DocentSzachista / IOT-KOLOS

Geek Repo:Geek Repo

Github PK Tool:Github PK Tool

IOT-KOLOS

Wykład 1

Prawa robotyki

Assimov

  1. Robot nie może skrzywdzić człowieka, ani przez zaniechanie działania dopuścić, aby człowiek doznał krzywdy.
  2. Robot musi być posłuszny rozkazom człowieka, chyba że stoją one w sprzeczności z Pierwszym Prawem.
  3. Robot musi chronić samego siebie, o ile tylko nie stoi to w sprzeczności z Pierwszym lub Drugim Prawem.
  4. Robot nie może skrzywdzić ludzkości, lub poprzez zaniechanie działania doprowadzić do uszczerbku dla ludzkości.

Inne

Robot musi być w stanie wytłumaczyć proces decyzyjny kierujący jego działaniem

Wykład 2

Różnice pomiędzy systemem autonomicznym a automatycznym

automatyczny autonomiczny
deterministyczny Niedeterministyczny
przewidywalny ograniczona przewidywalność
mała adaptacyjność duża percepcja
ograniczona percepcja duża adaptacyjność
specyficzne warunki pracy zbieranie doświadczenia

Poziomy automnomiczności

  1. brak jakiejkolwiek automatyzacji
  2. pomoc kierowcy - tempomat, wspomaganie kierownicy
  3. częściowa automatyzacja jazdy - możliwość kierowania sterowania i prędkością przez samochód
  4. warunkowa automatyzacja jazdy - auto może samo podejmować decyzje lecz w sytuacjach awaryjnych kierowca ma przejąć ster
  5. wysoki poziom autonomii jazdy - auto może interweniować w sytuacjach awaryjnych.człowiek jest tylko dodatkiem ale może przejmowąc ster
  6. Całkowity poziom autonomii

Wykład 3

Czujniki

  • Czujniki wizyjne (kamery): Są to kamery wizyjne, które rejestrują obraz z otoczenia pojazdu. Wykorzystując technologie takie jak rozpoznawanie obrazu i głębi, pomagają w rozpoznawaniu znaków drogowych, pojazdów, pieszych i innych obiektów na trasie.

  • Czujniki radarowe: Radar jest wykorzystywany do wykrywania obiektów na drodze poprzez emisję fal elektromagnetycznych i analizę ich odbicia. Pozwala to na określenie odległości, prędkości i kierunku ruchu innych pojazdów czy przeszkód.

  • Czujniki ultradźwiękowe: Czujniki te wykorzystują fale ultradźwiękowe do pomiaru odległości między pojazdem a innymi obiektami. Stosowane są najczęściej do pomiaru odległości przy parkowaniu lub manewrowaniu pojazdem w ciasnych przestrzeniach.

  • Czujniki laserowe (LiDAR): LiDAR (Light Detection and Ranging) generuje trójwymiarową mapę otoczenia pojazdu poprzez emisję laserowego promienia i analizę jego odbicia od otaczających obiektów. Zapewnia dokładne dane dotyczące odległości i kształtu obiektów. czujniki

Przekazywanie danych statystyki

Statystyki

Role czujników

Role

Jakie są wyzwania w przetwarzaniu danych

  • ogromna ilość danych
  • komunikacja
  • przetwarzanie
  • przechowywanie
  • bezpieczeństwo
  • zarządzanie infrastrukturą
  • koszt energetyczny

Wykład 4, 5, 6

LoRa

to technologia komunikacyjna używana w sieciach IoT (Internetu rzeczy), umożliwiająca przesyłanie danych na duże odległości przy minimalnym zużyciu energii. Infrastruktura LoRa składa się z bramek (gateway) umieszczonych na różnych lokalizacjach, które odbierają dane z urządzeń LoRa i przekazują je do chmury lub serwera aplikacyjnego, gdzie dane są przetwarzane i analizowane.

Struktura LORA

  • Urządzenia końcowe (end device) -Czujniki lub siłowniki wysyłają bezprzewodowe komunikaty z modulacją LoRa do bramek lub odbierają bezprzewodowo komunikaty z powrotem z bramek.

  • Bramy (Gateway) - Specjalistyczne urządzenia, które odbierają wiadomości od urządzeń końcowych i przekazują je do serwera sieciowego, a także przekazują wiadomości z serwera sieciowego do urządzeń końcowych.

  • Serwer sieciowy - Oprogramowanie działające na serwerze, które zarządza całą siecią. Nazywany również LoRaWAN Network Server/LNS lub po prostu oprogramowaniem sieciowym.

  • Serwery aplikacji - Oprogramowanie działające na serwerze, które jest odpowiedzialne za bezpieczne przetwarzanie danych aplikacji

Cechy

  • Modulacja: LoRa korzysta z modulacji Chirp Spread Spectrum (CSS). Dane są kodowane w postaci długich chirpów radiowych, które są odporniejsze na zakłócenia i mają większy zasięg w porównaniu z innymi technologiami komunikacyjnymi.

  • Zasięg: Jedną z głównych zalet LoRa jest jego zdolność do przesyłania danych na duże odległości. Może sięgać kilkunastu kilometrów w warunkach miejskich i nawet kilkudziesięciu kilometrów w warunkach bardziej otwartych.

  • Niska moc i oszczędność energii: Urządzenia LoRa zużywają niewielką ilość energii, co jest kluczowe dla urządzeń IoT, które często działają na bateriach. Dzięki temu możliwe jest długotrwałe działanie bez konieczności częstej wymiany baterii.

