Systemy mobilne

Forma zajęć

Wykład (30 godzin) + laboratorium (30 godzin)

Opis:

Celem wykładu jest zapoznanie studentów z problemami przetwarzania mobilnego, jednego z najmłodszych i najbardziej dynamicznie rozwijających się obszarów informatyki. Idea umożliwienia użytkownikowi ruchomemu pełnego dostępu do danych niezależnie od miejsca i czasu staje się coraz bardziej możliwa do zrealizowania. Olbrzymi postęp technologiczny spowodował dostępność zaawansowanych i niedrogich urządzeń przenośnych i nawigacyjnych oraz systemów łączności bezprzewodowej. Powstaje duża liczba aplikacji oraz złożonych systemów informatycznych mających zapewnić użytkownikowi w terenie dostęp do informacji porównywalny ze stałym miejscem pracy. W ramach wykładu omówione zostaną najnowsze technologie mobilne i bezprzewodowe. Ukazana zostanie potrzeba stosowania systemów ruchomych, złożoność problemów w nich występujących jak i sposoby rozwiązania tychże problemów w oparciu o zaadoptowane metody stosowane w innych gałęziach informatyki.

Sylabus

Autor

• Mikołaj Sobczak

Wymagania wstępne

• Podstawowe wiadomości z zakresu relacyjnych i przestrzennych baz danych,
• Programowanie obiektowe
• Znajomość podstaw teorii grafów i reprezentacji grafowych,
• Podstawy programowania rozproszonego,
• Podstawowa wiedza z elektroniki i układów cyfrowych

Zawartość

Wykłady

• 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.
• Pojęcia i definicje.
  • Podstawowe architektury, klasyfikacje terminali. Rozróżnienie między systemami mobilnymi i bezprzewodowymi. *Wykazanie cech i elementów złożonego, sieciocentrycznego systemu mobilnego.
• Pozycjonowanie i nawigacja użytkowników mobilnych
  • Podstawowe pojęcia nawigacyjne, określenie jednostek miar. Sposoby wyznaczania pozycji zliczonej i obserwowanej, urządzenia i systemy pozycjonujące. Nawigacja w budynkach i zintegrowane systemy nawigacyjne. Lokalny charakter informacji pozycyjnej oraz strategie jej uaktualniania.
• 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.
• 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.
• 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.
• Systemy łączności bezprzewodowej
  • Geostacjonarne i niegeostacjonarne satelitarne systemy komunikacyjne. Systemy dyspozytorskie, trankingowe i przywoławcze. Telefonia bezprzewodowa, łączność w pąsmie obywatelskim. Systemy laserowe, podczerwone i ultradźwiękowe. Standardy Bluetooth i IrDA.
• Reprezentacje danych przestrzennych i SIP
  • Reprezentacje danych przestrzennych, dane atrybutowe. Helikalny typ danych przestrzennych. Charakterystyka systemów GIS i SIP i ich funkcjonalność. Podstawowe analizy czasowo-przestrzenne. Zastosowania systemów GIS.
• Złożone problemy przetwarzania mobilnego
  • Rekursywna dekompozycja przestrzeni przy zadanym poziomie rezolucji. Rozpraszanie danych przestrzennych. Marszrutyzacja geograficzna. Predykcja położenia użytkownika, pozycje niepewne.
• Mobilne systemy baz danych
  • Cechy charakterystyczne mobilnych systemów bazodanowych, transakcje mobilne. Zapytania i serwisy zależne od pozycji. Złożone zjawiska, jak replikacja i migracja danych. Problem zachowania spójności przy długich okresach wyłączeń. Tryby działania „na żądanie” i „rozgłoszeniowy”. Pojęcie „DATA ON AIR”
• 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.
• Technologia WAP. Język WML
  • Tworzenie serwisów WAP. Podstawy języka WML. narzędzi przydatne przy tworzeniu serwisów WAP
• Wojskowe, lotnicze i morskie 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.

Laboratorium

1. Zapoznanie się ze środowiskiem Microsoft Visual Studio 2005 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. Zapoznanie się z podstawowymi sposobami przechowywania danych geograficznych (GIS)
   
7. Stworzenie biblioteki służącej do wczytywania danych z plików MIF, SHP i ich konwersji do postaci relacyjnej
   
8. Stworzenie modułu do parsowania danych z odbiornika GPS w standardzie NMEA-0183
   
9. Stworzenie mobilnej aplikacji, wyświetlającej aktualną pozycję użytkownika, listę widocznych satelitów oraz ich pozycję
   
