przewodnik po przedmiocie - Wydział Podstawowych Problemów

Zał. nr 4 do ZW 33/2012
WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI
KARTA PRZEDMIOTU
Nazwa w języku polskim:
SYSTEMY POMIAROWO-DIAGNOSTYCZNE
Nazwa w języku angielskim:
MEASURING AND DIAGNOSTIC SYSTEMS
Kierunek studiów (jeśli dotyczy): INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
Specjalność (jeśli dotyczy):
ELEKTRONIKA MEDYCZNA
Stopień studiów i forma:
I / II stopień*, stacjonarna / niestacjonarna*
Rodzaj przedmiotu:
obowiązkowy / wybieralny / ogólnouczelniany *
Kod przedmiotu
ETP002028W, ETP002028L, ETP002028P
Grupa kursów
TAK / NIE*
Wykład
Liczba godzin zajęć
zorganizowanych w Uczelni
(ZZU)
Liczba godzin całkowitego
nakładu pracy studenta
(CNPS)
Forma zaliczenia
Ćwiczenia
Laboratorium Projekt
30
45
15
90
90
60
Egzamin /
zaliczenie
na ocenę*
Egzamin /
zaliczenie na
ocenę*
3
2
2
2
2
1,5
1
Seminarium
Egzamin /
zaliczenie
na ocenę*
Dla grupy kursów zaznaczyć
kurs końcowy (X)
Liczba punktów ECTS
w tym liczba punktów
odpowiadająca zajęciom
o charakterze praktycznym (P)
w tym liczba punktów ECTS
odpowiadająca zajęciom
wymagającym bezpośredniego
kontaktu (BK)
2
*niepotrzebne skreślić
WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH
KOMPETENCJI
1. Umiejętność programowania w językach strukturalnych (np. INP2005W)
2. Podstawowa wiedza z zakresu budowy mikrokontrolerów (np. ETP002004W)
3. Podstawowa wiedza z zakresu bodowy i funkcji elektronicznej aparatury medycznej
(np. ETP002013W)
CELE PRZEDMIOTU
C1 Uzyskanie wiedzy z zakresu struktury, właściwości, obszarów aplikacji i oprogramowania
systemów pomiarowych
C2 Nabycie umiejętności z zakresu transmisji, akwizycji i przetwarzania danych pomiarowych
C3 Nabycie umiejętności oprogramowania wirtualnych urządzeń i systemów pomiarowych
z użyciem zintegrowanego graficznego środowiska programistycznego
1
PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA
Z zakresu wiedzy:
PEK_W01 Ma wiedzę w zakresie struktury, właściwości i aplikacji biomedycznych systemów
pomiarowo-diagnostycznych
PEK_W02 Ma podstawową wiedzę w zakresie przewodowych i bezprzewodowych interfejsów oraz
protokołów wykorzystywanych w systemach pomiarowych
Z zakresu umiejętności:
PEK_U01 Potrafi dobrać i skomunikować elementy systemu pomiarowego
PEK_U02 Potrafi ocenić podstawowe właściwości i funkcjonalność systemu pomiarowego
PEK_U03 Potrafi opracować algorytm umożliwiający zrealizowanie zadania pomiarowego
PEK_U04 Potrafi wykorzystać proste protokoły i interfejsy pomiarowe
PEK_U05 Potrafi stworzyć oprogramowanie wirtualnego przyrządu i systemu pomiarowego
Z zakresu kompetencji społecznych:
PEK_K01 Rozwija kompetencje w zakresie zespołowej współpracy oraz doskonalenia metod
opracowania strategii mającej na celu rozwiązywanie powierzonego grupie zadania
TREŚCI PROGRAMOWE
Wy1
Wy2
Wy3
Wy4
Wy5
Wy6
Wy7
Wy8
Wy9
Wy10
Wy11
Wy12
Wy13
Wy14
Wy15
Forma zajęć - wykład
Cel i zakres wykładu, podstawowe pojęcia, struktura i zadania Systemu
Pomiarowo-Diagnostycznego (SPD), przykłady zastosowań SPD
Wstęp do komunikacji cyfrowej i interfejsów w SPD, konfiguracje
i topologie, organizacja komunikacji w SPD i przykłady
Przewodowe interfejsy pomiarowe cz.1: standardy, parametry, warstwa
fizyczna
Przewodowe interfejsy pomiarowe cz.2: projektowanie, układy
elektroniczne, zabezpieczenia, zastosowania i przykłady
Rozproszone systemy pomiarowe. Protokoły komunikacyjne w SPD.
