LU-BST-m18

Bezvadu sensoru tīkli [M] (BST)

LU DF maģistru un doktorantu studiju kurss DatZ7032, meklēt eStudijās.

Par kursu

Kursa ietvaros studenti un pasniedzējs apskata bezvadu sensoru tīklus un kiber-fizikālas sistēmas, to pielietojumus un saistītās pētniecības problēmas. Būtiska kursa daļa ir jaunāko publikāciju lasīšana, referēšana un diskusijas. Otra kursa daļa ir kursa projekts kura piedalās studenti individuāli vai grupās, atkarībā no projekta apjoma un tēmas. Projekta tēmas studenti ir aicināti izvēlēties paši, bet dažas iespējas piedāvās arī pasniedzējs.

Kursa aktuālā informācija un kalendārs atrodami šajā kursa wiki, uz ko ir saite arī no e-studijām.

Administratīvā informācija

• Pasniedzējs: Leo Seļāvo (epasts: vards.uzvards @ gmail.com)

Praktisko un mājas darbu iesniegšana izpildāma noteiktajos datumos un laikos elektroniski, e-studijās.

• Iesniegšanas termiņa laiks ir 30 minūtes pirms lekcijas sākuma.
• Iesniegto failu vārdam jābūt sekojošā formātā, ar _svītru tukšumu vietā, piemēram: "BST_MD1_Vards_Uzvards.pdf"
• Ja iesniedzams teksts, piemēram, eseja vai apraksts, tad failam jābūt PDF formātā, ja vien nav prasīts citādi uzdevuma nosacījumos.
• Ja iesniedzami vairāki faili, piemēram, programmas pirmkods, tad tie iepriekš arhivējami kā *.zip arhīvs ar tādu pat faila vārdu kā aprakstīts iepriekš: "BST_MD1_Vards_Uzvards.zip".
• Ja darbs tiek iesniegts ar novēlošanos, rezultāts tiek samazināts par 50%. Ja darbs iesniegts vairāk kā nedēļu pēc termiņa, pasniedzējs darbu var nepieņemt.

Kalendārs

Datums, nedēļa	Kursa saturs	Uzdevumi un piezīmes
06.02.2018.	Bezvadu sensoru tīkli (BST). Ievads. Pielietojumi. Veiktspējas kritēriji. Resursu ierobežotība. Pētniecības problēmas. BST tematika: Iepakojums, izmēri, svars. Izmaksas ražošanā un pētniecībā Sensori un signāli, diskretizācija Aparatūra (resursu ierobežotība, MCU arhitektūra) Programmatūra (operētājsistēmas, bibliotēkas, skriptēšana, atkļūdošana) Uzticamība, noturība. Sistēmas un mezgla līmenī. Aparatūras un programmatūras līmenī. Pētniecības novirzieni un problēmas BST: Komunikācija, MAC un tīkla protokoli, laika sinhronizācija, lokalizācija, programmēšanas abstrakcijas, drošība un privātums, enerģijas taupība. Datu apstrāde, lēmumu pieņemšana, misijas kontrole.
13.02.2018.	Diskusija par IMU un virtuāliem sensoriem. Diskusija par kursa projekta tēmām. Case study: LUSTER - wireless sensor network for environmental research.	Uzdots MD1 mājas darbs - recenzēt LUSTER rakstu.
20.02.2018.	Kursa materiāli: "Resource Aware Programming for Sensor Networks" - Matt Welsh (video)
27.02.2018.	Diskusija par jaunākajiem pētījumiem, kas prezentēti EWSN konferencē un NextMote un MadCom semināros.	Uzdots MD2 mājas darbs - projekta pieteikums. Uzdots MD3: recenzija rakstam: Automated Encounter Detection for Animal-Borne Sensor Nodes (pdf)
06.03.2018.	Diskusija par kursa projektiem. Ievads MAC komunikāciju protokolos. Aparatūras platformas un likumu (design rules) projektēšana, Epic mote. Raksts: "A Building Block Approach to Sensornet Systems". (Paper) (Slides)	Uzdots MD4: recenzija rakstam: Design and evaluation of a versatile and efficient receiver-initiated link layer for low-power wireless (pdf)
13.03.2018.	Diskusija par kursa projektiem Diskusija par rakstu recenzijām Komunikācijas protokoli.
20.03.2018.	Virtuāla lekcija, individuālais darbs pie kursa projektiem.	Termiņš: MD1 (Iesniegt līdz piektdienai!)
26.03.2018. - 02.04.2018.	Lieldienu brīvdienas
03.04.2018.	Operētajsistēmas bezvadu sensoru tīkliem, TinyOS. Diskusija par kursa projektiem.	Termiņš: MD2 un MD3
10.04.2018.	Virtuāla lekcija, individuālais darbs pie kursa projektiem.	Termiņš: MD4
17.04.2018.	Diskusija par kursa projektiem. Akselerometra, žiroskopa un magnetometra sensoru pielietojumi	Uzdots MD5: Raksta recenzija (žurnālam) Integrated Evaluation of Power Consumption and Reliability of Wireless Sensor Networks
24.04.2018.	Programmēšanas paradigmas sensoru tīklos. Mate virtuālā mašīna. Diskusija par kursa projektiem.	Termiņš: MD5
08.05.2018.	Laika sinhronizācija bezvadu sensoru tīklos. NTP, RBS, FTSP protokoli.
15.05.2018.	Ievads Matlab / Octave programmatūrā un tās pielietojumi sensoru signālu apstrādē.
22.05.2018.
29.05.2018.	Kopsavilkums, kuersa noslēguma lekcija. Projektu statusa apskats.
xx.06.2018.	Eksāmens - projektu demonstrācijas un plakāti.

