LU-BST-b12:LC

Lekciju materiāli

Visu lekciju slaidi pieejami PDF formātā. Slaidi parādīsies pēc katras lekcijas.

1. Lekcija

Lekcijas slaidi

Šī bija ievadlekcija par bezvadu sensoru tīkliem - kas tie tādi, ko ar tādiem var izdarīt, kādas ir tipiskās BST problēmas. Tika īsi pastāstīts par vairākiem BST pielietojumiem.

Lekcijas otrajā pusē studenti tika iepazīstināti ar kursa formālajām prasībām.

2. Lekcija

Šajā lekcijā runājām par TinyOS: par komponentiem un interfeisiem, uzdevumiem, notikumiem, komandām. Par radio un seriālā porta komunikāciju. Apskatījām Blink un RadioCountToLeds piemērus. Pa ceļam pieminējām arī tehniskas lietas: "indiāņus" -- "big endian" un "little endian" --, kā arī bitu operācijas.

Lekcijas slaidi

3. Lekcija

Lekcija sastāv no divām daļām:

• Radio sakaru sistēmas - par datu pārraidi pa bezvadu kanāliem, populārākajām modulācijām, spread spectrum metodēm, tai skaitā, frekvenču lēkāšanu un DSSS. Apskatījām, kādi frekvenču diapazoni pieejami bezmaksas lietošanai. Apskatījām Nīkvista un Šenona formulas datu pārraides ātruma maksimālo limitu noteikšanai.
• Sensoru mezglu resursi un daži tipiski pārstāvji. Apskatījām, no kādiem komponentiem sastāv tipiska mote, kādi ir tipiskie parametri katram komponentam: CPU, atmiņai, radio utt. Apskatījām sensoru savienošanas iespējas ar mikrokontrolieri: UART, SPI, I2C. Noskaidrojām sensoru mezgla aplikācijas sastāvdaļas, uzlādes procesu uz iekārtas un aplikācijas dzīves ciklu. Lekcijas noslēgumā apskatījām divus tipiskus sensoru mezglus: TMote Sky un EcoMote.

Lekcijas slaidi par bezvadu sakaru sistēmām.

Lekcijas slaidi par sensoru mezglu resursiem.

4. Lekcija

Tika runāts par komunikācijas fizisko līmeni un problēmām radio sakaros, ar ko jārēķinās reālos apstākļos. Lekcijā izmantoti slaidi, kuru autori ir Atis Elsts un Leo Seļāvo.

Lekcijas slaidi par komunikācijas fizisko līmeni.

Lekcijas slaidi par bezvadu pārraides realitāti (2008. gada slaidi).

5. Lekcija

Lekcijas ievadā runājām par jaunumiem (VieSenTIS 5. semināru, Zinoo Z-1 kosmisko zondi).

Atkārtojām materiālu par antenām, datu pārraidi un tās šķēršļiem (uzskates materiāls: 4. lekcijas slaidi).

Lekcijā runājām par galvenajiem MAC līmeņa uzdevumiem, TDMA un CSMA protokolu klasēm.

• Lekcijas slaidi.

Praktiskajā daļā notika PD1 (Morzes kods) atrādīšana.

6. Lekcija

Apskatījām maršrutizācijas protokolus, to klasiskās īpašības, bezvadu sensoru tīklu protokolu specifiskās prasības. Apskatījām maršrutizācijas protokolu piemērus: DSDV, AODV, DSR, GPSR. Lekcija beigās runājām par:

• data mules un delay-tolerant networking
• Motes internetā, IPv6 un tīmekļa servisi: "Efficient Application Integration in IP-Based Sensor Networks" -- (diskutējām arī par HTTP servera realizāciju motēs - skat. rakstu)

Lekcijas slaidi.

Slaidi par Data Mules (autors: Reinholds Zviedris).

Praktiskajā daļā veicām SEAL un TinyScript valodu salīdzinošos testus, kurus vadīja Atis Elsts.

7. Lekcija

Apskatījām pulksteņu sinhronizācijas problēmas, pielietojumus, BST specifiskas prasības, tipiskus protokolu piemērus: RBS, TPSN, FTSP.

Lekcijas slaidi.

8. Lekcija

Apskatījām sensoru mezglu lokalizācijas pielietojumus un problēmas. Izrunājām, kas ir svērtā un nesvērtā (range-based un range-free) pieejas, nedaudz par GPS tehnoloģijām. Apskatījām dažus konkrētus protokolus, kas reprezentē dažas pamata pieejas lokalizācijā.

Lekciju vadīja Krišjānis Nesenbergs.

Lekcija notika bez slaidiem, bet tās saturs atbilst 2011. gada lokalizācijas lekcijas slaidiem.

• uzmanību: esejas tēmu skatīt wiki, nevis pagājušā gada slaidos!

9. Lekcija

Lekcijas sākumā apskatījām MansOS (filozofija, realizācija, vieta citu BST OS kontekstā).

Turpinājumā sekoja ievads par sensoru tīklu programmēšanas abstrakcijām: scripting valodām atsevišķu mezglu un BST reģionu programmēšanai, vaicājumu bāzētām pieejām un makro programmēšanu. Sīkāk tika apskatīta SEAL valoda kā programmēšanas abstrakcijas piemērs.

Lekciju vadīja Atis Elsts.

Lekcijas slaidi.

10. Lekcija

Pārrunājām kādas dažādas drošības un privātuma problēmas ir sastopamas sensoru tīklos, un kā no tām izvairīties. Apskatījām kāda ir atšķirība starp drošību un privātumu.

Lekcijas slaidi.

11. Lekcija

Runājām par reģistru un steka mašīnu (datoru) uzbūvi, programmas izpildi. Par virtuālajām mašīnām (VM) un kāpēc tādas izmantot bezvadu sensoru tīklos (BST). Apskatījām divus BST VM piemērus: Mate un SwissQM.

Lekcijas slaidi.

Izmantotās publikācijas:

• Mate: P. Levis and D. Culler, “Mate: A tiny virtual machine for sensor networks,” ACM SIGARCH Computer Architecture News, vol. 30, no. 5, pp. 85–95, 2002.
• SwissQM: R. Muller, G. Alonso, and D. Kossmann, “A virtual machine for sensor networks,” in Proceedings of the 2nd ACM SIGOPS/EuroSys European Conference on Computer Systems 2007, pp. 145–158, ACM, 2007.

12. Lekcija

Runājām par semantiku un sensoru tīkliem. Pārrunājām kādēļ nepietiek tikai ar "plikiem" sensoru rādījumiem un diskutējām par to kādu vēl informāciju (metadatus) vajag pievienot šiem rādījumiem, lai tie būtu saprotami un izmantojam gan citiem, gan mums pašiem pēc kāda laika. Apskatījām gadījumus, kad cilvēki un sociālais tīmklis pilda sensoru tīklu funkcijas.

Lekcijas slaidi.

Izmantotie materiāli:

• "Semantics and Sensors" prezentācija (autors: Joshua Shinavier)
• Semantic Sensor Networks incubator group -- report
• Sensor Discovery on Linked Data
• #Earthquake: Twitter as a Distributed Sensor System (cilvēki un sociālie tīkli kā sensori)