Komunikacja i Nawigacja w Systemach Mobilnych Plik

(pieczęć wydziału)
KARTA PRZEDMIOTU
1. Nazwa przedmiotu: KOMUNIKACJA I NAWIGACJA
2. Kod przedmiotu:
W SYSTEMACH MOBILNYCH
3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2012/2013
4. Forma kształcenia: studia drugiego stopnia
5. Forma studiów: studia stacjonarne
6. Kierunek studiów: AUTOMATYKA I ROBOTYKA; WYDZIAŁ AEiI
7. Profil studiów: ogólnoakademicki
8. Specjalność: Automatyka
9. Semestr: 2, 3
10. Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Automatyki, RAu1
11. Prowadzący przedmiot: dr hab. inż. Aleksander Nawrat, prof. nzw. w Pol. Śl.
12. Przynależność do grupy przedmiotów:
przedmioty specjalnościowe
13. Status przedmiotu: obowiązkowy
14. Język prowadzenia zajęć: polski
15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne: Zakłada się, że przed rozpoczęciem nauki
niniejszego przedmiotu student posiada przygotowanie w zakresie: podstaw robotyki, metod optymalizacji, podstaw
automatyki, programowania obiektowego.
16. Cel przedmiotu: Celem przedmiotów jest zapoznanie studentów z podstawami metodami nawigacji
stosowanymi w systemach mobilnych. W ramach przedmiotu omówione zostaną podstawowe zagadnienia związane
z pozycjonowaniem i orientacją przestrzenną obiektów bezzałogowych. Zostaną omówione metody syntezy i
integracji danych z urządzeń sensorycznych na potrzeby autonomicznego sterowania.
17. Efekty kształcenia:
Nr
W1
W2
W3
W4
U1
U2
U3
U4
Opis efektu kształcenia
Zna podstawowe pojęcia związane z nawigacją
w systemach mobilnych (pozycja zliczona i obserwowana,
kurs, namiar)
Zna sposoby łączności bezprzewodowej ((Geostacjonarne
i niegeostacjonarne satelitarne systemy komunikacyjne.
Systemy dyspozytorskie, trankingowe i przywoławcze.
Telefonia bezprzewodowa, łączność w paśmie
obywatelskim. Systemy laserowe, podczerwone i
ultradźwiękowe. Standardy Bluetooth i IrDA)
Ma wiedzę dotycząca narzędzi programistycznych dla
urządzeń mobilnych
Zna standardy i zasady bezpieczeństwa w sieciach WLAN
Potrafi samodzielnie napisać i przetestować program na
urządzenia mobilne
Potrafi tworzyć programy korzystające z GPS
i komunikujące się za pośrednictwem sieci
bezprzewodowych
Posiada umiejętności gromadzenia oraz wizualizacji
wektorowych danych przestrzennych
Potrafi obsługiwać i konfigurować zintegrowane
środowiska programistyczne dla urządzeń mobilnych
Metoda
sprawdzenia
efektu
kształcenia
CL, PS
Forma
Odniesienie
prowadzenia do efektów
zajęć
dla kierunku
studiów
WT, WM
K_W2/2;
W8/1
K_W4/2;
W9/2; W20/2
CL, PS
WT, WM
CL, PS
WT, WM
CL
WT, WM
CL
L
CL
L
CL, PS
L
CL, PS
L
K_W3/3;
W15/1
K_W4/2;
W22/2
K_U23/3
K_U23/3
K_U12/2;
K_U23/3;
K_U09/2;
Potrafi samodzielnie zaproponować funkcjonalności oraz
zaprojektować strukturę programu umożliwiającą ich
realizację. Potrafi odpowiednio określić priorytety służące
realizacji określonych przez siebie i innych zadań
K2
Potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując
w niej różne role
18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin)
K1
W. : 30
Ćw. : 0
CL, PS, OS
L
CL, PS, OS
L
K_K04/2;
K05/2
K_K03/3
L.: 30
19. Treści kształcenia:
Wykład
1) Komputerowy system sterowania – ws. mobilny system sterowania obiektami. (Wstęp)
2) Wprowadzenie – znaczenie systemów mobilnych.(Zapoznanie z ideą przetwarzania mobilnego. Pokazanie
rozkwitu dziedziny oraz czynników wpływających na jej rozwój. Przedstawienie mnogości zastosowań,
olbrzymich korzyści dla klienta końcowego oraz złożonych i nietrywialnych problemów, jakie stoją przed
projektantami nowoczesnych systemów mobilnych.)
3) Pojęcia i definicje. (Podstawowe architektury, klasyfikacje terminali. Rozróżnienie między systemami
mobilnymi i bezprzewodowymi. Wykazanie cech i elementów złożonego, sieci centrycznego systemu
mobilnego)
4) Pozycjonowanie użytkowników mobilnych (Podstawowe pojęcia nawigacyjne, określenie jednostek miar.
Sposoby wyznaczania pozycji zliczonej i obserwowanej, urządzenia i systemy pozycjonujące.)
5) Nawigacja użytkowników mobilnych (Nawigacja w budynkach i zintegrowane systemy nawigacyjne.
Lokalny charakter informacji pozycyjnej oraz strategie jej uaktualniania.)
6) Systemy nawigacji satelitarnej GPS, GLONASS, GALILEO (Historia powstania, architektura i zasada
działania satelitarnych systemów nawigacyjnych. Budowa satelity Navstar i odbiornika GPS. Błędy w
określaniu pozycji i ich korekcja, systemy różnicowe, opis interfejsów komunikacyjnych.)
