Praktikum: Sensornetze (WS2011/12)

Übersicht

Seit 2005 beschäftigt sich der Lehrstuhl für Informatik V mit drahtlosen Sensornetzwerken (Wireless Sensor Networks, WSN). Diese bestehen aus Sensorknoten, die zwar - jeder für sich genommen - nur geringen Speicher und Rechenleistung haben, aber in ihrer Gesamtheit dennoch außergewöhnliche Leistungen vollbringen können. Eine zentrale Voraussetzung dafür ist ihre Kommunikationsfähigkeit, d.h. jeder Sensorknoten besitzt eine Funkschnittstelle und ggf. weitere Schnittstellen zum Informationsaustausch untereinander.

Hier am Lehrstuhl wurde auf der Hardware-Seite bereits der auf geringen Energieverbrauch ausgelegte Sensorknoten SNoW5 mit dem Mikrokontroller MSP430 von Texas Instruments, sowie auf der Software-Seite das Echtzeitbetriebssystem SmartOS entwickelt. Mit diesem lassen sich Sensornetzwerke aufbauen und z.T. auch beobachten. Allerdings bedarf es bei mehreren, unabhängigen und evtl. disjunkten (Teil)Netzwerken, aber auch für eine schnellere und bequemere Mensch-Netzwerk-Interaktion, ausgezeichneter Sensorknoten, so genannter Gateways.

Organisatorisches

Am Mittwoch, den 19.10.2011, findet um 11:00 Uhr eine Einführungsveranstaltung im Raum BH003 statt. Dort werden die in Kürze aufgeführten Praktikumsthemen detailliert erläutert und die noch freien Themen vergeben. Jedes Thema kann in Gruppen von 2-3 Studenten bearbeitet werden. Wer Interesse an einem der angebotenen Themen hat, kann sich dieses ab sofort (per Email oder persönlich bei einem der Betreuer) reservieren lassen.

Der entsprechende Betreuer steht bei Fragen, die während der Einarbeitung und der Praktikumsdurchführung auftauchen, gerne zur Verfügung! Weitere Informationen  zu den einzelnen Themen stehen den Praktikumsteilnehmern (bei Bedarf) auf der WueCampus-Seite des Praktikums bereit. Der dafür notwendige Zugangsschlüssel wird in der Einführungsveranstaltung bekannt gegeben.

Die erfolgreiche Teilnahme wird durch einen Leistungsschein belohnt. Für weitere Auskünfte stehen die Betreuer gerne zur Verfügung!

Themenübersicht

• CC2520 Funckchiptreiber (Betreuer: C. Mühlberger) Im Rahmen einer Diplomarbeit wurde ein zu unseren Snesorknoten SNoW5 passender GtewayKnoten entwickelt. Allerdings fehlt diesem noch ein Treiber für die dort verbauten CC2520 Funkchips. Im Rahmen dieses Praktikums soll nun ein zu unserem Btriebssystem SmartOS passender Treiber für die CC2520 Funkchips geschrieben werden.  Dabei kann teilweise auf dem existiernden Treiber des CC1100 Funkcips aufgebaut werden.
• EZ430-CHRONOS (Betreuer: C. Mühlberger) Diese "Uhr" von TI basiert auf dem gleichen Mircokontroller wie unsere SNoW5 Sensorknoten. Daher soll das Betriebssystem SmartOS dorthin portiet und schließlich diese "Uhr" in bestehende Sensornetze integriert werden. vergeben
• Evaluation des BDD-Packages CUDD (Betreuer: Ch. Appold) BDDs sind eine effiziente Datenstruktur beim Model Checking von Systemen. In diesem Praktikum sollen verschiedene Parameter des mit am meisten benutzten BDD-Packages CUDD bei der Verifikation nebenläufiger Systeme untersucht werden.
• Erweiterung eines effizienten Model Checking Algorithmus (Betreuer: Ch. Appold) Ein Algorithmus zur effizenten Ausnutzung von Symmetrien beim Model Checking soll hier auf volles CTL Model Checking erweitert werden. CTL ist dabei ein Formalismus, mit dem Eigenschaften eines Systems spezifiziert werden können.
• Diverse Erweiterungen des Model Checkers NuSMV (Betreuer: Ch. Appold) Der Model Checker NuSMV unterstützt symbolisches Model Checking mit BDDs und auch Bounded Model Checking (Verwendung eines SAT-Solvers). Hier können je nach Untersuchungsgegenstand verschiedene Erweiterungen des Model Checkers NuSMV zur effizienteren Ausnutzung von Symmetrien implementiert werden. Diese werden bei Interesse in der Einführungsveranstaltung bekannt gegeben.
• Test und Evaluierung verschiedener soft-processor-cores (Betreuer: A. Runge)  Für die bereits im Hardwarepraktikum eingesetzten Xilinx Spartan-3AN FPGAs existieren mehrere soft-cores (Prozessor existiert in Form von VHDL-Quellcode oder in Form einer Netzliste), die im Rahmen dieses Praktikums untersucht werden sollen. Insbesondere sollen vorhandene multi-core Systeme betrachtet werden.