Systemy pomiarowe w sieci komputerowej
Systemy pomiarowe z łączem radiowym oraz systemy pomiarowe w sieci
telekomunikacji ruchomej
Mikrokontrolery w SPD. Układy peryferyjne, parametry, integracja,
konfiguracja i dobór podzespołów
Wirtualne przyrządy pomiarowe cz.1: zintegrowane środowiska
programistyczne, metody realizacji podstawowych struktur
programistycznych i organizacja danych
Wirtualne przyrządy pomiarowe cz.2: przykłady realizacji zadań kontrolno
pomiarowych, interfejs użytkownika, obsługa komunikacji z urządzeniami
pomiarowymi, biblioteki standardowe i sterowniki urządzeń
Układy i karty pomiarowe oraz kontrolno pomiarowe, moduły akwizycji
danych. Parametry, standardy, przykłady.
Przetwarzanie analogowo-cyfrowe: typy, parametry, interfejsy, przykłady,
integracja z SPD. Demultipleksowanie i przełączanie sygnałów.
Przykłady aplikacyjne SPD w zastosowaniach biomedycznych. Rozwiązania
sprzętowe i programowe.
Metody redukcji danych do celów diagnostyki w SPD – analiza składowych
głównych (PCA)
Diagnostyka w biomedycznych SPD – systemy ekspertowe
Podstawowe metody uczenia maszynowe go w SPD
Suma godzin
Liczba godzin
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
30
2
La1
La2
La3
La4
La5
La6
La7
La8
La9
La10
Pr1
Pr2
Pr3
N1.
N2.
N3.
N4.
Forma zajęć - laboratorium
Wprowadzenie do oprogramowania wirtualnych przyrządów pomiarowych.
Podstawy programowania w Labview z użyciem języka „G”. Wstęp do
obsługi interfejsów pomiarowych i sterowników w LabView.
Wykorzystanie i obsługa przyrządów pomiarowych z interfejsem
szeregowym (nieposiadających dedykowanego sterownika). Opracowanie
i realizacja oprogramowania wirtualnego termometru.
Wykorzystanie, konfiguracja i obsługa kart pomiarowych z interfejsem
USB (posiadających dedykowany sterownik dla LabView). Realizacja
zadania pomiarowego z użyciem karty pomiarowej.
Opracowanie pulpitu dla operatora systemu pomiarowego ze zdalnym
dostępem za pośrednictwem sieci Ethernet.
Realizacja rozproszonego systemu pomiarowego z wykorzystaniem
komunikacji w sieci telefonii komórkowej. Obsługa terminali GSM
i przesyłanie wyników pomiarów na przenośne urządzenia GSM.
Komunikacja w systemie pomiarowym z wykorzystaniem interfejsu RS485.
Implementacja wyższych warstw protokołu komunikacyjnego dla systemu
pomiarowego.
Wykorzystanie wielofunkcyjnych modułów mikrokontrolerowych/kart
pomiarowych w systemach pomiarowych. Konfiguracja, obsługa interfejsu
i realizacja prostego zadania pomiarowego.
Sieci neuronowe w diagnostyce biomedycznej
Redukcja danych typu PCA i jej wpływ na diagnostykę
Termin na odrobienie nieobecności i poprawki
Suma godzin
Liczba godzin
Forma zajęć - projekt
Opracowanie algorytmów i schematów blokowych do zadań realizowanych
następnie w ramach zajęć laboratoryjnych
Opracowanie interfejsów paneli operatorskich dla systemów pomiarowych
i wirtualnych urządzeń
Opracowanie warstwy aplikacyjnej protokołu komunikacyjnego dla systemu
pomiarowego.