7) Integracja danych pomiarowych (zaawansowane metody filtracji i integracji systemów GPS
i bezwładnościowych. Rodzaje integracji.)
8) Systemy komórkowe (Idea i potrzeba stosowania systemów komórkowych. Podstawowe pojęcia i definicje.
Zwiększanie pojemności systemów komórkowych. Omówienie zjawisk typu „roaming” i „handover”.
Wady i zalety rozwiązań komórkowych.)
9) Architektura i działanie systemu GSM (Podstawowe komponenty systemu GSM, budowa i rodzaje
terminali komórkowych, zespoły stacji bazowych, część centralowa. Utrzymywanie informacji o położeniu
terminala, zestawianie połączeń. Bezpieczeństwo w systemie GSM, technologie transmisji danych w
telefonii komórkowej.)
10) Systemy łączności bezprzewodowej (Geostacjonarne i niegeostacjonarne satelitarne systemy
komunikacyjne. Systemy dyspozytorskie, trankingowe i przywoławcze. Telefonia bezprzewodowa,
łączność w paśmie obywatelskim. Systemy laserowe, podczerwone i ultradźwiękowe. Standardy Bluetooth
i IrDA.)
11) Złożone problemy przetwarzania mobilnego (Rekursywna dekompozycja przestrzeni przy zadanym
poziomie rezolucji. Rozpraszanie danych przestrzennych. Marszrutyzacja geograficzna. Predykcja
położenia użytkownika, pozycje niepewne.)
12) Bezprzewodowe sieci LAN (Korzyści ze stosowania bezprzewodowych sieci LAN, architektury,
rozwiązania zintegrowane. Standardy 802.11/ab/g/ oraz 802.16. Dostęp do medium w sieciach WLAN,
rodzaje sprzętu sieciowego i rodzaje anten zewnętrznych. Bezpieczeństwo i zastosowania sieci WLAN.)
13) Technologia WAP. Język WML (Tworzenie serwisów WAP. Podstawy języka WML. narzędzi przydatne
przy tworzeniu serwisów WAP)
14) Zastosowania systemów mobilnych w odniesieniu do koordynacji działań bezzałogowych obiektów
(modele matematyczne, symulatory, metody pomiarowe dla robotów typu OMNIDRIVE, robota H-Team,
robota FullyRagged. Modele komunikacji i ich weryfikacja. Autopilot orientacji przestrzennej)
15) Wojskowe i cywilne lotnicze zastosowania systemów mobilnych (Najnowocześniejsze zastosowania
systemów mobilnych. Systemy sieciocentryczne. Przyszłościowe programy wykorzystujące technologie
i przetwarzanie mobilne (np. DEEPWATER, LAND WARIOR). Bezpilotowe systemy latające (BSL),
morskie i lądowe systemy bezzałogowe).Zajęcia laboratoryjne
Zajęcie laboratoryjne
1) Zapoznanie się ze środowiskiem Microsoft Visual Studio 2008 wykorzystywanym w projektowaniu
aplikacji mobilnych
2) Zapoznanie się ze sposobem przechowywania danych na urządzeniach mobilnych
3) Stworzenie przykładowej aplikacji na urządzenie Pocket PC
4) Zapoznanie się z tworzeniem aplikacji mobilnej w J2ME
5) Stworzenie przykładowej aplikacji mobilnej w J2ME
6) Stworzenie biblioteki służącej do wczytywania danych z plików MIF, SHP i ich konwersji do postaci
relacyjnej
7) Stworzenie modułu do parsowania danych z odbiornika GPS w standardzie NMEA-0183
8) Stworzenie mobilnej aplikacji, wyświetlającej aktualną pozycję użytkownika, listę widocznych satelitów
oraz ich położenie
9) Stworzenie modułu pobierającego wektorowe dane przestrzenne z bazy danych i przygotowującego je do
wyświetlenia
10) Stworzenie aplikacji wizualizującej wektorowe dane przestrzenne
11) – 15 poświęcone programowaniu sterowań dla obiektów fizycznych.
20. Egzamin: nie
21. Literatura podstawowa:
1.
2.
3.
4.
5.
Narkiewicz J., GPS i inne satelitarne systemy nawigacyjne, ISBN: 978-83-206-1642-2,WKŁ 2007.
Bogusz J, Moduły GSM w systemach mikroprocesorowych,BTE 2002.
Imieliński T., Mobile Computing. KLUWER, 1996.
Januszewski J., System GPS i inne systemy satelitarne w nawigacji morskiej. WSM, 2004.
Clark M., Wireless Access Networks. Wiley, 2002.
22. Literatura uzupełniająca:
6.
7.
8.
Hołubowicz W., Płóciennik P., GSM cyfrowy system telefonii komórkowej. EFP, 1995.
Hołubowicz W., Płóciennik P., Systemy łączności bezprzewodowej. PDN, 1997.
R.C. Arkin : Behavior based robotics. The MIT Press, Cambridge, Massachusetts, London, England, 1998.
23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia
Lp.
Forma zajęć
1
Wykład
2
Ćwiczenia
3
Laboratorium
4
Projekt
0/0
5
Seminarium
0/0
6
Inne
0/0
Suma godzin
Liczba godzin
kontaktowych / pracy studenta
30/0
0/0
30/60
60/60
24. Suma wszystkich godzin: 120
25. Liczba punktów ECTS: 4
26. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego: 2
27. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, projekty): 3
26. Uwagi:
Zatwierdzono:
…………………………….
…………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/
Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub
dyrektora jednostki międzywydziałowej)