Projekt Systementwicklung

Bachelor-Projekt Systementwicklung als Blockveranstaltung vor Beginn WS18/19

Vor Beginn des kommenden Wintersemesters bieten Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein und Björn Frömmer ein gemeinsames Projekt aus den Themengebieten Embedded Systeme und Computer Grafik an.

Blockveranstaltung am Ender der vorlesungsfreien Zeit: 10. bis 21. September 2018
Kickoff-Meeting: am 06. September
Abschlusspräsentation: 26. September

 

R2M2 - Roboter-Roboter-Mensch-Mimik

Aktuelle Robotersysteme werden immer intelligenter. Die hierf√ľr verwendeten eingebetteten Systeme verf√ľgen √ľber deutlich bessere technische F√§higkeiten, so dass sich eine abstraktere Programmierung komplexer Bewegungssteuerungen verbunden mit einer Vielfalt von sensorischen F√§higkeiten erreichen l√§sst. Die Interaktion zwischen Menschen und Robotern sowie von Robotern untereinander tritt damit immer mehr als Experimentierfeld f√ľr zuk√ľnftige Anwendungen in den Vordergrund.

Interaktionsfeld Mensch-Roboter

Im Rahmen einer Ma√ünahme zur Qualit√§tssteigerung der Lehre stehen unterschiedliche Robotersysteme zur Verf√ľgung, mit denen wir nun ein Interaktionsfeld zwischen Robotern und Menschen schaffen und erproben wollen. Hiermit lassen sich die unterschiedlichen Eigenschaften und F√§higkeiten von Robotern miteinander vergleichen. Insbesondere besteht so auch die M√∂glichkeit, die Interaktion von Robotern untereinander zu erproben und durch menschliche Gesten und Mimik zu steuern.

Die Roboter

Zur Verf√ľgung haben wir Roboter mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften. Mit zwei humanoiden NAO-Robotersystemen, die bereits mit einer Vielzahl von Sensoren (u.a. zwei HD-Kameras) ausgestattet sind, k√∂nnen wir die Interaktion mit humanoiden Systemen erproben. Weiterhin haben wir als kleine Robotersysteme vier Sphero-Roboterb√§lle und vier Cozmo KI-Roboter, die sich mittels Bluetooth steuern lassen.

Gesten und Mimik erkennen

Gedacht ist, durch zus√§tzliche station√§re oder auf den Robotern montierte Kameras mit Funk√ľbertragung den Blick aus Robotersicht oder von anderer Position aufzunehmen und die Bewegtbilder anschlie√üend in einem externen Rechner zu verarbeiten. So k√∂nnen wir unterschiedliche Algorithmen zur Erkennung von Gesten und Mimik verwenden und erproben. Die NAO-Systeme haben selbst schon Kameras integriert, deren Sichten durch das integrierte Embedded System verarbeitbar sind.

Als Systemprojekt

In einem Kick Off werden wir zu Beginn gemeinsam unterschiedliche Szenarien diskutieren, um die zu entwickelnden Szenarien festzulegen. W√§hrend der Projektphase sollen ausgew√§hlte Vorgehensweisen aus SCRUM verwendet werden, die euch in der Durchf√ľhrung unterst√ľtzen und mit denen ihr die Zusammenarbeit als Projektteam selbst gestaltet. Weiterhin unterst√ľtzt die TES Electronic Solutions GmbH als Industriepartner das Projekt, deren Begleitung uns anwendungsnahe Fragestellungen und die Verwendbarkeit von Software der TES bietet. Am Ende demonstriert ihr euer geschaffenes Projektergebnis in einer Abschlu√üpr√§sentation.

Von der kreativen Idee zum Projekt

Zu Beginn k√∂nnt ihr eure kreativen Ideen √ľber zu entwickelnde Szenarien mit einbringen. Hieraus soll ein Projekt mit einer festgelegten Projektlaufzeit definiert werden. Sind die Ideen und Vorstellungen in der Projektlaufzeit umsetzbar? Daran macht ihr als Team euer Projektziel fest. Anschlie√üend √ľbernehmen wir die Rolle des Auftraggebers, der das Projektziel umgesetzt haben m√∂chte. Wie bei Projekten in der Praxis √ľblich, werdet ihr im Projektverlauf vermutlich √Ąnderungsbedarf an den Projektzielen erkennen und k√∂nnt den Umgang damit √ľben. Besonders sch√∂n w√§re als Ergebnis eine Demonstration, die wir bei passender Gelegenheit wieder aufbauen und z.B. Besuchern unseres Fachbereichs vorstellen k√∂nnen.

