Praktikum: Sensornetze (WS2010/11)
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 Dienstag, den 19.10.2010, findet um 11:00 Uhr eine Einführungsveranstaltung im Raum BH012 statt. Dort werden die nachfolgend 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
- Funkanbindung des Gateway-Knoten (Betreuer: C. Mühlberger) Für den bereits vorhandenen Gateway-Knoten wird noch ein proprietärer Funktreiber benötigt, damit dieser (innerhalb eines kleinen Testbeds) mit den SNoW5 Sensorknoten kommunizieren kann.
- L-MAC (Betreuer: C. Mühlberger) Das MAC Protokoll L-MAC soll für die SNoW5 Sensorknoten implementiert und in einem kleinen Versuchsaufbau getestet werden.
- CrankShaft (Betreuer: C. Mühlberger) Das relativ neue MAC Protokoll CrankShaft soll für die SNoW5 Sensorknoten implementiert und in einem kleinen Versuchsaufbau getestet werden.
- Zeitsynchronisation (Betreuer: C. Mühlberger) Für die SNoW5 Sensorknoten sollen (je nach Interessentenzahl) diverse Zeitsynchronisationsprotokolle implementiert und in einem kleinen Versuchsaufbau gegenübergestellt werden.
- 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.
