Modulhandbuch

Embedded und industrielle Netzwerke

Empf. Vorkenntnisse

Grundkenntnisse über Kommunikationsprotokolle

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

Die Studenten erlangen einen vertieften Einblick in den internen Aufbau von Kommunikationsprotokollen. Auf diese Weise lernen sie auch die wichtigsten Entwurfsparadigmen kennen und sind auf diese Weise in der Lage, nicht nur das für die Anwendung optimale Kommunikationsprotokoll auszuwählen und einzusetzen, sondern auch, entsprechende Anpassungen und Erweiterungen selbst zu entwerfen.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

5 CP. Die Modulnote entspricht der Note der Klausur K60. Das Labor ist unbenotet, muss aber bestanden werden.

ECTS 5.0
Voraussetzungen für Vergabe von LP

Klausur K60 und erfolgreiche Laborteilnahme

Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Axel Sikora

Max. Teilnehmer 0
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Master-Studiengang EIM

Veranstaltungen Embedded und industrielle Netzwerke
Art Vorlesung
Nr. E+I2205
SWS 2.0
Lerninhalt

1) Einführung
1.1) Überblick, Anforderungen
1.2) Architekturen & Gliederungen
2) Algorithmen
2.1) Übertragungsmechanismen
2.2) Kanalzugriffsprotokolle
2.3) Routing-Algorithmen
2.4) Anwendungsprotokolle
2.5) Netzwerk-Synchronisation (Zeitsynchronisation, Stromsparalgorithmen)
2.6) Netzwerkmanagement (Planung, Simulation, Monitoring)
3) Protokollbeispiele
3.1) CAN & LIN
3.2) Ethernet & Industrial Ethernet
3.3) Profibus & Profinet
3.4) HART & Wireless HART
3.5) Embedded TCP/IP
3.6) Embedded Webanwendungen

 

Literatur

Schnell, G., Wiedemann, B., Bussysteme in der Automatisierungs- und Prozesstechnik: Grundlagen, Systeme und Trends der industriellen Kommunikation, Vieweg+Teubner Verlag, 2008

Bender, K., Profibus - Der Feldbus für die Automation, Carl Hanser Verlag, 1992

Pfeiffer, O., Ayre, A., Keydel, C., Embedded Networking with Can and Canopen, Copperhill Media Corporation, 2008

Shelby, Z., Bormann, C., 6LoWPAN: The Wireless Embedded Internet, John Wiley & Sons, 2009

Sikora, A., Technische Grundlagen der Rechnerkommunikation: Internet-Protokolle und Anwendungen, Carl Hanser Verlag, 2003

Labor Embedded und industrielle Netzwerke
Art Labor/Studio
Nr. E+I2206
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Praktische Nutzung von Schnittstellen an Embedded Systemen anhand ARM Cortex-M3 Plattform durch Parametrierung, Programmierung und Analyse der Netzwerkkommunikation
  • Messung von Kommunikationsparametern in industriellen Netzwerkprotokollen PROFINET und Real Time Ethernet
  • Verwendung von Anwendungsprotokoll HTTP über TCP/IP anhand eines Embedded Webservers

Laborversuche:

Teil 1: Embedded Netzwerke

  1. Serial Peripheral Interface (SPI)
  2. Local Interconnect Network (LIN)
  3. Controller Area Network (CAN)
  4. Embedded Socket Kommunikation mit TCP/IP
  5. Embedded Webserver Programmierung zur Nutzung von HTTP über TCP/IP

 

Teil 2: Industrielle Netzwerke

  1. PROFINET
  2. Real Time Ethernet

 

Literatur

Zimmermann, W., Schmidgall, R., Bussysteme in der Fahrzeugtechnik - Protokolle, Standards und Softwarearchitektur, 5. Auflage, Springer Vieweg, 2014

Lawrenz, W., Controller area network: CAN; Grundlagen, Design, Anwendungen, Testtechnik, VDE-Verlag, 2011

Bormann, A., Hilgenkamp, I., Industrielle Netze : Ethernet-Kommunikation für Automatisierungsanwendungen, Hüthig, 2006

Sikora, A., Technische Grundlagen der Rechnerkommunikation: Internet-Protokolle und Anwendungen, Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag

sowie einschlägige Datenblätter, die auf dem Entwicklungsserver bereitgestellt werden.


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