Vorkenntnisse

Hilfreiche Vorkenntnisse sind gute Programmierkenntnisse, Grundlagen der Grafischen Datenverarbeitung, Grundlagenveranstaltungen der Technischen Informatik sowie Softwareentwicklung f√ľr Embedded Systeme.

Wir freuen uns auf ein spannendes Projekt mit Euch!

Die Termine

Blockveranstaltung am Ende der vorlesungsfreien Zeit im September

Kickoff-Veranstaltung: 6.9.
Projektphase: 10.-21.9.
Abschlusspräsentation 26.9.

Dozenten des Systemprojekts

Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein - Laborleitung Embedded Systems Technology (EST)
Björn Frömmer - Lehrbeauftragter Comuter Graphics, Image Processing, Natural User Interfaces, Virtual Reality

unterst√ľzt durch

Mario Hoss - wissenschaftl. Mitarbeiter
Bettina Kurz-Kalweit - wissenschaftl. Mitarbeiterin und Laboringenieurin EST

sowie durch das Unternehmen

TES Electronic Solutions GmbH

 

 

 


Historie

Master-Projekt Systementwicklung als Blockveranstaltung zu Beginn SS18

Vor Beginn des kommenden Sommersemesters bietet Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein wieder ein Projekt aus den Themengebieten Embedded Systeme, IoT und Security an.

Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit: 5. bis 23. März 2018
Kickoff-Meeting: am 5. März in D10 0.34/0.35 um 10:15 Uhr

 

"IDEA 4.0" ‚Äď Teil 1
Industrie 4.0 - Demonstrator f√ľr Angriffszenarien in der vernetzten Automationstechnik

Industrie 4.0

In der Industrie 4.0, oft auch Industrial Internet of Things (IIoT) genannt, verzahnt sich die Produktion mit modernster Informations- und Kommunikationstechnik. Treibende Kraft dieser Entwicklung ist die rasant zunehmende Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft. Hierdurch ver√§ndert sich nachhaltig die Art und Weise, wie zuk√ľnftig in Deutschland produziert und gearbeitet wird: Nach Dampfmaschine, Flie√üband, Elektronik und IT bestimmen nun intelligente Fabriken (sogenannte ‚ÄěSmart Factories‚Äú) die vierte industrielle Revolution. Technische Grundlage hierf√ľr sind intelligente, digital vernetzte Systeme, mit deren Hilfe eine weitestgehend selbstorganisierte Produktion m√∂glich wird: Menschen, Maschinen, Anlagen, Logistik und Produkte kommunizieren und kooperieren in der Industrie 4.0 direkt miteinander [1].

Risiken durch Vernetzung

Einhergehend mit der zunehmenden Vernetzung treten neue Angriffsszenarien in der Automatisierungstechnik zu Tage. Hersteller, Systemintegratoren und Betreiber sind sich m√∂glicher Gefahren oft nicht bewusst. Bestehende Produktionsanlagen werden mit vernetzten Komponenten nachger√ľstet. Vorher nicht f√ľr den vernetzten Einsatz gedachte Komponenten werden dabei angreifbar. Au√üerdem ist das Vertrauen in die eigene Technik oft gro√ü, obwohl teilweise grundlegende Sicherheitseigenschaften wie die Aktualisierungsf√§higkeit fehlen. Die Auswirkungen von Manipulationen k√∂nnen zu Wirtschaftsspionage, Datendiebstahl sowie zu Betriebst√∂rungen bis hin zum Totalverlust f√ľhren. F√ľr Deutschland als Industriestandort kann dies dramatische Folgen haben. Die wissenschaftliche Aufarbeitung in Form von Studien und gesetzliche Rahmenwerke sind vorhanden. Aufkl√§rung und ein Bewu√ütseinswandel zum Thema Cybersicherheit ist vonn√∂ten.

Didaktisches Konzept

Die beschriebenen Schritte bilden die Grundlage eines zu erarbeitenden Konzepts, welches Gefahren von Industrie 4.0 und m√∂gliche L√∂sungsans√§tze didaktisch aufbereitet darstellt. Personen ohne tiefere IT-Kenntnisse sollen sich so selbst ein Bild der Thematik machen k√∂nnen. Der Demonstrator soll auf Messen oder f√ľr Besucher unseres Fachbereichs in unseren R√§umen einsetzbar und dauerhaft ohne menschlichen Eingriff betrieben werden k√∂nnen.

Spielerische Realisierung im IoT

Als Hardware stehen Baus√§tze von Fischertechnik und Raspberry Pi‚Äôs zur Verf√ľgung. Hiermit soll eine intuitive Umsetzung des didaktischen Konzepts entstehen. Eine Integration von Raspberry und einem Hardwaremodell auf Basis von Fischertechnik mittels aktueller Funktechnik (Bluetooth Low Energy BLE) bietet die Grundlage. Die Teilprozesse sind dabei jeweils durch einen Raspberry Pi als Steuereinheit repr√§sentiert.

