Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Inteligentne sieci pomiarowe i przesyłowe
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIME-2-312-SI-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Systemy inteligentne
Kierunek:
Inżynieria Mechatroniczna
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Filipek Roman (roman.filipek@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł obejmuje zagadnienia związane z zasadą działania, charakterystyką i doborem podsystemów w projektowaniu inteligentnych sieci pomiarowych i przesyłowych.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student posiada wiedzę z zakresu sieci pomiarowych i transmisyjnych. IME2A_W01, IME2A_W02 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi zaprojektować i przetestować system pomiarowy odpowiedni dla zadanego problemu. IME2A_U03, IME2A_U06, IME2A_U14, IME2A_U07, IME2A_U01, IME2A_U12, IME2A_U04 Wykonanie projektu,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Student potrafi przeprowadzić analizę wybranych sygnałów pomiarowych i na jej podstawie wyciągnąć odpowiednie wnioski. IME2A_U03, IME2A_U06, IME2A_U14, IME2A_U07, IME2A_U01, IME2A_U04 Udział w dyskusji,
Wykonanie projektu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Student potrafi posługiwać się programem wykorzystywanym w trakcie zajęć do realizacji postawionych mu zadań. IME2A_U03, IME2A_U06, IME2A_U14, IME2A_U01, IME2A_U04 Udział w dyskusji,
Wykonanie projektu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student potrafi wykorzystać nabytą wiedzę i umiejętności w rozwojowych dziedzinach techniki. IME2A_K01 Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
20 10 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student posiada wiedzę z zakresu sieci pomiarowych i transmisyjnych. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi zaprojektować i przetestować system pomiarowy odpowiedni dla zadanego problemu. + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi przeprowadzić analizę wybranych sygnałów pomiarowych i na jej podstawie wyciągnąć odpowiednie wnioski. + - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi posługiwać się programem wykorzystywanym w trakcie zajęć do realizacji postawionych mu zadań. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi wykorzystać nabytą wiedzę i umiejętności w rozwojowych dziedzinach techniki. + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 50 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 20 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (10h):
  1. Zarys problematyki inteligentnych sieci

    Wprowadzenie do tematyki inteligentnych sieci i omównienie najistotniejszych terminów. Przedstawienie obszarów wykorzystania inteligentnych sieci pomiarowych i przesyłowych oraz korzyści wynikające z ich stosowania.

  2. Przetworniki wielkości nieelektrycznych na elektryczne

    Definicja pojęć wielkość fizyczna, wartość wielkości, pomiar, narzędzie pomiarowe, przetwornik pomiarowy, sygnał pomiarowy i innych. Klasyfikacja wielkości elektrycznych i nieelektrycznych. Przetworniki rezystancyjne, indukcyjnościowe, pojemnościowe, piezoelektryczne, światłowodowe z siatką Bragga i inne. Zasada działania, wady i zalety oraz zastosowanie omówionych przetworników.

  3. Systemy interfejsów

    Definicja systemu interfejsu. Funkcje interfejsowe. Przykłady systemów interfejsów: UART, RS-232, RS-485, CAN, SPI, I2C, 1-Wire, USB, IEEE-488 i inne – charakterystyka, wady i zalety, porównania. Sieci transmisji bezprzewodowej: WiFi, Bluetooth, ZigBee, GSM, LoRa, ich charakterystyka i zastosowanie.

  4. Bezpieczeństwo danych w sieciach pomiarowych i przesyłowych

    Zagrożenia danych pomiarowych. Kryptograficzne algorytmy szyfrujące z kluczem symetrycznym (DES, AES, IDEA, Serpent, Twofish, Blowfish) oraz asymetrycznym (RSA) – zasada działa wybranych algorytmów, porównanie pod względem szybkości działania i bezpieczeństwa.Jednokierunkowe funkcje skrótu. Protokoły SSL i IPsec. Rodzaje ataków kryptograficznych: atak siłowy, urodzinowy, meet in the middle, statystyczny, kryptoanaliza liniowa i różnicowa, faktoryzacja liczb.

  5. Wybrane inteligentne przetworniki pomiarowe

    Przetworniki funkcyjne, kompensacyjne, ekspertowe, uczące się , nadmiarowe. Projektowanie przetworników inteligentnych.