10. Stworzenie modułu pobierającego wektorowe dane przestrzenne z bazy danych i przygotowującego je do wyświetlenia
    
11. Stworzenie aplikacji wizualizującej wektorowe dane przestrzenne
    
12. Podstawy tworzenia stron WAP
    
13. Zaprojektowanie i implementacja przykładowego serwisu WAP
    

Materiały

Wykład

1. Wprowadzenie – znaczenie systemów mobilnych WIKI PDF PDFbw
2. Podstawowe pojęcia i definicje SM-02-WYK-WIKI
3. Pozycjonowanie i nawigacja użytkowników mobilnych WIKI PDF PDFbw
4. Systemy nawigacji satelitarnej GPS, GLONASS, GALILEO WIKI PDF PDFbw
5. Systemy komórkowe SM-05-WYK-WIKI
6. Architektura i działanie systemu GSM WIKI PDF PDFbw
7. Systemy łączności bezprzewodowej WIKI PDF PDFbw
8. Reprezentacje danych przestrzennych i SIP WIKI PDF PDFbw
9. Złożone problemy przetwarzania mobilnego WIKI PDF PDFbw
10. Mobilne systemy baz danych SM-10-WYK-WIKI
11. Bezprzewodowe sieci LAN WIKI PDF PDFbw
12. Technologia WAP. Język WML SM-12-WYK-WIKI
13. Wojskowe, lotnicze i morskie zastosowania systemów mobilnych WIKI PDF PDFbw

Laboratorium

1. Zapoznanie się ze środowiskiem Microsoft Visual Studio 2005 wykorzystywanym w projektowaniu aplikacji mobilnych
   SM-01-LAB-WIKI, SM-01-LAB-PDF, SM-01-LAB-PDF-BW
2. Zapoznanie się ze sposobem przechowywania danych na urządzeniach mobilnych
   SM-02-LAB-WIKI, SM-02-LAB-PDF, SM-02-LAB-PDF-BW
3. Stworzenie przykładowej aplikacji na urządzenie Pocket PC
   SM-03-LAB-WIKI, SM-03-LAB-PDF SM-03-LAB-PDF-BW
4. Zapoznanie się z tworzeniem aplikacji mobilnej w J2ME
   SM-04-LAB-WIKI, SM-04-LAB-PDF, SM-04-LAB-PDF-BW
5. Stworzenie przykładowej aplikacji mobilnej w J2ME
   SM-05-LAB-WIKI, SM-05-LAB-PDF, SM-05-LAB-PDF-BW
6. Zapoznanie się z podstawowymi sposobami przechowywania danych geograficznych (GIS)
   SM-06-LAB-WIKI, SM-06-LAB-PDF, SM-06-LAB-PDF-BW
7. Stworzenie biblioteki służącej do wczytywania danych z plików MIF, SHP i ich konwersji do postaci relacyjnej
   SM-07-LAB-WIKI, SM-07-LAB-PDF, SM-07-LAB-PDF-BW
8. Stworzenie modułu do parsowania danych z odbiornika GPS w standardzie NMEA-0183
   SM-08-LAB-WIKI, SM-08-LAB-PDF, SM-08-LAB-PDF-BW
9. Stworzenie mobilnej aplikacji, wyświetlającej aktualną pozycję użytkownika, listę widocznych satelitów oraz ich pozycję
   SM-09-LAB-WIKI, SM-09-LAB-PDF, SM-09-LAB-PDF-BW
10. Stworzenie modułu pobierającego wektorowe dane przestrzenne z bazy danych i przygotowującego je do wyświetlenia
    SM-10-LAB-WIKI, SM-10-LAB-PDF, SM-10-LAB-PDF-BW
11. Stworzenie aplikacji wizualizującej wektorowe dane przestrzenne
    SM-11-LAB-WIKI, SM-11-LAB-PDF, SM-11-LAB-PDF-BW
12. Podstawy tworzenia stron WAP
    SM-12-LAB-WIKI, SM-12-LAB-PDF, SM-12-LAB-PDF-BW
13. Zaprojektowanie i implementacja przykładowego serwisu WAP
    SM-13-LAB-WIKI, SM-13-LAB-PDF, SM-13-LAB-PDF-BW

Literatura

• T. Imieliński. Mobile Computing. KLUWER, 1996.
• J. Januszewski. System GPS i inne systemy satelitarne w nawigacji morskiej. WSM, 2004.
• S. Shekhar, S. Chwala, Spatial database A TOUR. Prentice Hall, 1983.
• M. Clark. Wireless Access Networks. Wiley, 2002.
• W.Hołubowicz, P. Płóciennik. GSM cyfrowy system telefonii komórkowej. EFP, 1995.
• W.Hołubowicz, P. Płóciennik. Systemy łączności bezprzewodowej. PDN, 1997.