Das bringst Du am besten mit

F√ľr den hardwarenahen Teil:
Kenntnisse √ľber hardwarenahes Programmieren, Linux und optimalerweise √ľber BLE in Linux und Programmierung in Python und C,praktisches Geschick, Kenntnisse √ľber Robotik, Automationstechnik und IoT-Grundlagen

F√ľr die didaktische Umsetzung:
Kenntnisse in Angular oder anderen Techniken f√ľr GUI-Realisierungen auf Raspberry, Kenntnisse von User Experience in didaktisch aufbereiteter Form

F√ľr alle:
Interesse an neuen Technologien und Lernfreude, Kenntnisse √ľber webbasierte Protokolle, agile Herangehensweise und das Projektergebnis selbst gestalten wollen. Die besten Ideen kommen beim zusammen machen. :-)

Zusammen mit

Das Projekt f√ľhren wir zusammen mit der Comlet Verteilte Systeme GmbH durch. Deren Darmst√§dter Niederlassung vertritt den Bereich Security Engineering und bringt ihre Erfahrung im Bereich der Beratung f√ľr Cybersicherheit bei der Industrieautomation mit ein.

Die Termine

Das Projekt f√ľhren wir als Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit vom 5. bis zum 23. M√§rz jeweils ganztags durch. Das Kickoff beginnt am 5. M√§rz um 10:15 Uhr. Ein zweiter Teil des Projekts ist im September wiederum als Blockveranstaltung angedacht.

Weitere Informationen bei

Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein - Laborleiter EST
Mario Hoss - wissenschaftl. Mitarbeiter
Bettina Kurz-Kalweit - wissenschaftl. Mitarbeiter und Laboringenieurin EST

 

[1] Bundesministerium f√ľr Wirtschaft und Energie, Plattform Industrie 4. 0 ‚Äď Was ist Industrie 4.0?:
http://www.plattform-i40.de/I40/Navigation/DE/Industrie40/WasIndustrie40/was-ist-industrie-40.html

[2] fischer Holding GmbH & Co. KG
https://www.fischertechnik.de/de-de/simulieren/industrie-40

 

 


Bachelor-Projekt Systementwicklung im WS 17/18

In diesem Wintersemester bieten wir wieder ein Projekt aus dem Themengebiet Software-Entwicklung f√ľr Embedded Systeme an.

 

 

 

Party-Bezahlsystem

Die Zukunft ist bargeldlos: Ist RFID eine Option f√ľr Euer Event?

 

Wer kennt das nicht? Ihr schmeißt mit Euren Komilitonen eine Fachbereichsfeier. Aber wie regelt Ihr das mit dem Bezahlen?

M√ľsst Ihr w√§hrend der Ausgabe von drei Bieren und zwei Bratw√ľrsten noch schnell im Kopf den Gesamtpreis zusammen rechnen und dann abkassieren? Ah, da war noch was, der Gast bekommt ja auch noch sein R√ľckgeld, also schon wieder rechnen... Und k√∂nnt Ihr Euch dabei selbst ein Bierchen g√∂nnen ohne den √úberblick zu verlieren?...

Oder stellt Ihr einen Kassierer ab, der dann die entsprechenden Getr√§nke- und Essensbons ausgibt, so dass Ihr an der Ausgabe nur noch die Bons wieder entwerten m√ľsst?...

Und was halten die Partyg√§ste davon, wenn sie sich zun√§chst an Kasse und dann auch noch ein zweites Mal an der Bar/Theke anstellen m√ľssen? :-(

 

Wer dieses Szenario schon mal als Organisator oder auch als Gast erlebt hat, hat bestimmt die Erfahrung gemacht, dass keine der herkömmlichen Bezahlstrategien wirklich befriedigend ist.

Daher wollen wir in diesem Projekt versuchen, mit Hilfe der aktuellen Technik ein besseres Konzept zu finden.

Dazu wollen wir in diesem Projekt ein prototypisches Bezahlsystem entwickeln, das idealerweise bargeldlos ist. Dabei spielen die Anforderungen aus User-Sicht (Organisator sowohl auch Gast) die größte Rolle.

Termine: Kick-Off am 11.10.17 um 10:15 Uhr im EST-Labor (D10/0.34)


Wir freuen uns auf ein spannendes Projekt mit Euch!

Rudi Scheitler und Bettina Kurz-Kalweit

 

 

Master-Projekt Systementwicklung als Blockveranstaltung zu Beginn WS 17/18

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Vor Beginn dieses Wintersemesters bietet Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein wieder ein Projekt aus den Themengebieten Embedded Systeme, Smart Home, IoT und Security.

Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit: 4. bis 22. September 2017
Kickoff-Meeting: am 4. September im D10 0.34/0.35 um 10:15 Uhr

 

¬ęDASH MoVE¬Ľ
Demonstrator f√ľr Angriffsszenarien im Smart Home (DASH) in Modular Vernetzten Einheiten (MoVE)

Im Rahmen des Projekts BASE MoVE wird eine neuartige Basis f√ľr zuk√ľnftige vernetzungsf√§hige Sensorprodukte unter Verwendung von Open Source entwickelt. Dabei soll diese Basis Aktualisierungsf√§higkeit, Sicherheit und Energieeffizienz bieten. F√ľr zuk√ľnftige L√∂sungen im Smart Home und insbesondere im Bereich des altersgerechten, assistierten Wohnens erm√∂glicht diese Basis in Zukunft Sensorikprodukte, die sich einfach in bestehendem Wohnraum nachr√ľsten lassen und ihre Energie aus der Umgebung (Energy Harvesting) beziehen. Das Projekt ist Teil der Idee, eine Modulare Vernetzung von (Wohn-)Einheiten zu erreichen, die den Schutz von Daten innerhalb des Wohnraums gew√§hrleistet im Gegensatz zu heutigen Cloud-basierten Smart-Home-Produkten vieler Hersteller.

Um die Eigenschaften eines sicheren Smart Home zu demonstrieren, wurde in fr√ľheren Master- und Bachelor-Systemenprojekten der Aufbau von Assistenzfunktionen in einer realen Wohnung mit dem Open Source Framework OpenHAB durchgef√ľhrt. Hieraus ist die Idee zu einem Demonstrator entstanden, mit dem sich verschiedene Assistenzfunktionen und Angriffsszenarien aufzeigen lassen. Im Sommersemester entstand hieraus eine erste Version. Neben den Aspekten der technischen Realisierung steht dabei die Gestaltung f√ľr eine intuitiv erfahrbare Demonstration im Vordergrund.

DASH

In diesem Systemprojekt wollen wir die Idee des Demonstrierens und Erkennens von Angriffen weiterentwickeln und Schutzmechanismen in auf Open-Source-basierenden L√∂sungen aufzeigen. Erweitert werden soll das Konzept des Demonstrators um Szenarien mit markt√ľblichen Produkten, die durch heute bestehende und publizierte M√§ngel in Standards und Implementierungen existieren. L√∂sungsans√§tze zur Vermeidung sollen demonstriert werden k√∂nnen. Dabei ist neben der technischen Realisierung das Ziel, die Anforderungen an die Sicherheit im Smart Home in einfach erfahrbarer Weise in Form eines Demonstrators aufzuzeigen. Der Demonstrator soll sp√§ter bei Besuchen von Interessierten am Fachbereich oder bei Messen genutzt werden k√∂nnen.

MoVE

Neben der Sicherheit ist die einfache Installation und Konfiguration eines Smart Home ein wichtiges Erfolgskriterium. Heutige Produkte erfordern vielfach ein tieferes technisches Verst√§ndnis. Sollen zuk√ľnftig viele Wohnungen ohne gr√∂√üeren Zeiteinsatz durch technisches Personal wie Elektriker ausgestattet werden, muss die Anpassung auf jede Wohnung und deren Ausstattung m√∂glich intuitiv und mit geringem Zeitaufwand erfolgen. Hierzu entstand die Idee von Paketen, die neben der Basisausstattung Erweiterungen in Paketform vorsieht. So k√∂nnen durch Pakete eine √úberwachung von Gefahrenquellen wie Herde oder die Vermeidung von Wassersch√§den durch Kontrolle des Wasserverbrauchs hinzugef√ľgt werden. OpenHAB sieht hierf√ľr Regeln vor, die selbst konfiguriert werden k√∂nnen. Statt der Erstellung von Regeln soll eine M√∂glichkeit zur Konfiguration f√ľr Wohnungen geschaffen werden, aus der die n√∂tigen Regeln erzeugt werden. Eine weiterf√ľhrende Idee ist, Grundriss und weitere Informationen zu einer Wohnung mittels einer App zu erfassen und die Informationen f√ľr die Konfiguration der Regeln zu verwenden.

Welche Vorkenntnisse helfen?