Ćwiczenia laboratoryjne (10h):
  1. Wprowadzenie do środowiska LabVIEW
  2. Generowanie, przetwarzanie i analiza sygnałów
  3. System transmisji danych PLC (power line communication) z modulacją BFSK
  4. Zestawienie wirtualnego przyrządu pomiarowego w inteligentnej sieci
  5. Wykorzystanie narzędzi LabVIEW do szybkiego budowania systemu pomiarowego w sieci
Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci realizują w środowisku LabVIEW przykłady podane przez prowadzącego. Samodzielnie rozwiązują problemy praktyczne dobierając odpowiednie narzędzia.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia laboratoryjne:
1. Ocena z pracy zaliczeniowej wykonanej w formie krótkiego projektu, na podstawie wiedzy przyswojonej podczas ćwiczeń laboratoryjnych i wykładów.
2. Ocena ze sprawdzianu zaliczeniowego obejmującego teorię.
3. Aktywny udział w zajęciach.

Ocena z ćwiczeń laboratoryjnych jest obliczana w następujący sposób:
CL = 0,7P + 0,3S
Gdzie:
CL – ocena z ćwiczeń laboratoryjnych,
P – ocena z pracy zaliczeniowej wykonanej w formie projektu,
S – ocena ze sprawdzianu zaliczeniowego obejmującego teorię (treść wykładów).
Przy czym wszystkie oceny muszą być pozytywne.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa odpowiada ocenie z ćwiczeń laboratoryjnych.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Warunki wyrównywania zaległości wskutek nieobecności, w przypadku braku możliwości odrobienia zajęć w innej grupie, są ustalane indywidualnie z prowadzącym.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Student powinien posiadać umiejętności posługiwania się komputerem oraz znać podstawy z zakresu programowania. Niezbędna jest również podstawowa wiedza z metrologii oraz cyfrowego przetwarzania sygnałów.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Nawrocki W., Komputerowe systemy pomiarowe, Wyd. Komunikacji i Łączności, Warszawa 2002
2. Kazimierczak W., Miernictwo teletechniczne, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 1971
3. Kwaśniewski Janusz., Wprowadzenie do inteligentnych przetworników pomiarowych, Wyd. Naukowo-Techniczne. Warszawa 1993.
4. Ferguson N., Schneier B., Kryptografia w praktyce, Wyd. Helion. Gliwice 2004.
5. Świsulski D., Przykłady cyfrowego przetwarzania sygnałów w LabVIEW. Wyd. Politechniki Gdańskiej. Gdańsk 2012.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1.Gołaś A., Czajka I., Szopa K., Zabezpieczanie danych pomiarowych w systemach monitoringu środowiska, Otwarte Seminarium z Akustyki, materiały konferencyjne – Gliwice, pp. 65-69, 2010.

2. Gołaś A., Iwaniec M., Szopa K., Data integrity in power line communication: LabView implementation of NH polynomial (PH), Modern achievements of science and education : monograph,eds. Bogoroš A. T., pp. 113-116, 2011.

3. Gołaś A., Iwaniec M., Szopa K., Hashed data transfer in SHM distributed systems with the use of Power Line Communication technology, Key Engineering Materials, vol. 518, s. 154–159, 2011. http://www.scientific.net/KEM.518.154

4. Gołaś A., Ciesielka W., Czajka I., Czechowski M., Filipek R., Suder-Dębska K., Szopa K., Śliwiński M., Wołoszyn J., Żywiec W., Mechanical engineering in Smart Grid technology, Monografie Katedry Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska, AGH 2015.

5. Ciesielka W., Szopa K., Gołaś A., The analysis of load of overhead power line due to weather condition and design of smart system of its recognition, Polish Journal of Environmental Studies, vol. 25 no. 5A, pp. 27-36, 2106.

6. Ciesielka W., Czajka I., Filipek R., Gołaś A., Hamiga W., Romik D., Suder-Dębska K., Szopa K., Wołoszyn J., Smart Grid in energetic facilities: modelling, monitoring and diagnostics Monografie Katedry Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska, AGH 2017.

Informacje dodatkowe:
1. Możliwość ubiegania się o zaliczenie – obecność na minimum 50% godzin laboratoryjnych. 2. Każda nieobecność -0,5 do oceny z ćwiczeń laboratoryjnych.