Einführung PROF. DR. M. FÖLLER NORD INSTITUT EMBEDDED AND MOBILE COMPUTING

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1 Einführung PROF. DR. M. FÖLLER NORD INSTITUT EMBEDDED AND MOBILE COMPUTING

2 Foliensatz zur Vorlesung: Literatur: J. F. Kurose/K. W. Ross, Computernetze J. Roth, Mobile Computing J. Schiller, Mobilkommunikation ik i K.-D. Schmatz, Java 2 Micro Edition 2

3 Telematik Im engeren Sinne fortgeschrittene Dienste(Mehrwertdienste) wietelefax, Teletex, Telebox,...gegenüber dem Standard Sprachdienst in Fernsprechnetzen Telematik-Anwendungen Im weiteren Sinne Telekommunikation + Informatik Forschungs-und und Lehrgebiet der Informatik 3

4 Schwerpunkte der Vorlesung: Mobile Computing Drahtloskommunikation Überblick: Systeme drahtloser Kommunikation, Endgeräte, Plattformen, Anwendungen Protokolle und Technologien Technologien Network Layer Transport Layer Application Layer Spezielle Themen: Sicherheit in mobilen Szenarien Location Based Services Pflichtübung (Studienleistung): Projekt Campus-Netz 4

5 Systeme drahtloser Kommunikation Mobile Endgeräte Entwicklungs-Plattformen Anwendungsfelder 5

6 Systems of wireless communication Cellular phones Satellitecommunication Wireless local area networks Wireless personal area networks GPS dgps WLAN radio infrared GSM GPRS UMTS Wireless sensor networks Bluetooth IrDA 6

7 Zellulares Funknetzwerk Nahezu globale Abdeckung Generationen: 2. Generation: GSM, EDGE, 2,5. Generation: GPRS 3. Generation: UMTS, HSDPA 4. Generation: 7

8 System zur Positionsbestimmung 24 Satelliten auf 6Bahnen mit jeweils 4 Satelliten pro Bahn Abstand der Satelliten zur Erde beträgt ca km 12 Stunden Umlaufzeit Von jedem Punkt der Erde sind min. 5 und max. 11 Satelliten sichtbar Bild: 8

9 WLAN Drahtloses Netzwerkprotokoll im LAN bereich Vernetzung von Computern zum Datenaustausch Universelles Funksystem für drahtlose Ad-hoc- Verbindungen im PAN- Bereich Vernetzung unterschiedlichester Geräte zum Datenaustausch Reichweite: m Reichweite: wenige Meter Datenübertragung (Bürokommunikation) Audio- und Datenübertragung g Datenrate: Mbit/s Datenrate: 1-3 Mbit/s Frequenzen: 24GHz 2,4 GHz, 5 GHz (ISM-Band) Frequenzen: 2,4 GHz (ISM- Band) 9

10 Wireless Communication: (radio, infrared, ultrasonic) Wireless A sensor is a device that measures a physical quantity and converts it into a signal which h can be read by an observer or by an instrument. sensor network A computer network, is a group of computers and devices interconnected by communications channels. 14

11 Systeme drahtloser Kommunikation Mobile Endgeräte Entwicklungs-Plattformen Anwendungsfelder 15

12 Tablet PC Notebook Netbook ipad Mobiltelefon/ Smartphone PDA Android-Smartphones iphone 16

13 Quelle: Admob 17

14 Systeme drahtloser Kommunikation Mobile Endgeräte Entwicklungs-Plattformen Anwendungsfelder 18

15 Client-Server-Modell Anwendungen die mit lokalen Thin Client Daten und Diensten Anwendung wird immer im Spiele Browser gestartet -> kein Player Installationsaufwand Persönliche Anwendungen Browser bildet (Authentisierung, Laufzeitumgebung Zahlungsdienste, Telematik) Aktualisierungen der Geschäftliche Anwendungen Anwendungen nur auf Server (Terminkalender, Kontakte, notwendig Aufgaben,...) Kommunikation mit Server mit Nachteile: o e HTTP, TCP/IP-Sockets ständige Verbindung mit Server notwendig hoher Datenverkehr Browser Anwendungsprogramm 19

16 Quelle: Admob 20

17 Mobile Version von Microsoft Windows Für PDA und Smartphones Software-Entwicklung mit IDE Visual Studio Schnittstellen und Frameworks (.net-compact) an mobile Gegebenheiten angeglichen Aus Entwicklersicht keine nennenswerten Unterschiede zur Desktop-Entwicklung Aktuelle Versionen (09/2010): Windows Mobile 6.5 (z. B. HTC HD2) Angekündigt g für Herbst 2010: Windows Phone 7 (basiert auf Windows Mobile 7) de/default.mspx 21

