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
    

Moduły

Wykład

1. Wprowadzenie – znaczenie systemów mobilnych WIKI PDF PDFbw
2. Podstawowe pojęcia i definicje WIKI PDF PDFbw
3. Pozycjonowanie i nawigacja użytkowników mobilnych WIKI PDF PDFbw
4. Systemy nawigacji satelitarnej GPS, GLONASS, GALILEO WIKI PDF PDFbw
5. Systemy komórkowe WIKI PDF PDFbw
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 WIKI PDF PDFbw
11. Bezprzewodowe sieci LAN WIKI PDF PDFbw
12. Technologia WAP. Język WML WIKI PDF PDFbw
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.