Sensornetze und Digitale Mess-Systeme

Sensornetze bestehen aus vielen Sensorknoten, die mit Sensoren sowie kleinen eingebetteten Digitalrechnern ausgestattet sind. Die Sensorknoten erfassen Messgrößen der Umgebung und arbeiten bei der Auswertung und Interpretation der Messdaten zusammen, wobei die Kommunikation heute drahtgebunden oder über Funk bei meist dynamisch veränderlicher Netztopologie erfolgt. Digitale Mess-Systeme arbeiten hingegen meist mit unveränderlicher Netz- bzw. Busstruktur. Darüber hinaus unterliegen herkömmliche, digitale Mess-Systeme meist keinen Beschränkungen hinsichtlich ihrer Energieversorgung, während Sensornetze in den meisten Fällen mit Batterien arbeiten. Um den Betrieb von Sensornetzen trotz stark eingeschränktem Energievorrat über lange Zeiträume aufrechtzuerhalten, müssen besondere technische Maßnahmen ergriffen werden. Diese umfassen beispielsweise die Implementierung von spezifischen Betriebsmodi, Messsignalverarbeitungs- und Auswertealgorithmen sowie die geeignete Wahl von Netzwerk-, Übertragungs- und Routingprotokollen sowie der System-Software und zweckmäßige Konzepte für die Aggregation, Datenverteilung, Zeitsynchronisation und Ortslokalisation. In der Vorlesung wird ausgehend von der Behandlung der Struktur und Funktionsweise busbasierter, digitaler Mess-Systeme auf die speziellen Anforderungen von gegenwärtig eingesetzten, aber auch von zukünftigen Sensornetzen hingeführt.

• Die Studierenden besitzen Detailkenntnisse über die Strukturen und Funktionsweisen digitaler Mess-Systeme und Sensornetze sowie die grundsätzlichen Unterschiede in den jeweiligen Anforderungen.
• Die Studierenden verstehen die Zusammenhänge zwischen den physikalischen Limitierungen und Einflüssen von Sensorik, Bus- bzw. Netztopologie sowie Kommunikation und den applikationsabhängigen, notwendigen technischen Maßnahmen für die Sicherstellung der korrekten Funktion.
• Die Studierenden werden befähigt, komplexe Kommunikations- und Busprotokolle zu verstehen, zielgerichtet einzusetzen bzw. auszuwählen und zu entwerfen.
• Die Studierenden können eigene System- und Netzentwürfe applikationsabhängig gestalten und die Designentscheidungen begründen.
• Die Studierenden können aufgrund der Kenntnis der momentan vorhandenen Technologien die rasant fortschreitenden Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der Sensornetze beurteilen.

• Kenntnisse der Elektrotechnik, Sensorik und Messtechnik, Mathematik und Physik.
• Kenntnisse der Signal- und Systemtheorie, Kenntnisse der Digitaltechnik und digitalen Signalverarbeitung

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