Modul


Allgemeine Informationen
Cyberphysical Systems
Cyberphysical Systems
CPS
Prof. Dr. Weber, Christoph (christoph.weber@fh-kiel.de)
Prof. Dr. Weber, Christoph (christoph.weber@fh-kiel.de)
Wintersemester 2020/21
1 Semester
In der Regel im Wintersemester
Deutsch
Studiengänge und Art des Moduls (gemäß Prüfungsordnung)
Studiengang Vertiefungsrichtung Schwerpunkt Modulart Fachsemester
B.Eng. - Ming - Medieningenieur/-in Pflichtmodul
B.Eng. - Me - Mechatronik Wahlmodul

Kompetenzen / Lernergebnisse
Kompetenzbereiche: Wissen und Verstehen; Einsatz, Anwendung und Erzeugung von Wissen; Kommunikation und Kooperation; Wissenschaftliches Selbstverständnis/Professionalität.
Studierende sind in der Lage, Eingebettete Systeme (Embedded Systems) in ihrer physikalischen Umwelt einzusetzen.
Sie programmieren und wenden Eingebettete Systeme als sog. Cyberphysical Systems an, um deren physische Umgebung zu erkennen, diese Informationen zu verarbeiten und
die physische Umwelt auch koordiniert beeinflussen zu können. Hierzu ist eine starke Kopplung von physischem Anwendungsmodell und dem Computer-Steuerungsmodell nötig. Im Unterschied zu klassischen Eingebetteten Systemen bestehen Cyberphysische Systeme meist aus vielen vernetzten Komponenten, die sich selbständig untereinander koordinieren
Die Studierenden verfügen über die Kompetenzen, bedarfsgerecht Sensor-/Aktorsysteme
auszuwählen und über Standard-Mikrocontroller Schnittstellen anzubinden.
Sie erwerben die darüber hinaus die Fähigkeit, Cyberphysische Systeme über
industrienahen Schnittstellen miteinander zu vernetzen und erlernen die Anwendung der Systematiken anhand von Objektorientierter Programmierung.
Angaben zum Inhalt
Im Rahmen des Modules werden zunächst wichtige Grundlagen in der objektorientierten Programmierung in Skriptsprache Python gelegt.
Als Zielhardware werden mehrere eingebettete Systeme in Form von "Raspberry PIs" eingesetzt. Die
Programmiermethodik umfasst die hardwarenahe Programmierung, um verschiedene Sensor/-Aktorsysteme anzusteuern bzw. auszulesen.
Durch den Einsatz von netzwerkbasierten Industrieschnittstellen (über Sockets) vollziehen die Studierenden das Prinzip eines Cyberphysischen Systems nach, indem der standardisierte Datentransfer zwischen vernetzten eingebetteten Systemen erprobt wird.
Darüber hinaus werden auch industrietaugliche Schnittstellen wie z. B. die OPC/UA-Client/Server
Architektur eingesetzt.
Die in der Vorlesung vermittelten die theoretischen Grundlagen werden im Labor und in den Seminarübungen durch selbst zu bearbeitende Beispiele praktisch vertieft.
Weigend, M.: Programmieren mit dem Raspberry PI, MTIP-Verlag
Schlenker, M.: Sensoren am Arduino, Franzis Professional Verlag
Lehrformen der Lehrveranstaltungen
Lehrform SWS
Labor 2
Lehrvortrag 2
Arbeitsaufwand
4 SWS
5,0 Leistungspunkte
48 Stunden
102 Stunden
Modulprüfung
Prüfungsform Dauer Gewichtung wird angerechnet gem. § 11 Satz 3 PVO Benotet Anmerkung
Projektbezogene Arbeiten 100 %
Sonstiges
Zum Bericht wird eine bearbeitete Projektarbeit erwartet, welche am Anfang der Vorlesung bekannt gegeben wird und alle Merkmale eine Cyberphysical Systems enthält.