MD

Mājas darbi.

MD1

Raksta recenzija: "LUSTER: Wireless Sensor Network for Environmental Research" (PDF)

MD2

Kursa projekta pieteikums, plāns. Motivācija, risinājums, sagaidāmie rezultāti, nepieciešamie resursi.

MD3

Recenzija rakstam. Skat zemāk kā veikt recenziju.

MD4

Recenzija rakstam. Skat zemāk kā veikt recenziju.

MD5

Recenzija rakstam. Skat zemāk kā veikt recenziju.

Rakstu recenzēšana

Kursā ir jāanalizē un jārecenzē raksti ar mērķi tos izprast, mācīties par aktuālākajiem sasniegumiem, risinājumiem, tehnoloģijām un pētījumiem. Raksta recenzēšana iekļauj analīzi par tā stiprajām un vājajām pusēm.

Katram studentam tiks izsniegts raksti, kas jārecenzē. Recenzija jāiesniedz elektroniski, pa epastu pasniedzējam ar "subject": BST MD? vards uzvards. Epasta piekabē ir jāpievieno jūsu recenzija PDF formā 1-2 lapu apmērā.

Jautājumi, uz kuriem jāatbild recenzentam:

1. "Contribution" - ko raksta autori ir vērā ņemamu un jaunu sasnieguši vai izdarījuši.
2. "Strengths" - 2-3 pozitīvie, stiprie publikācijas aspekti
3. "Weaknesses" - 2-3 negatīvie, vājie publikācijas aspekti
4. Komentāri publikācijas autoriem, kas pamato lēmumu un apraksta iespējas uzlabot publikāciju.

Izvērstāki ieteikumi par to, kā recenzējama publikācija, atrodami šeit.

Praktiskie darbi

Kursā pildāmi praktiskie darbi. Tie domāti lai dotu studentiem iespēju iepazīties ar praktiskiem bezvadu sensoru tīklu programmēšanas uzdevumiem. Praktiskajos darbos tiek izmantota MansOS operētājsistēma.

Uzdevumi:

1. Realizēt Blink lietotni (sekojot Wiki) - iepazīšanās ar Mansos, kompilācija, lietotnes augšupielāde.
2. Realizēt SOS signālu uz LED (3 īsi, 3 gari, 3 īsi signāli)
3. Lasām ADC (gaismas sensoru, 4 vai 5 ports uz Tmote Sky) un sūtam rezultātu tekstā uz seriālo portu.
4. Divas motes: Pirmā - Skaitītājs sūta skaitļus uz radio. Otrā - no radio saņem skaitli un izspīdina uz trijiem LED binārā formā.
5. ADC => Radio ... Radio => Serial ... Serial => diagramma uz PC datora

Saites

Praktiska informācija

• MansOS operetājsistēma - github un wiki portāls

• Sensoru mezgla Tmote Sky dokumentācija (datasheet)

Ieteikumi prezentāciju veidošanā

• http://www.catalysis.nl/links/presentations/presentation.php
• http://www.ellenfinkelstein.com/powerpointtips/powerpoint_tip_how_many_bullets.html
• http://www.presentationzen.com/presentationzen/2007/03/a_few_weeks_ago.html
• http://www.presentationzen.com/

Ieteikumi rakstu recenzēšanā

• http://www.cgl.uwaterloo.ca/smann/Research/review-conference.txt

Teorija

Kalman filtrs

• Par Kalmana filtru ar bildēm

Pielietojumi

• Par BST un precīzo medicīnu (video, TEDx)