TU BRAUNSCHWEIG
| Carl Friedrich Gauß Faculty | Department of Computer Science
Informatikzentrum

Wireless Networking Lab -- Praktikum Wireless Sensor Networks *Spezial*

Semester
Module #INF-KM-26
Event #INF-KM-002, INF-KM-022
ProgrammesBachelor Informatik, Bachelor Informations-Systemtechnik, Bachelor Wirtschaftsinformatik, Diplom Informatik, Master Informatik, Master Informations-Systemtechnik, Master Wirtschaftsinformatik
IBR GroupCM (Prof. Wolf)
TypePraktikum
Lecturer
PhotoProf. Dr.-Ing. Lars Wolf
Institutsleiter

+49 531 3913288
Room 138
Assistants
PhotoSven Pullwitt
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

+49 531 3913290
Room 132
PhotoJan Schlichter
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

+49 531 3913154
Room 118
Credits5
Hours4
Time & Place

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!

Prerequisites

Erfolgreiche Teilnahme an der Veranstaltung 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.

Certificates Erfolgreiche Bearbeitung aller Aufgaben.
Registration
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.
Please login to get more information here as a mitarb member.
Content Programmierung von Sensorknoten.
Material
The material is only available to registered attendees. In order to register, you need either an IBR POSIX account or a self-activated IBR-y-account. Afterwards you can login to this site.
[ Newsfeed aller Formate ]
ChapterSlides
Folien des Kick-Off
pdf
Folien des Tutorials
pdf
Schedule
[ Subscribe Calendar | Download Calendar ]
DateDescription
05.05.2021, 15:00Einführungsveranstaltung
05.05.2021, 15:45Tutorial Teil 1
07.05.2021, 15:00Tutorial Teil 2
19.05.2021, 14:59 Deadline: Abgabe der ersten Aufgabe
19.05.2021, 15:00Präsentation der Aufgabenvorschläge
26.05.2021, 15:00Kick-Off Aufgabe 2: Projektphase/Start der zweiten Aufgabe
16.06.2021, 15:00Zwischenpräsentation: Zwischenpräsenation
21.07.2021, 15:00Abschlussveranstaltung: Abschlusspräsentation
References

Zum Login auf der Seite ist die einmalige Freischaltung des y-Accounts nötig.

Links

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)
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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 19.05.2020 um 12:59 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 19.05.2020 um 12:59 Uhr.


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