Bezvadu sensoru tīklu kurss

Studiju kursa anotācija

Kursa mērķis

Iepazīstināt studentus ar bezvadu sensoru tīklu (BST) sistēmu darbības un projektēšanas principiem, to arhitektūru un pielietojumiem dažādās nozarēs, piemēram, vides monitoringā, veselības aprūpē un industriālajā automatizācijā.

Kursa uzdevumi

• Apgūt sensoru un iegulto sistēmu pamata tehnoloģijas un to pielietojumu lietu internetā.
• Izstrādāt arhitektūru un komunikācijas protokolus bezvadu sensoru sistēmām.
• Programmēt iegultās sistēmas BST pielietojumam, izmantojot mūsdienīgas attīstības vides un rīkus.
• Analizēt sensoru lasījumus, interpretēt datus un izdarīt secinājumus.

Kursa saturs

Kursā apskatīti bezvadu sensoru tīkli (BST), kas sastāv no miniatūriem sensoru mezgliem ar ierobežotiem resursiem. Šie mezgli mēra fiziskos parametrus, veic lokālus aprēķinus un sazinās, izmantojot bezvadu sakarus. BST bieži tiek izvietoti grūti pieejamās vietās, piemēram, vulkāna nogāzēs vai neapdzīvotās salās, un tiek izmantoti plašā pielietojumu spektrā.

Papildus resursi:

• IEEE Sensors Journal – jaunākie pētījumi par sensoru tīkliem.
• TinyOS Project – operētājsistēma sensoru tīkliem.
• Contiki OS – atvērtā koda operētājsistēma lietu internetam.
• Zigbee Alliance – informācija par Zigbee bezvadu sakaru protokolu.
• LU-BST-b – informācija par kursu.
• Latvijas Universitātes kursa apraksts – LU oficiālā informācija par kursu.

Studējošo patstāvīgo darbu organizācija

Patstāvīgais darbs ietver:

1. Praktiskos darbus ar sensoru moduļiem.
2. Mājasdarbus: sensoru sistēmu projektēšana un programmēšana.
3. Vidus semestra kontroldarbu.
4. Kursa projektu: individuāli izvēlēts uzdevums saistībā ar BST tematiku.

Studiju rezultāti

Zināšanas

1. Apraksta un salīdzina bezvadu sakaru un sensoru tīklu pielietojumus un to pamatproblēmas.
2. Izskaidro, kā komerciālais, industriālais, ekonomiskais un sociālais konteksts ietekmē BST praksi.

Prasmes

3. Lieto rīkus un dokumentāciju darbam ar iegultām sensoru sistēmām.
4. Formulē uzdevumus un programmē tīklotas sensoru sistēmas.
5. Izvēlas atbilstošas datu struktūras, protokolus un algoritmus BST pielietojumiem.

Kompetences

6. Prezentē un komunicē par kursa projektu gan mutiski, gan rakstiski.
7. Organizē un piedalās grupu darbā, veidojot BST projektus.

Prasības kredītpunktu iegūšanai

Lai sekmīgi pabeigtu kursu, nepieciešams:

1. Sekmīgi izpildīt praktiskos un mājasdarbus, izmantojot MansOS vai līdzīgas BST programmēšanas vides.
2. Sekmīgi izpildīt vidus semestra kontroldarbu.
3. Sagatavot un prezentēt referātu par BST pielietojumu, kā arī izveidot plakātu, kas ilustrē kursa projektu.
4. Aizpildīt LU studiju kursa novērtējuma anketu.

Kursa vērtējuma sastāvdaļas

• Praktiskie darbi – 20%
• Mājas darbi – 30%
• Kontroldarbs – 20%
• Eksāmens (projekta izstrāde un prezentācija) – 30%

Obligāti izmantojamie informācijas avoti

1. Karl H. and Willig A., Protocols and Architectures for Wireless Sensor Networks, Wiley-Interscience, 2007.
2. Zhao F. and Guibas L., Wireless Sensor Networks, Morgan Kaufmann, 2004.
3. ResearchGate – zinātniski raksti un publikācijas par sensoru tīkliem.
4. Stack Overflow – diskusijas un risinājumi iegultās sistēmās.

Šis kurss sniedz studentiem teorētisko un praktisko izpratni par bezvadu sensoru tīkliem, attīstot viņu zināšanas un prasmes darbam šajā jomā.

Vertējums

Šis kurss piedāvā labi sabalansētu teorētisko un praktisko ieskatu bezvadu sensoru tīklu (BST) jomā, kas ir aktuāla un plaši pielietojama dažādās nozarēs. Pozitīvi vērtējams tas, ka kursa saturs aptver gan tehnoloģisko, gan pielietojumu aspektu, sniedzot studentiem iespēju iepazīties ar modernām iegulto sistēmu attīstības vidēm, tādām kā TinyOS un Contiki OS.

Īpaši vērtīga ir kursa praktiskā daļa, kurā studenti strādā ar reāliem sensoru moduļiem, piemēram, Tmote Sky. Tas nodrošina praktisku pieredzi ar bezvadu sakaru protokoliem un sistēmu programmēšanu, kas ir būtiska prasme darbam ar lietu internetu un iegultajām sistēmām.

Tomēr kursa izaicinājums varētu būt tas, ka tas prasa labu programmēšanas un elektronikas pamatu izpratni, kas var būt sarežģīti studentiem bez priekšzināšanām. Tāpat būtu noderīgi paplašināt mācību materiālu klāstu ar jaunākiem avotiem, jo daļa no obligāti izmantojamās literatūras ir vairāk nekā desmit gadus veca.

Kopumā šis kurss piedāvā visaptverošu un praktiski noderīgu zināšanu bāzi BST jomā, veicinot studentu spējas analizēt, projektēt un ieviest sensoru tīklu risinājumus dažādos pielietojumos.