Neben guten Programmierkenntnissen in C/C++ und Java sind Kenntnisse √ľber das Heimautomationsframework OpenHAB hilfreich, welches auf dem OSGi-Framework aufbaut. Kenntnisse √ľber Funkprotokolle und deren Sicherheitsanforderungen sind hilfreich, weiterhin generell Kenntnisse und Interesse an IoT- und Embedded-Themen. Kenntnisse √ľber HTML, CSS und Javascript helfen f√ľr die graphischen Teile des Demonstrators. Wenn jeder etwas Vorkenntnisse in einem dem Bereiche mitbringt, wird daraus ein tolles Team. Weitere Projektziele k√∂nnen gemeinsam zu Beginn der Blockveranstaltung und anhand der mitgebrachten Vorkenntnisse definiert werden.

 

Wir freuen uns auf ein spannendes Projekt mit Euch!

Weitere Informationen bei:

Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein oder
M.Sc. Bettina Kurz-Kalweit

 

BASE MoVE in Kooperation mit

Hochschule Rhein-Main
Thermokon Sensortechnik GmbH - Sensorik f√ľr Heizsysteme und Geb√§ude
Vonovia SE - Wohnungsvermietung und -dienstleistungen
Entega AG - Regionalversorger

 

MPSE DASH MoVE in Kooperation mit

COMLET - Verteilte Systeme GmbH mit dem Schwerpunkt Verteilte Sicherheit am Standort Darmstadt

 

 

 


Bachelor-Projekt Systementwicklung im SS 2017

In diesem Sommersemester bietet Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein wieder ein Projekt aus dem Themengebiet Embedded Systeme an:

 

Smart Home Demonstrator mit Modellierungsansätzen und Policy-driven Security

In dem Systemprojekt werden drei Aspekte von Smart Home n√§her betrachtet und jeweils in Teilteams bearbeitet. Ergebnisse der Teilprojekte sollen dabei team√ľbergreifend f√ľr einen Demonstrator wiederverwendbar sein.

 

Demonstrator f√ľr das Projekt sDDS4SmartHome

Basierend auf der Arbeit des MPSE SS17, bei dem von der Wohnbaugesellschaft Vonovia eine reale Wohnung f√ľr einen Versuchsaufbau zur Verf√ľgung gestellt wird, soll ein Demonstrator f√ľr sDDS4SmartHome umgesetzt werden.

Der Versuchsaufbau realisiert ein Szenario aus dem Bereich Smart Home, f√ľr welches die Middleware sDDS in das Home Automation Framework openHAB integriert wird. Die Ergebnisse dieser Vorarbeit sollen aufbereitet, ggf. vervollst√§ndigt sowie zu einem Demonstrator zusammengef√ľhrt werden. Ziel des Demonstrators soll sein, das Smart Home Szenario aus der realen Testwohnung als Modell nachzustellen. Weiterhin sollen zus√§tzliche Smart Home Szenarien definiert und anschlie√üend demonstriert werden. Daf√ľr soll dem Benutzer die M√∂glichkeit gegeben werden, aus mehreren Szenarien eines zu w√§hlen und zu starten. Daf√ľr m√ľssen die jeweils f√ľr das ausgew√§hlte Szenario ben√∂tigten Ger√§te konfiguriert werden. Die Konfiguration der Ger√§te und das Starten des Szenarios sollen automatisiert ablaufen, um die Nutzung des Demonstrators auch ohne detaillierte Kenntnisse des sDDS4SmartHome Projektes zu erm√∂glichen. Kenntnisse in der Programmiersprache C und Erfahrung mit Makefiles sowie Cross Plattform Toolchains sind erforderlich.

Modellbasierte Regeldefinition f√ľr openHAB

Trotz der zunehmenden Bedeutung des Bereiches Smart Home und der immer weiter ansteigenden Anzahl von Systemen gibt es keinen einheitlichen Standard, der Geräteprofile und die Kommunikation zwischen diesen definiert. Das Home Automation Framework openHAB hat die Zielsetzung, unterschiedliche Geräte und Protokolle zu integrieren sowie die Systeme verschiedener Hersteller interoperabel zu machen.

Daf√ľr bietet openHAB entsprechende Schnittstellen, durch deren Implementierung beliebige Smart Home-Technologien in das Framework integriert werden k√∂nnen, an. Die Automatisierungslogik erfolgt √ľber die Definition von Regeln, die durch die eingebaute Regel-Engine ausgewertet werden. Diese Regeln m√ľssen jedoch textuell in einer durch openHAB definierten Syntax angegeben werden.
Diese Vorgehensweise eignet sich zum Entwicklungszeitpunkt einer Smart Home Anwendung, ist jedoch nicht f√ľr den allt√§glichen Gebrauch durch Standardnutzer geeignet.
Daf√ľr soll eine grafische Modellierungsumgebung, die dem Benutzer erm√∂glicht, durch das Anordnen visueller Elemente diese in Beziehung zueinander zu setzen und somit Regeln aufzustellen, geschaffen werden.

