Interfejsy systemów akwizycji danych

Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA”
KONSPEKT PRZEDMIOTU
PIERWSZEGO POZIOMU STUDIÓW STACJONARNYCH
Nazwa przedmiotu
Interfejsy systemów akwizycji danych
Skrót:
Semestry:
Rodzaj przedmiotu:
Punkty ECTS:
4
Seminarium
Łącznie
45
VI
Liczba godzin w semestrze:
Wykład
Semestr VI
30
Strumień/profil:
chemia w medycynie
Kierunkowy w strumieniu EWM
Ćwiczenia
Laboratorium
15
elektronika w medycynie
X
Osoba odpowiedzialna za przedmiot:
Imię:
Grzegorz
E-mail: [email protected]
Projekt
fizyka w medycynie
Nazwisko:
Telefon:
ISAD
informatyka w medycynie
Jasiński
0583471323
Lokal:
EA108
Cele przedmiotu:
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z typowymi interfejsami cyfrowymi wykorzystywanymi w akwizycji danych.
Zaprezentowane zostaną zarówno aspekty sprzętowe – zagadnienia budowy i działania poszczególnych interfejsów, jak i
zagadnienia związane z ich praktycznym wykorzystaniem. W ramach części poświęconej sprzętowi omówione zostaną
dostępne rozwiązania zarówno przewodowe, jak i bezprzewodowe. Pokazane zostaną typowe rozwiązania systemów
akwizycji danych stosowanych w medycynie, przemyśle, laboratorium pomiarowym oraz w komputerach. Zagadnienia
poświecone praktycznemu wykorzystaniu interfejsów obejmować będą zagadnienia związane z opracowywaniem
oprogramowania komunikującego się ze sprzętem z wykorzystaniem wybranych interfejsów.
Spodziewane efekty kształcenia - umiejętności i kompetencje:
-znajomości podstawowych standardów komunikacyjnych wykorzystywanych w akwizycji danych
-umiejętność doboru odpowiednich interfejsów przy budowie systemów akwizycji danych
-umiejętność konfiguracji, diagnostyki i usuwania typowych błędów w systemach akwizycji danych
-umiejętność opracowania oprogramowania wykorzystującego wybrane interfejsy
Karta zajęć - wykład
Lp.
Zagadnienie
Poziom
wiedzy
A
B
C
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Pojęcie interfejsu. Rodzaje interfejsów. Konfiguracje.
Rodzaje transmisji danych. Model warstwowy wymiany danych.
Podstawy programowania we/wy w różnych systemach
operacyjnych.
Interfejs szeregowy RS232. Interfejsy pochodne.
Interfejs szeregowy RS232. Przykłady i programowanie w systemach
Win32.
Interfejs równoległy Centronics – omówienie.
Interfejs równoległy Centronics – przykład programowania.
Interfejsy szeregowy: USB.
Interfejsy szeregowy: FireWire.
Interfejsy w systemach mikroprocesorowych: I2C-budowa i działanie
Interfejsy w systemach mikroprocesorowych: 1-Wire
Interfejsy w systemach mikroprocesorowych: SPI
Interfejsy bezprzewodowe: IrDA
X
X
Liczba
godzin
1
1
1
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
umiejętności
D
E
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA”
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
Interfejsy bezprzewodowe: Bluetooth
Sieci bezprzewodowe: WiMAX i WiFi
Sieci sensorowe: Zigbee
Systemy RFID
Interfejsy systemów przemysłowych: Profibus, RS485
Interfejsy systemów pomiarowych: GPIB
Sterowanie urządzeniami pomiarowymi: SCPI
Akwizycja danych za pomocą kodów paskowych
Akwizycja danych za pomocą interfejsów Ethernetowych
Akwizycja danych z kart pamięci Flash
Magistrale komputerowe: ISA, PCI
Standard interfejsu medycznego: Medical Information Bus
Standardy przesyłania danych w laboratorium analitycznym
Standardy przesyłania sygnałów EKG. Standard ENV1064.
Inne interfejsy medyczne.
Kompresja i kodowanie danych.
Metody zabezpieczenia transmisji danych (CRC, kontrola błędów)
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Karta zajęć - laboratorium
Zagadnienie
Lp.
Poziom
wiedzy
A
B
C
1.
2.
3.
4.
5.
Interfejs 1-Wire
Interfejs I2C
Interfejs Centronics / Bluetooth
Interfejs RS232 / GPIB
Interfejs Zigbee
Próg zaliczenia:
Semestr:
VI
Umiejętności
D
E
X
X
X
X
X
Warunki zaliczenia przedmiotu
z ćwiczeń
z laboratorium
z projektu
16/30
z wykładu
36/70
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Razem: 30
z seminarium
Liczba
godzin
3
3
3
3
3
Razem:15
Z CAŁOŚCI
51/100
Opis form zaliczenia
Wykład (semestr VI)
Id
Termin
1
Sesja
Punkty
70
Razem: 70
Laboratorium (semestr VI)
Id
Termin
Punkty
1.