18 Java für kleine mobile Geräte Wird von vielen Mobiltelefonen unterstützt Spezielle Konfigurationen (CLDC) und Profile (MIDP) Sandbox-Modell MIDP-Anwendungen = MIDlets Nur restriktiven Zugriff auf Gerätefunktionen Immer noch sehr große Marktdurchdringung 22

19 Smartphone-Betriebssystem t t Hauptlizenznehmer: Nokia, Sony Ei Ericsson Hohe Funktionalität der Plattform Aktuelle Version (09/2010): Symbian^3 Native Programmierung (C/C++) möglich Sehr komplex 23

20 Linux-basierte Smartphone-Plattform Von Google entwickelt Open-Source-Projekt Seit 2007 steht das offizielle i Software- Development-Kit zur Verfügung Erstes in Deutschland erhältliches Gerät: G1 von T-Mobile Inzwischen viele verschiedene Geräte, z. B. von HTC, Sony Ericsson, Motorola, Samsung Aktuelle Version (Stand 09/2010) Android p// p / 24

21 Hersteller Apple Zu Beginn (2007) noch nicht für Software-Entwicklung freigegeben Seit Version 2.0 wird SDK zur Verfügung gestellt Programmiersprache: Objective-C App -Entwicklung für: iphone 3, iphone 3GS, iphone 4 ipod Touch ipad iphone, ipod Touch Betriebssystem (aktuell ios 4.1), ipad (aktuell ios 3.2) basiert auf Mac-OS-X 10.5 System für Apple Stand: 09/

22 Systeme drahtloser Kommunikation Mobile Endgeräte Entwicklungs-Plattformen Anwendungsfelder 26

23 Fun-Stuff, Live Syle, Personal Assistance m-business Medizin Location Based Services (Standortbezogene tb Dienste) Überwachen und Steuern mit GPS und Mobilfunk Verkehrstelematik Umweltmonitoring 27

24 28

25 Woabi 29

26 Egg Timer Shazam 30

27 Abgeleitet von e-business (e-commerce): jede Art von geschäftlicher Transaktion, bei der die Transaktionspartner im Rahmen von Leistungsanbahnung, Leistungsvereinbarung oder Leistungserbringung elektronische Kommunikationstechniken (d. h. Vernetzung, vor allem über das Internet) einsetzen. jede Art von geschäftlicher Transaktion, bei der Transaktionspartner im Rahmen von Leistungsanbahnung, Leistungsvereinbarung oder Leistungserbringung mobile elektronische Kommunikationstechniken in Verbindung mit mobilen Endgeräten einsetzen. 31

28 pocdoc mobiler Arzthelfer zum vermeiden von zusätzlichen Arbeitsabläufen, Übertragungsfehlern oder dem Verlust wichtiger Patienteninformationen. Mobile Medical Monitoring Mobile und bedarfsgerechte Überwachung gesundheitsrelevanter Biosignale Quelle: Bernhard Kau - FB Informatik, FH-Mannheim 32

29 33

30 Entwickelt für die Überwachung von Chronisch Kranken Sportlern Zahlungskräftigen gesundheitlich besorgten Schwangeren Kardiovaskulären Erkrankungen Diabetes Asthma 34

31 35

32 mobile Dienste, die unter Zuhilfenahme von positionsabhängigen Daten dem Endbenutzer selektive Informationen bereitstellen oder Dienste anderer Art erbringen. Außerhalb von Gebäuden Wo bin ich? Points of Interrests in meiner Umgebung (Tankstelle, Pizzeria, Apotheke, Parkplatz Innerhalb von Gebäuden Auffinden von Personen im Gebäude Museumsführer/Messeführer Sonderangebote im Einkaufsregal 37

33 ANWENDUNGEN Automatensteuerung Zählerstandsübermittelung l Fernprogrammierung Fernwartung Maschine GSM Modem Mobilfunknetz Zentrale GSM Modem 38

34 ANWENDUNGEN Satelliten Diebstahlsicherung Einbruchsicherung c u Tanküberwachung Navigation und Ortung E911 Überwachendes Objekt GPS Sensor Sensoren Schalter GSM Modem Mobilfunknetz Reaktion auf die Alarmierung Alarmzentrale 39

35 die Verkehrs- und Reiseinformation Automatische Notfallerkennungssysteme, Flotten- und Frachtmanagement die kollektive kti Verkehrsbeeinflussung im Individualverkehr die automatische Gebührenerhebung im Individualverkehr die Verkehrssteuerung im Schienenverkehr das regionale und überregionale Verkehrsmanagement die Verkehrssteuerung in der Binnen- und Seeschifffahrt sowie das Luftverkehrsmanagement 40

36 41

37 Animal tracking Watering Fire detection Water quality Pollution control 42

38 Campusnetz Umweltmonitoring auf dem Campus der Hochschule Mannheim Prof. M. Föller-Nord, Fakultät Informatik Prof. C. Hübner, Fakultät Elektrotechnik