Im Rahmen des Systemprojektes soll eine Software, die dem Benutzer erm√∂glicht, die Automatisierungsregeln visuell zu modellieren, entstehen. Anhand des Modells sollen die Regeln in entsprechender Syntax f√ľr openHAB generiert werden. Daf√ľr sollen existierende Frameworks der modellbasierten Softwareentwicklung betrachtet werden und ihre Eignung f√ľr den Einsatz in einem Smart Home Szenario untersucht werden. Kenntnisse in der Programmiersprache Java sollten vorhanden sein. Weiterhin ist die Erfahrung im Umgang mit openHAB und modellbasierter Softwareentwicklung von Vorteil jedoch nicht erforderlich.

sDDS4SmartHome in Kooperation mit
Hochschule Rhein-Main
Vonovia SE - Wohnungsvermietung und -dienstleistungen
COUNT+CARE GmbH - Tochterunternehmen der HSE
Thermokon Sensortechnik GmbH - Sensorik f√ľr Heizsysteme und Geb√§ude

Policy-driven Security

Ziel des Projekts soll es sein, neue Methoden bzw. Technologien zum Kategorisieren und Erkennen von Angriffen auf ein verteiltes System zu entwickeln. Hierbei stehen zum einen die Erkennung von Angriffen aus der Ferne auf die Systeminfrastruktur (z.B. √ľber die Fernwartung eines Smart-Home Servers) sowie auf einzelne Systemkomponenten (z.B. Sensoren, Aktuatoren, Smartphones) im Mittelpunkt. Dabei soll ein Open-Source Framework entwickelt werden, das √§hnlich wie Intrusion Detection Systeme oder Virenscanner, mit Hilfe von Mustererkennungen in der Datenkommunikation bzw. des Kommunikationsverhaltens, potentielle Angriffe auf das System erkennen soll. Anhand vorab identifizierter Muster, die in Form von Regeln bzw. Modellen vorab spezifiziert werden, soll ein potentieller Angriff erkannt werden k√∂nnen. Mit Hilfe zus√§tzlich vordefinierter Verhaltensregeln (Policies), sollen m√∂gliche Angriffe von au√üen weiterhin durchl√§ssig sein oder geeignete Gegenma√ünahmen initiiert werden.

Dies soll prim√§r mit Hilfe des Zusammenspiels zweier zu entwickelnden Hauptkomponenten durchgesetzt werden: einer generischen Policy-Entscheidungskomponente, dem Security Decision Point (SDP), und einem oder mehreren Security Enforcement Points (SEP). Die SDP-Komponente soll zentral in einem Gateway oder im OpenHub umgesetzt werden, w√§re Technologie-unabh√§ngig und verantwortlich f√ľr die Interpretation der Policy-Sprache und der gelieferten Signalereignisse. Die verteilten SEPs im Gateway bzw. in den verteilten Systemkomponenten wie Sensoren/Aktuatoren beobachten dazu zur Laufzeit, zu welchem Zeitpunkt interessante und potentiell bedrohliche Aktionen im System stattfinden und melden diese an die SDP-Komponente. Die verschiedenen Komponenten zur Angriffserkennung sollen dann in ein Gesamtsystem integriert werden und f√ľhren so zu einer angriffsresistenten Gesamtarchitektur.

in Kooperation mit
COMLET - Verteilte Systeme GmbH

 

 

Wir freuen uns auf ein spannendes Projekt mit Euch!

 

Weitere Informationen bei:

Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein - Laborleiter EST
Olga Dedi - Wissenschaftl. Mitarbeiterin sDDS4SmartHome
Bettina Kurz-Kalweit - Laboringenieurin EST

 

 


Master-Projekt Systementwicklung im WS16/17

In diesem Wintersemester bieten Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein und Prof. Dr. Elke Hergenr√∂ther wieder ein gemeinsames Projekt aus den Themengebieten Embedded Systeme und graphischer Datenverarbeitung an.  Zur Auswahl stehen zwei verschiedene Themenvorschl√§ge.

 

1. Themenvorschlag: Situationserkennung f√ľr Ambient Assisted Living

Neben den Komfortaspekten eines Smart Home gewinnen mit altersgerechten Assistenzsystemen (Ambient Assisted Living AAL) zunehmend die Unterst√ľtzung f√ľr ein unabh√§ngiges und selbstbestimmtes Leben im  Alter an Bedeutung.

Erinnere an …

Im Rahmen des Forschungsprojekts sDDS4SmartHome untersuchen wir Szenarios, wie in Zukunft Wohnungen mit Assistenzfunktionen ausgestattet werden können. Eine Assistenz soll beim Verlassen der Wohnung davor warnen, ob es in der Wohnung Gefahrenpunkte wie eingeschaltete elektrische Geräte, Herde, offene Fenster oder andere Aspekte gibt. Ist eine Gefahr erkannt, kann die Warnung z.B. durch Färbung des Deckenlichts signalisiert werden.

