LU-BST-B10:LC
Contents
Lekciju materiāli
Visu lekciju slaidi pieejami PDF formātā. Slaidi parādīsies pēc katras lekcijas. Pirms lekcijas slaidi pieejami nebūs. Lai saglabātu pārsteigumu.
1. Lekcija
Šī bija ievadlekcija par bezvadu sensoru tīkliem - kas tie tādi, ko ar tādiem var izdarīt, kādas ir tipiskās BST problēmas. Tika īsi pastāstīts par vairākiem BST pielietojumiem.
Lekcijas otrajā pusē studenti tika iepazīstināti ar kursa formālajām prasībām. Vienojāmies par darbu iesūtīšanas laiku un soda mēriem termiņu neievērošanas gadījumā.
2. Lekcija
Šajā lekcijā runājām par TinyOS: par komponentiem un interfeisiem, uzdevumiem, notikumiem, komandām. Par radio un seriālā porta komunikāciju. Apskatījām Blink un RadioCountToLeds piemērus. Izmēģinājām rakstīt paši savas programmas, par pamatu ņemot demo kodu. Izmēģinājām datu sūtīšanu no motes pa seriālo portu un saņemšanu uz datora, izmantojot Javas klasi net.tinyos.tools.Listen. Pa ceļam izrunājām arī tehniskas lietas: kā darbojas pārtraukumi (interrupts), kas ir "big endian" un "little endian", kā C kodā izveikt bitu operācijas.
3. Lekcija
Lekcija sastāvēja no divām daļām:
- Radio sakaru sistēmas - par datu pārraidi pa bezvadu kanāliem, populārākajām modulācijām, spread spectrum metodēm, tai skaitā, frekvenču lēkāšanu un DSSS. Apskatījām, kādi frekvenču diapazoni pieejami bezmaksas lietošanai. Apskatījām Nīkvista un Šenona formulas datu pārraides ātruma maksimālo limitu noteikšanai.
- Sensoru mezglu resursi un daži tipiski pārstāvji. Apskatījām, no kādiem komponentiem sastāv tipiska mote, kādi ir tipiskie parametri katram komponentam: CPU, atmiņai, radio utt. Apskatījām sensoru savienošanas iespējas ar mikrokontrolieri: UART, SPI, I2C. Noskaidrojām sensoru mezgla aplikācijas sastāvdaļas, uzlādes procesu uz iekārtas un aplikācijas dzīves ciklu. Lekcijas noslēgumā apskatījām divus tipiskus sensoru mezglus: TMote Sky un EcoMote.
Lekcijas slaidi par bezvadu sakaru sistēmām.
Lekcijas slaidi par sensoru mezglu resursiem.
4. Lekcija
Tika runāts par problēmām radio sakaros, ar ko jārēķinās reālos apstākļos.
5. Lekcija
Lekcija sastāvēja no divām daļām:
- UbiComp 2010 konferences pārskats - interesantas un aktuālas tēmas un idejas, kas saistītas ar sensoru tīkliem, jaunākie sasniegumi
- MAC protokoli - galvenie MAC līmeņa uzdevumi, TDMA un CSMA protokolu klases
Lekcijas slaidi par UbiComp konferenci.
Lekcijas slaidi par MAC protokoliem.
6. Lekcija
Apskatījām maršrutizācijas protokolus, to klasiskās īpašības, bezvadu sensoru tīklu protokolu specifiskās prasības. Apskatījām 5 maršrutizācijas protokolu piemērus: DSDV, AODV, DSR, CGSR, GPSR.
TinyOS aplikācija, kas lasa ADC no dažādiem kanāliem.
7. Lekcija
Apskatījām pulksteņu sinhronizācijas problēmas, pielietojumus, BST specifiskas prasības, tipiskus protokolu piemērus: RBS, TPSN, FTSP.
8. Lekcija
Apskatījām sensoru mezglu lokalizācijas pielietojumus un problēmas. Izrunājām, kas ir svērtā un nesvērtā (range-based un range-free) pieejas, nedaudz par GPS tehnoloģijām. Apskatījām dažus konkrētus protokolus, kas reprezentē dažas pamata pieejas lokalizācijā.
9. Lekcija
Tika pastāstīts pārskats par SenSys konferenci un PhoneSense semināru.
10. Lekcija
Runājām par drošību un privātumu sensoru tīklos. Par problēmām un risinājumiem dažādos OSI līmeņos no fiziskā līdz aplikācijas līmenim.
11. Lekcija
Runājām par populārākajām sensoru tīklu programmēšanas abstrakcijām: vaicājumu bāzētām pieejām, makro programmēšanu un aģentu bāzētu pieeju. Makro programmēšanai un aģentiem tikai nedaudz pieskārāmies, dziļāk apskatījām vaicājumu bāzētas pieejas, par piemēru ņemot TinyDB.
Otrajā lekcijas daļā apskatījām operētājsistēmu MansOS.
12. Lekcija
Runājām par reālas mašīnas (datora) uzbūvi, programmas izpildi. Par virtuālajām mašīnām (VM) - kāpēc tādas izmanto PC datoros, un kāpēc tādas izmantot bezvadu sensoru tīklos (BST). Apskatījām divus BST VM piemērus: Mate un SwissQM.
Izmantotās publikācijas:
- Mate: P. Levis and D. Culler, “Mate: A tiny virtual machine for sensor networks,” ACM SIGARCH Computer Architecture News, vol. 30, no. 5, pp. 85–95, 2002.
- SwissQM: R. Muller, G. Alonso, and D. Kossmann, “A virtual machine for sensor networks,” in Proceedings of the 2nd ACM SIGOPS/EuroSys European Conference on Computer Systems 2007, pp. 145–158, ACM, 2007.
13. Lekcija
Runājām par enerģijas ieguvi no vidi, kopīgiem principiem, ko nākas ievērot, ja sensoru tīklam tiek pievienota iespēja iegūt enerģiju no vides. Īsi apskatījām saules enerģijas izmantošanas iespējas un problēmas.
Bija arī trīs studentu prezentācijas par enerģijas ieguves veidiem:
- Madara Augstkalne un Aivars Šāblis: Enerģijas ieguve no cilvēka
- Viesturs Siliņš: Bioloģiskās degvielas šūnas enerģijas iegūšanai no asinīm
- Anda Beriņa: Enerģijas ieguve no vēja
Izmantotā literatūra
Paldies studentu prezentētājiem par literatūras avotiem!
Piezoelectricity:
Vibro wind set up:
- http://www.radiolocman.com/news/new.html?di=70500
- http://news.discovery.com/tech/wind-vibrations-turned-into-electricity.html
Mayfield energy harvester:
- http://www.wsnblog.com/2010/10/19/mayfield-researchers-harvest-electricity-from-trees/
- http://www.theherald.com.au/news/local/news/general/mayfield-researchers-harvest-electricity-from-trees/1970315.aspx
Flexible Charge Pump:
- http://www.theenergyroadmap.com/futureblogger/show/1254-tiny-piezoelectric-devices-convert-motion-into-electricity
- http://gtresearchnews.gatech.edu/newsrelease/charge-pump.htm
Wind energy harvester from Humdinger:
- http://www.wsnblog.com/2010/03/30/humdinger-wind-energy-develops-portable-wind-energy-harvester/
- http://www.greencleaningideas.com/2010/03/humdinger-wind-energy-develops-portable-wind-energy-harvester/
- http://www.energyharvestingjournal.com/articles/wind-energy-harvester-from-humdinger-00002146.asp?sessionid=1
- http://www.humdingerwind.com/