  • Szeroki zakres zastosowań: LoRa jest wykorzystywane w różnych obszarach, takich jak monitorowanie środowiska, inteligentne rolnictwo, zarządzanie smart city, systemy alarmowe, monitorowanie zdrowia, logistyka i wiele innych.

Bluetooth low energy

Blueetoth który przesyła dane z niskim kosztem energii. Ma krótszy zasięg niż tradycyjny bluetooth.

Cechy niskich kosztów

  • przesyłanie mniejszych pakietów danych niż w przypadku zwykłego bluetootha
  • mały czas aktywności radiowej, są aktywowane tylko w momencie odbierania lub wysyłania danych
  • ogłasza się bezpołączeniowo aby inne urządzenia wiedziały że istnieje, dzięki czemu nie musi być cały czas aktywny.
  • wykorzystywane technologii kompresji w celu optymalizacji transmisji
  • struktura urządzeń korzystających z tego protokołu

Bluetooth mesh

jest to rozszerzenie BLE które umożliwia komunikację w sieciach typu mesh, kdzie każde urządzenie może bezpośrednio komunikować się z innymi urządzeniami w sieci zamiast polegać tylko na centralnym punkcie zarządzającym.

Cechy BLE MESH

  • skalowalność (łatwo można dodać nowe urządzenia)
  • mesh (bezpośrednia komunikacja, większa niezawodnosć)
  • niskie zużycie energii (powody jak w BLE)

Cechy technologii radiowych IOT

  • Zasięg: Technologie radiowe IoT różnią się pod względem zasięgu transmisji danych. Niektóre z nich, jak na przykład LoRa, Sigfox czy NB-IoT, oferują większy zasięg w porównaniu do tradycyjnych sieci bezprzewodowych, co pozwala na komunikację na większe odległości, nawet kilkudziesięciu kilometrów w warunkach otwartych.

  • Przepustowość: Przepustowość odnosi się do ilości danych, które można przesłać w danym czasie. Technologie radiowe IoT mogą różnić się pod względem przepustowości, gdzie niektóre umożliwiają szybką transmisję danych (np. NB-IoT), podczas gdy inne oferują mniejszą przepustowość, ale na rzecz większego zasięgu (np. LoRa).

  • Koszt energetyczny: Efektywność energetyczna jest istotnym czynnikiem w przypadku urządzeń IoT, często zasilanych bateriami. Niektóre technologie radiowe IoT, jak LoRa, charakteryzują się niskim zużyciem energii, umożliwiając długotrwałą pracę urządzeń bez konieczności częstej wymiany baterii.

  • Rozmiar ramki danych: Technologie radiowe IoT różnią się pod względem maksymalnego rozmiaru ramki danych, który może zostać przesłany w jednym pakiecie. Niektóre standardy mają ograniczenia dotyczące rozmiaru pakietów danych, co wpływa na sposób przesyłania informacji między urządzeniami.

  • Asymetria komunikacji: W niektórych technologiach radiowych IoT komunikacja między urządzeniami a siecią może być asymetryczna, co oznacza, że przepływ danych w jednym kierunku może być inny niż w drugim. Na przykład, w standardzie LoRaWAN, nadawane dane z urządzenia do bramki mogą być przesyłane na dłuższy dystans niż dane z bramki do urządzenia.

  • Opóźnienie: Czas, jaki jest potrzebny na przesłanie danych od nadawcy do odbiorcy, może być różny w zależności od technologii radiowej IoT. W niektórych przypadkach, jak na przykład w standardzie NB-IoT, opóźnienia mogą być krótkie, podczas gdy inne technologie mogą charakteryzować się dłuższym opóźnieniem ze względu na potrzebę optymalizacji energii czy zasięgu.

  • Pojemność sieci: Pojemność sieci odnosi się do ilości urządzeń, które mogą być obsługiwane przez sieć w danym obszarze jednocześnie. Niektóre technologie radiowe IoT mogą obsługiwać większą liczbę urządzeń w jednym obszarze niż inne, co jest istotne w przypadku rozbudowanych sieci IoT.

  • Niezawodność transmisji: Niezawodność transmisji oznacza zdolność systemu do przekazywania danych bez błędów i zapewniania stabilnej komunikacji między urządzeniami a siecią. Niektóre technologie radiowe mogą zapewniać większą niezawodność transmisji poprzez różne mechanizmy korekcji błędów lub redundancji danych.

Potencjalne pytania na kolosa

Komentarz: Rzucił dość ciekawym komentarzem na temat pytań jakie mogą się pojawić na kolosie

  • ile dziennie danych jest przesyłanych z pojazdu autonomicznego

    4000 GB dziennie

  • Jak bluetooth unika kolizji

    • losowy czas dodawany do ADV. INTERVAL,
    • procedura „back-off” przy Scan Request,
    • frequency hopping w trakcie połączenia
  • Skąd się wziął znaczek bluetooth nordic h i nordic b

  • Czy wykorzystanie jednego rodzaju czujników jest wystarczające do utworzenia samochodu autonomicznego?

    Zaleca się aby korzystać z wielu różnych czujników podczas tworzenia auta autonomicznego. Każdy z czujników ma swoje wady, które mogą zostać uzupełnione przez inny zestaw czujników. Nie każda firma się do tego stosuje, chociażby Tesla, w której główną rolę przy autonomiczności pojazdu odgrywają kamery wizyjne.

  • Jak można unikać kolizję w protokołach?

    • random access
    • cykliczny okres wysyłania sygnału
    • Dodawanie dodatkowego przekaźnika do którego się urządzenia bezpośrednio komunikują
    • Wyznaczanie momentu nadawania
    • wykorzystywanie z góry określonych kanałów do rozgłaszania się i do przesyłania danych

About