Suma godzin
Liczba godzin
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
45
6
5
4
15
STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE
wykład multimedialny
demonstracje laboratoryjne
prace doświadczalne (laboratoryjne)
praca z oprogramowaniem
OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA
Oceny F – formująca
(w trakcie semestru),
P – podsumowująca
(na koniec semestru)
F1
Numer efektu kształcenia
PEK_U01PEK_U02
PEK_U04,PEK_U05
PEK_K01
Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia
Zadania dotyczące obsługi, oprogramowania,
konfiguracji i realizacji elementów systemów
pomiarowo-diagnostycznych oraz wirtualnych
przyrządów
3
F2
PEK_U02,PEK_U03
PEK_U04
P1
P2
P3
PEK_W01-PEK_W02
Jak dla F1
Jak dla F2
Zadania dotyczące opracowywania algorytmów
oraz projektowania, porównywania i organizacji
elementów systemów pomiarowych
Wykład – ocena z egzaminu
Laboratorium – średnia ocen z zadań
Projekt – średnia ocen z zadań
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA
LITERATURA PODSTAWOWA:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
Instrukcje, normy i noty aplikacyjne
Nawrocki W., Komputerowe systemy pomiarowe, WKŁ, Warszawa 2006
Nawrocki W., Rozproszone systemy pomiarowe, WKŁ, Warszawa 2006
Jurkowski A., Komputerowe systemy pomiarowe - ćwiczenia laboratoryjne, WPP, Gliwice 2007
Koronacki J., Ćwik J., Statystyczne systemy uczące się, EXIT, Warszawa 2008
Nałęcz M., Systemy komputerowe i teleinformatyczne w służbie zdrowia, EXIT, Warszawa 2004
Tadeusiewicz R., Sieci Neuronowe, Akad. Ofic. Wyd., Warszawa 1993
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA:
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
Simmonds A., Wprowadzenie do transmisji danych, WKŁ, Warszawa 1999
Jakubiec, J., Roj J., Pomiarowe przetwarzanie próbkujące, WPŚ, Gliwice 2000
Gruca M., Miernictwo i systemy pomiarowe, EU, Częstochowa 2008
Kitchin C., Wzmacniacze operacyjne i pomiarowe – przewodnik projektanta, BTC, Legionowo 2009
Kester W., Przetworniki A/C i C/A (AD) - teoria i praktyka, BTC, Legionowo 2012
Osowski S., Sieci neuronowe w ujęciu algorytmicznym, WNT, Warszawa 1996
OPIEKUN PRZEDMIOTU (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL)
Dr inż. Tomasz Grysiński,
[email protected]
4
MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU
Systemy pomiarowo-diagnostyczne
Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Inżynieria Biomedyczna
I SPECJALNOŚCI Elektronika Medyczna
Przedmiotowy Odniesienie przedmiotowego efektu do
Cele
Treści
efekt
efektów kształcenia zdefiniowanych
przedmiotu*** programowe***
kształcenia
dla kierunku studiów i specjalności
(o ile dotyczy)**
PEK_W01
K1IBM_W09_S2EME
C1
Wy1–15
PEK_W02
K1IBM_W09_S2EME
C2
Wy2–12
PEK_U01
K1IBM_U14_S2EME
C1- C3
La1-10
PEK_U02
K1IBM_U13_S2EME
C1 - C3
La1-10, Pr1-3
PEK_U03
K1IBM_U16_S2EME
C1 - C3
La1-10, Pr1-3
PEK_U04
K1IBM_U16_S2EME
C1 - C3
La1-10, Pr1-3
PEK_U05
K1IBM_U16_S2EME
C1 - C3
La1-10
PEK_K01
K1IBM_K03
C1 - C3
La1-10
(kompetencje)
Numer narzędzia
dydaktycznego***
N1
N1
N2-N4
N2-N4
N2-N4
N2-N4
N2-N4
N3-N4
** - wpisać symbole kierunkowych/specjalnościowych efektów kształcenia
*** - z tabeli powyżej
5