Erkenne die Situation …

Ein Bewegungsmelder kann nur erkennen, dass sich eine Person in der N√§he einer Wohnungst√ľr befindet. Eine intelligente Situationserkennung sollte unterscheiden, ob die Wohnung tats√§chlich verlassen wird. Bei mehreren Bewohnern sollte nur die letzte Person gewarnt werden. Und eine Person, die sich nur in der N√§he der Wohnungst√ľr aufh√§lt, sollte keine Warnung ausl√∂sen.

…mit Privatspäre…

Dabei wollen wir Cloud-basierte Ans√§tze vermeiden und keine Informationen √ľber das Privatleben an Rechenzentren schicken. Stattdessen soll der Videostream einer Webcam direkt lokal in einem Embedded System analysiert werden. Situationen, in denen eine Warnung erfolgt, k√∂nnen privat bleiben.

Als Projekt...

wollen wir untersuchen, inwieweit sich die Erkennung unterschiedlicher Situationen (mehrere Personen, Haustiere, …) unter Einsatz aktueller Embedded Boards implementieren lässt.

sDDS4SmartHome in Kooperation mit

Hochschule Rhein-Main
Vonovia SE - Wohnungsvermietung und -dienstleistungen
COUNT+CARE GmbH - Tochterunternehmen der HSE
Thermokon Sensortechnik GmbH - Sensorik f√ľr Heizsysteme und Geb√§ude

 

2. Themenvorschlag: Virtuelle B√ľhnenbilder mit der HoloLens

In der Industrie nutzt man die virtuelle Produktentwicklung bereits sehr lange. Diese Technik soll nun f√ľr die Theaterwelt adaptiert werden.

Ziel des Projektes ist es prototypisch eine Technik zu entwickeln mit der man die riesigen Leinw√§nde der B√ľhnenbilder bereits vor Ihrer Fertig¬≠stellung als virtuelle Prototypen auf der realen B√ľhne sehen kann, um beispielsweise ihre Wirkung zu testen. Um dies realisieren zu k√∂nnen, wird die Firma Bosch-Rexroth, in deren Auftrag und mit deren Unterst√ľtzung das Projekt realisiert werden soll, eine HoloLens von Microsoft zur Verf√ľgung stellen.  

Der Prototyp soll schrittweise entwickelt werden. Geplant sind die nach­folgend beschriebenen Teilschritte:

Teilschritt 1:

Ein Tennisball, wird auf einer Schnur aufgeh√§ngt. Beim Blick durch die HoloLens soll Zusatzinformation, vielleicht die Pendelgeschwindigkeit, angezeigt werden. Hierf√ľr soll das HoloLens-API genutzt werden.

Teilschritt 2:

Unity stellt eine API f√ľr die HoloLens zur Verf√ľgung. Im n√§chsten Schritt soll evaluiert werden, in wie weit es von Vorteil ist Unity f√ľr das Projekt zu nutzen.

Teilschritt 3:

Im letzten Schritt wird dann der eigentliche Prototyp realisiert. Die Firma Bosch-Rexroth stellt ein Modell eines Hebewerks f√ľr B√ľhnen¬≠bilder zur Verf√ľgung. Konkret ist dies eine Laststange, die mit zwei Seilz√ľgen verbunden ist, um die B√ľhnenbilder in die H√∂he ziehen zu k√∂nnen. Die H√∂henwerte k√∂nnen ausgelesen werden und sollen zusammen mit einer Bezeichnung und einer virtuellen Kulisse an der Laststange in der HoloLens sichtbar sein. Ein Datenaustausch zwischen HoloLens und dem realen physikalischen Modell per TCP/IP ist n√∂tig.  

 

Wir freuen uns auf ein spannendes Projekt mit Euch!

Weitere Informationen bei:

Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein oder
Prof. Dr. Elke Hergenröther

 

 

 

 


Master-Projekt Systementwicklung als Blockveranstaltung im WS15/16

In der kommenden vorlesungsfreien Zeit bieten Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein und Prof. Dr. Elke Hergenröther ein Master-Projekt Systementwicklung aus den Themengebieten Embedded Systeme und graphischer Datenverarbeitung an. Es basiert auf dem im Sommersemester 2015 begonnenen Projekt.

Die Idee des "Digitalen Presenters
Ein Stift mit Kamera erkennt anhand feiner Muster in dem angezeigten Bild, auf
welchen Bereich er zeigt. Somit lassen sich Stellen von besonderem Interesse
hervorheben.