Ćwiczenie 1
6
2.
Ćwiczenie 2
6
3.
Ćwiczenie 3
6
4.
Ćwiczenie 4
6
5.
Ćwiczenie 5
6
Razem: 30
Zakres
Egzamin końcowy obejmujący materiał z całości materiału zajęć
Zakres
Realizacja zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 1
Realizacja zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 2
Realizacja zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 3
Realizacja zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 4
Realizacja zadania wg programu ćwiczenia laboratoryjnego nr 5
Uwagi dotyczące kryteriów zaliczenia:
Przedmiot kończy się egzaminem, którego zaliczenie wymaga zebrania ponad 50% punktów. Wcześniej wymagane jest
zaliczenie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych-konieczne odrobienie wszystkich ćwiczeń. Ocena końcowa wyliczana jest na
podstawie łącznej sumy gromadzonych punktów (przy zaliczeniu obu części).
Lp.
Przedmiot
Przedmioty wyprzedzające wraz z wymaganiami wstępnymi
Zakres
Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe”
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA”
1.
Technologie
informacyjne
2.
Metody i techniki
programowania
1. Uruchamianie aplikacji
1.1. Uruchamianie aplikacji z linii poleceń (terminal)
1.2. Uruchamianie aplikacji z poziomu interfejsu graficznego systemu operacyjnego
2. Konfiguracja komputera
2.1. Instalowanie oprogramowania
2.2. Ustawianie zmiennych środowiska
1. Budowa programu w programowaniu strukturalnym
1.1. Zmienne, typy danych, funkcje
1.2. Instrukcje sterujące
1.3. Kompilacja i wykonywanie programów
1.4. Podstawowe struktury danych
2. Budowa programu w programowaniu obiektowym
2.1. Wykorzystywanie bibliotek klas
2.2. Zdarzenia
2.3. Umiejętność implementacji algorytmu programu w środowisku wielowątkowym
3. Systemy operacyjne
3.1. Specyfika tworzenia aplikacji w środowisku Win32
3.2. Specyfika tworzenia aplikacji w środowisku Linux
Metody dydaktyczne:
Wykład prowadzony będzie z wykorzystaniem projektora, za pomocą którego, nauczyciel zaprezentuje slajdy, ukazujące
treści przedmiotu.
Część wykładów może być zrealizowana z wykorzystaniem metod i technik kształcenia na odległość. Udostępniony
zostanie interaktywny materiał dydaktyczny, a prowadzący będzie śledził proces jego przyswajania przez studentów.
Jednocześnie wykładowca będzie do dyspozycji studentów w ramach forum tematycznego, jak również poprzez
komunikator (chat).
Praktyczną ilustracją materiału przedstawianego w czasie wykładów są zajęcia laboratoryjne. Każda grupa laboratoryjna
będzie miała do dyspozycji stanowisko dydaktyczne, wyposażone w komputer, na którym zainstalowane będzie
odpowiednie oprogramowanie. Zgodnie z ustalonymi terminami spotkań będą realizowane kolejne ćwiczenia
laboratoryjne. Do każdego ćwiczenia laboratoryjnego udostępniona zostanie (na platformie edukacji na odległość)
szczegółowa instrukcja z przykładami. Po zapoznaniu się z instrukcją student wykona w sali laboratoryjnej kolejne zadania
danego ćwiczenia (pod nadzorem prowadzącego).
Wykaz literatury podstawowej:
1. Skrypt z materiałami do przedmiotu
2. Materiały do przedmiotu opracowane w formie edukacji na odległość
3. Michael Gook, Interfejsy sprzętowe komputerów PC, Wydawnictwo Helion, 2005
4. Jacek Bogusz, Lokalne interfejsy szeregowe, Wydawnictwo BTC, 2004
5. Wojciech Mielczarek, Szeregowe interfejsy cyfrowe, Wydawnictwo Helion, 1994
6. Waldemar Nawrocki, Rozproszone Systemy Pomiarowe, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2006
7. Waldemar Nawrocki, Komputerowe systemy pomiarowe, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa
2002r.
8. Wojciech Mielczarek, USB. Uniwersalny interfejs szeregowy, Wydawnictwo Helion, 2005
9. Brent A. Miller, Chatschik Bisdikian, Bluetooth, Wydawnictwo Helion, 2003
Wykaz literatury uzupełniającej:
1. Simon S. Young, Computerized Data Acquisition and Analysis for the Life Sciences, Cambridge University Press,
2001.
2. Noty aplikacyjne i katalogowe firm Maxim, NXP semiconductor, Microchip, Atmel, National Instruments,
Advantech
3. B.G. Thompson & A. F. Kuckes ,IBM-PC in the laboratory, Cambridge University Press, 1989
4. Charles D. Spencer, Digital Design for Computer Data Acquisition, Cambridge University Press, 1990.
Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe”
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.