zur Startseite

Hauptseminar - Prinzipien Vernetzter Systeme (SS19)

Prinzipien Vernetzter Systeme -- Kommunikation im Internet der Dinge
Dozent Prof. Dr. rer. nat. Dr. h. c. Kurt Rothermel
Umfang2 SWS
Sprache Deutsch
Studiengänge Master
Zielgruppe Softwaretechnik, Informatik
Termine1. Termin: Mittwoch, 10.04.2019 09:45 38/0.363
Kurzbeschreibung

Die Bestrebungen, Alltagsgegenstände „smart“ zu machen und in das Internet einzubinden, erfahren aktuell unter dem Schlagwort „Internet der Dinge“ (engl.: Internet of Things, kurz: IoT) große Aufmerksamkeit. Unter dem Oberbegriff Internet der Dinge verbirgt sich eine große Bandbreite von Anwendungen, angefangen von einfachen, physikalischen Abbildungen von „Kaufen“-Buttons auf Webseiten (z.B. Amazon Dash) und Heimautomation, über verteilte Sensornetzwerke bis hin zu hoch komplexen, automatisierten Industrieanlagen (engl. „industrial internet of things“).
Allen diesen Anwendungsfällen ist die direkte Kopplung zwischen Informationsverarbeitung und physikalischer Welt gemein. Trotzdem unterscheiden sich die Anforderungen an die Kommunikation erheblich. So steht bei batteriebetriebenen Geräten, die oft nur Eingaben aus der physikalischen Welt aufnehmen, die Energieeffizienz im Vordergrund. Demgegenüber stehen Geräte, die physikalische Objekte aktiv manipulieren (Aktoren), was sich in Echtzeitanforderungen an die Kommunikation niederschlägt. Bezüglich Anwendungen mit einer sehr großen Anzahl von Kommunikationsteilnehmern (Smart-City) ist auch die Skalierbarkeit eine Herausforderung.

Die vielen Anforderungen und Einschränkungen an die Kommunikation im Internet der Dinge haben zu Anpassungen oder Neuentwicklungen quer durch alle Schichten eines Kommunikationsnetzes geführt. Den Schwerpunkt dieses Hauptseminars bildet daher die Diskussion und Präsentation von Konzepten und Protokollen für IoT sowie aktuellen Technologien und ihre Anwendungen. Folgende Themenbereich sollen behandelt werden:
    • Unterschiedliche IoT-Anwendungen, aus denen die speziellen Anforderungen an Kommunikationssysteme abgeleitet werden sollen.
    • Grundlegende Konzepte, Protokolle und Algorithmen für die Kommunikation in IoT-Systemen. Hierbei sollen z.B. verschiedene Arten von M2M-Kommunikationsprotokollen (z.B. MQTT, AMPQ, CoAP, XMPP), Konzepte und Algorithmen für Echtzeitkommunikation (z.B. zeitgesteuerte Kommunikation und entsprechende Scheduling- und Routingalgorithmen) oder Algorithmen für drahtlose Netzwerke (z.B. hierarchisches Routing für 6LoWPAN), betrachtet werden.
    • Aktuelle Kommunikationstechnologien für IoT. Hierunter fallen beispielsweise IEEE 802.1 Time-Sensitive Networking (TSN) Erweiterungen für Ethernet-Netzwerke oder IEEE 802.15.4 und darauf aufbauende Funkstandards (z.B. ZigBee) für drahtlose Kommunikation mit niedrigen Datenraten.

Voraussetzungen

Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Verteilten Systemen und Kommunikationsnetzen bzw. Rechnernetzen sind hilfreich (die Vorlesung Verteilte Systeme ist aber nicht zwingend erforderlich).