblicherweise aus einer Menge kleiner Sensorknoten, mit denen verschiedenste Daten aufgezeichnet und drahtlos an eine Senke weitergereicht werden können. Dies ermöglicht eine Vielzahl verschiedener Anwendungen, z.B. der Überwachung von Anlagen, Verkehr, Personen, usw. Häufig haben diese Sensorknoten aber keine beständige Energieversorgung und besitzen nur eine geringe Rechenleistung. Dies führt unter anderem zu einer Vielzahl an Herausforderungen in der Kommunikation zwischen den Sensorknoten.

In diesem Seminar sollen entsprechende Forschungsfragen und Projekte vorgestellt und diskutiert werden.

Einzelthemen

Nr Thema Betreuer
M1 Kommunikation für Kooperative Sensorik im Fahrzeugumfeld Dr. Julian Timpner

Kooperative Sensorik im Straßenverkehr dient im wesentlichen der Steigerung der Verkehrssicherheit, z.B. in dem Fahrern ein umfassenderes Bild der Verkehrsumgebung bereitgestellt wird. Somit wird es möglich, Gefahrensituationen frühzeitig zu erkennen und ggf. zu vermeiden.

In dieser Arbeit soll ein Überblick über den Stand der Forschung über Kommunikationstechnologien im Bereich kooperativer Sensorik bzw. kooperativer Perzeption gegeben werden. Dabei soll insbesondere herausgearbeitet werden, welche spezifischen Kommunikationsanforderungen und -technologien in aktuellen Projekten vorhanden sind bzw. eingesetzt werden.

M2 Time Synchronization in Wireless Sensor Networks Dr. Johannes Morgenroth

In dieser Arbeit sollen verschiedene Verfahren zur Synchronisierung von Uhren auf Sensorknoten vorgestellt werden. Dabei ist zu erläutern, welche Vor- bzw. Nachteile die jeweiligen Verfahren mit sich bringen und in welchen Szenarien diese eingesetzt werden können.

M3 Encryption and Key-Exchange in Wireless Sensor Networks Dr. Felix Büsching

Verschlüsselung von Daten bei der Übertragung gehört im täglichen Leben mittlerweite zum Standardvorgehen. Grundlegende Schlüsselaustauschmechanismen zur asynchronen Verschlüsselung wurden jedoch für Desktop- bzw. Server-Systeme entwickelt und basieren meistens auf der aufwändigen Berechnung von möglichst großen Primzahlen. In drahtlosen Sensornetzen können solche Verfahren aufgrund der beschränkten Rechenleistung nicht oder nur mit verhältnismäßig großem Aufwand (Zeit, Energie) verwendet werden.

In dieser Arbeit sollen Ansätze und aktuelle Forschung zu Verschlüsselungsmechanismen in drahtlosen Sensornetzen präsentiert werden, wobei auch auf dem Schlüsselaustausch eingegangen werden soll.

M4 Collective communication Dr. Sebastian Schildt

Ein Ziel der WSN Commuity sind größere Netze: Mehr Geräte, mehr Anwendungen, Netzwerkknoten überall. Mehr Nodes auf engen Raum liefern potentiell mehr Informationen. Aber die Kommunikation wird schwieriger. Das Aufteilend es Kanals via T/C/FDMA etc. wird schwieriger, und irgendwann ist der Punkt erreicht, wo sich auf diese Weise kaum noch sinnvolle Daten in hinreichender Zeit von allen Knoten übertragen lassen. Was tun? Ein Ansatz ist, alle gleichzeitig senden zu lassen, aber die Modulation so geschickt zu wählen, dass das kombinierte Signal sinnvolle Informationen enthält.

M5 Data Mules in WSNs: Quo Vadis? Dr. Wolf-Bastian Pöttner

Es ist geplant, dass drahtlose Sensornetzwerke insbesondere zur Überwachung und Beobachtung der Umgebung eingesetzt werden. Zum diesem Zweck ist es in der Regel erforderlich, dass die von den Sensoren gesammelten Daten zu einem oder mehreren zentralen Punkten (sog. Senken) übermittelt werden. Dort werden sie dann je nach Anwendungszweck gespeichert, ausgewertet oder einem menschlichen Operator zur Begutachtung vorgelegt. In abgelegenen Netzen ist die Verbindung der Sensoren mit der Senke unter Umständen mit vielen Zwischenknoten (Intermediate Nodes) verbunden, diese Kosten Geld und Energie.

Sog. Data Mules (Mobile Ubiquitous LAN Extensions) sammeln Daten an einem Punkt ein und bewegen sich dann zu einem anderen Punkt, wo sie die Daten wieder abliefern. Die Bewegung kann dabei explizit (ein Robotor) oder parasitär (in der Tasche eines Menschen) erfolgen. Diese Technik erlaubt es, weit entfernte Netze an Senken anzubinden ohne viel Infrastruktur installieren zu müssen.

In dieser Arbeit soll es darum gehen, wie der Stand der Dinge im Bereich Data Mules in drahtlosen Sensornetzwerken (WSNs) ist. Zunächst soll erarbeitet werden, was Data Mules genau tun. Anschließend ist zu erarbeiten, welche Entwicklungen es zum Thema Data Mules gegeben hat. Abschließend ist eine Übersicht über Projekte und praktische Erfahrungen mit Data Mules zu geben.

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 die Erstellung der Reviews wird es eine entsprechende Vorlage geben, die ausgefüllt werden muss.

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 Copy&Paste von Textpassagen ein Vergehen gegen die Prüfungsordnung darstellt.

Eine LaTeX-Vorlage für die Ausarbeitung ist hier zu finden, ebenso wie ein Beispiel einer Ausarbeitung im PDF-Format. Es kann auch das offizielle Latex Template der TU Braunschweig verwendet werden.

Weitere Hinweise für die Gestaltung der Ausarbeitung finden sich auf den Webseiten des IBR.

Als Präsentationsvorlage kann dieses PowerPoint-Template (PPT) bzw. PowerPoint-Template (PPTX)oder dieses OpenOffice-Template verwendet werden.

Selbstverständlich existiert auch eine Vorlage für Latex, basierend auf Beamer: Beamer Beispiel mit TU-Logo [PDF].

Jeder Seminarteilnehmer bekommt auf Wunsch einen Account für die Rechner des Instituts.

Termin(e)
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Datum Beschreibung
15.10.2012, 16:00 Uhr Treffen zur Vergabe der Einzelthemen (IZ Raum 105)
05.11.2012, 16:00 Uhr Abgabe einer ersten Gliederung
03.12.2012, 16:00 Uhr Abgabe der ersten vollständigen Ausarbeitung
17.12.2012, 16:00 Uhr Abgabe der vollständigen Ausarbeitung
18.12.2012, 16:00 Uhr Ausgabe Ausarbeitung für die Reviews an die Teilnehmer
07.01.2013, 16:00 Uhr Abgabe der Reviews durch die Teilnehmer
08.01.2013, 16:00 Uhr Ausgabe der Reviews an die Teilnehmer
28.01.2013, 16:00 Uhr Abgabe der finalen Ausarbeitung
01.02.2013, 16:00 Uhr Abgabe einer ersten Version der Folien
07.02.2013, 12:00 Uhr Abgabe der finalen Folien
08.02.2013, 08:00 Uhr Blockveranstaltung mit Vorträgen (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.

Evaluation

Die Ergebnisse der Lehrevaluation sind hier als PDF-Dokument zu finden.


aktualisiert am 15.02.2013, 16:38 (dynamischer Inhalt) von Dr. Tobias Pögel
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