Modulhandbuch

Communication and Media Engineering (CME)

Embedded & Industrial Networks

Recommended prior knowledge

•  good understanding of IP-based communication protocols

•  basic understanding of automation applications

 

Teaching Methods Vorlesung/Labor
Learning objectives / competencies

Upon successful completion of this module, the student will gain a deeper insight into the internal structure of communication protocols as used for applications of the Internet of Things (IoT) using embedded systems and for industrial applications (Industrial IoT, IIoT). In this way, they also learn about the most important design paradigms at the different levels and are thus able not only to select and use the  communication protocol best suited to the application, but also to design appropriate adaptations and extensions themselves.

 

Duration 1
SWS 4.0
Effort
Classes 60 h
Self-study / group work: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Requirements for awarding credit points

Embedded and Industrial Networks: written exam K60
Lab Embedded and Industrial Networks must be passed

Responsible Person

Prof. Dr.-Ing. Axel Sikora

Recommended Semester 2
Frequency jedes 2. Semester
Usability

Master-Studiengänge CME und EIM

Lectures

Embedded und industrielle Netzwerke

Type Vorlesung
Nr. EMI2205
SWS 2.0
Lecture Content

1) Einführung
1.1) Referenzmodelle
1.2) Dienstemodelle
2) Echtzzeitfähigkeit
2.1) Anforderungen
2.2) Kanalzugriffsprotokolle
3) Protokollbeispiele
3.1) Ethernet
3.2) Industrial Ethernet
3.3) Profinet
3.4) TSN Ethernet
4) Anwendungsprogrammierung
4.1) Socketschnittstellen
4.2) Embedded Web-Programmierung
4.3) Best Practices für die Embedded Implementierung von Netzwerkprotokollen
4.4) IoT-Anwendungsprotokolle – Einführung
4.5) IoT-Anwendungsprotokolle – Beispiele
4.6) IoT-Anwendungsprotokolle – OPC UA
4.7) Gerätebeschreibungen

 

Literature

Cirani, S., Ferrari, G., Picone, M., Veltri, L. „Internet of Things: Architectures, Protocols and Standards“, Wiley, 2018.

Jeschke, S., Brecher, C., Song, H. Rawat, D.B., „Industrial Internet of Things: Cybermanufacturing Systems”, Springer Verlag, 2016.

Schleipen, M., „Praxishandbuch OPC UA: Grundlagen - Implementierung - Nachrüstung – Praxisbeispiele“, Vogel Communications Group GmbH & Co. KG, 2019

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

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

Labor Embedded und industrielle Netzwerke

Type Labor
Nr. EMI2206
SWS 2.0
Lecture Content
  • 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:

  1. Ethernet-Programmierung
  2. Socket-Programmierung mit UDP
  3. Socket-Programmierung mit TCP
  4. Embedded Webserver Programmierung zur Nutzung von HTTP
  5. Programmierung von OPC UA-Server-Anwendungen
  6. Real-Time & TSN-Ethernet

 

 

Literature
  • wie in der Vorlesung,
  • sowie einschlägige Datenblätter, die auf dem Entwicklungsserver bereitgestellt werden.