Aktueller Stand
Momentan verwenden wir noch eine statische Kamera, um die projizierten Bilder aufzunehmen. Mittels verschiedener Algorithmen wird das Kamerabild bildverarbeitungstechnisch aufbereitet, um daraus die Muster zu extrahieren.

Wir benutzen OpenCV, um die erforderlichen bildverarbeitungstechnischen Schritte zu realisieren. Die verwendete Sprache ist dabei C++. Die Projektdateien werden mit CMake erzeugt, daher könnt Ihr unabhängig von Eurem Betriebssystem mitarbeiten.

Erste Softwarekomponenten zur Mustererkennung sowie zur Mustererzeugung sind teilweise aus dem vorherigen Projekt verwendbar. Hardwarekomponenten stehen noch keine Fest, hier könnt Ihr eure eigenen Vorschläge ins Projekt mit einbringen.
Das Projekt selbst steckt noch in den Anfangsschuhen, daher sind wir auch offen f√ľr
neue Ideen!

Das genaue Projektziel und eine erste Definition der Teilaufgaben werden wir gemeinsam am ersten Projekttag im Form eines Workshops erarbeiten.

Wir freuen uns auf ein spannendes Projekt mit Euch!


Weitere Informationen bei:
Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein
Prof. Dr. Elke Hergenröther

 

Jetzt belegen! Die LV ist bereits im OBS verf√ľgbar!


Master-Projekt Systementwicklung SS 2015

Im Sommersemester 2015 bieten Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein und Prof. Dr. Elke Hergenröther ein gemeinsames Projekt aus den Themengebieten Embedded Systeme und graphischer Datenverarbeitung an:

‚ÄěDer digitale Presenter‚Äú

 

Das Problem

Sie präsentieren mit Laptop und Beamer und wollen auf etwas Wichtiges hinweisen. Sie nehmen ihren Laserpointer. Ein kleiner leuchtender Punkt zittert auf den Bereich zu, der Ihnen wichtig ist. Sobald Sie ihr Publikum wieder anschauen, verschwindet der Punkt. Eine Hand reckt sich in der letzten Reihe hoch. Wo waren wir noch mal?

Papier kann interaktiv sein

Seit ein paar Jahren gibt es digitale Stifte, die auf gedrucktem Papier feine, hoch aufgel√∂ste Muster erkennen k√∂nnen. Anbieter vertreiben diese als Produkte wie Tiptoi¬ģ oder TING¬ģ, die interaktive Konzepte insbesondere f√ľr Lernspiele nutzen. Mit einem intelligenten Stift und einem Buch haben Sie bereits alles.

Die Idee

Beamer, Displays und Kameras bekommen immer höhere Auflösungen. Ein Stift mit Kamera erkennt anhand feiner Muster in dem angezeigten Bild, auf welchen Bereich er zeigt. Diese Information gibt er an das anzeigende Gerät, welches den Bereich sichtbar markiert. Unser Publikum sieht sofort, worum es geht. Ist die Auflösung hoch genug und unser Publikum weit genug weg, sieht nur der Stift die feinen Muster.

Die Grundlagen

Muster, in denen digitale Informationen kodiert sind, begegnen uns √ľberall. QR-Codes sind Beispiele, wie sich eine beliebige Information kodieren l√§sst. Eine Kamera nimmt den Code auf, den ein Algorithmus extrahiert und daraus die Information dekodiert. Im Unterschied zu QR-Codes sind die Muster f√ľr digitale Stifte direkt mit in ein Bild gedruckt, so dass das menschliche Auge vorrangig das Bild wahrnimmt und nicht die ebenso enthaltenen Muster.

SCRUM f√ľr den Weg

Die Idee ist da. Nur gibt es keinen fertigen Plan hin zum Ziel. Sie werden eine Reihe von Fragen kl√§ren m√ľssen, welche technischen Grenzen es gibt und welche Implementierungen m√∂glich und machbar sind. Agile Vorgehensweisen eignen sich f√ľr solche Problemstellungen sehr gut. Wir w√§hlen SCRUM.

Das Ziel

Sie entwickeln einen Prototyp eines ‚Äědigitalen Presenters‚Äú mit auszuw√§hlender Hardware und Algorithmen zur Erkennung der Muster. Dazu entwickeln Sie eine Anwendung, mit der sich der Prototyp verwenden l√§sst. Die agile Vorgehensweise unterst√ľtzt uns dabei, zu einer in dem gegebenen zeitlichen Umfang machbaren Umsetzung zu gelangen und weiterf√ľhrende Ideen f√ľr Folgesemester zu generieren.

 

Wir freuen uns auf ein spannendes Projekt mit Ihnen!

 

Weitere Informationen bei:

Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein

Prof. Dr. Elke Hergenröther