Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium. Egzamin / zaliczenie na ocenę*

Transkrypt

1 WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI Zał. nr 4 do ZW 33/01 KARTA PRZEDMIOTU Nazwa w języku polskim: SYSTEMY POMIAROWO-DIAGNOSTYCZNE Nazwa w języku angielskim: MEASURING AND DIAGNOSTIC SYSTEMS Kierunek studiów (jeśli dotyczy): INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Specjalność (jeśli dotyczy): ELEKTRONIKA MEDYCZNA Stopień studiów i forma: I / II stopień*, stacjonarna / niestacjonarna* Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy / wybieralny / ogólnouczelniany * Kod przedmiotu ETP0008W, ETP0008L, ETP0008P Grupa kursów TAK / NIE* zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia Egzamin / zaliczenie na ocenę* Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Egzamin / zaliczenie na ocenę* Egzamin / zaliczenie na ocenę* Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS 3 w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego kontaktu (BK) 1,5 1 *niepotrzebne skreślić WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Podstawowa wiedza z zakresu elektroniki i elektrotechniki (np. ETP00001W). Podstawowa wiedza z zakresu obsługi mikrokontrolerów (np. ETP00004W) CELE PRZEDMIOTU C1 Uzyskanie wiedzy z zakresu struktury, właściwości, obszarów aplikacji i oprogramowania systemów pomiarowych C Nabycie umiejętności z zakresu transmisji, akwizycji i przetwarzania danych pomiarowych C3 Nabycie umiejętności oprogramowania wirtualnych urządzeń i systemów pomiarowych z użyciem zintegrowanego graficznego środowiska programistycznego 1

2 PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA Z zakresu wiedzy: PEK_W01 Ma wiedzę w zakresie struktury, właściwości i aplikacji biomedycznych systemów pomiarowo-diagnostycznych PEK_W0 Ma podstawową wiedzę w zakresie przewodowych i bezprzewodowych interfejsów oraz protokołów wykorzystywanych w systemach pomiarowych Z zakresu umiejętności: PEK_U01 Potrafi dobrać i skomunikować elementy systemu pomiarowego PEK_U0 Potrafi ocenić podstawowe właściwości i funkcjonalność systemu pomiarowego PEK_U03 Potrafi opracować algorytm umożliwiający zrealizowanie zadania pomiarowego PEK_U04 Potrafi wykorzystać proste protokoły i interfejsy pomiarowe PEK_U05 Potrafi stworzyć oprogramowanie wirtualnego przyrządu i systemu pomiarowego Z zakresu kompetencji społecznych: PEK_K01 Rozwija kompetencje w zakresie zespołowej współpracy oraz doskonalenia metod opracowania strategii mającej na celu rozwiązywanie powierzonego grupie zadania TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć - wykład Wy1 Podstawowe pojęcia, struktura i zadania Systemu Pomiarowo- Diagnostycznego (SPD), klasy systemów pomiarowych, wprowadzenie do wirtualnych przyrządów i systemów pomiarowych, środowiska programistyczne, wprowadzenie do LabView, organizacja programu i tworzenie interfejsu użytkowania Wy Struktury programistyczne i typy danych w środowisku LabView, sterowanie przepływem danych, analiza programu i wykrywanie błędów Wy3 Obsługa interfejsów szeregowych z wykorzystaniem pakietu VISA, wykorzystanie sterowników urządzeń pomiarowych w pakiecie LabView, przykłady realizacji zadań pomiarowych z wykorzystaniem multimetru z interfejsem szeregowym oraz prezentacja zastosowania karty pomiarowej Wstęp do komunikacji cyfrowej i interfejsów komunikacyjnych w SPD, konfiguracje (topologie), organizacja komunikacji w SPD i przykłady Wy4 Interfejsy RS3, UART, USB (CDC i HID): parametry, warstwa fizyczna, organizacja danych, projektowanie, transcievery, przykłądy zastosowań Wy5 Wprowadzenie do metod uczenia maszynowego Wy6 Problem regresji, ocena modeli regresyjnych, model liniowy Wy7 Problem klasyfikacji, ocena modeli klasyfikacyjnych, regresja logistyczna, sieci neuronowe Wy8 Metody zwiększania odległości i ilości węzłów w systemach pomiarowych korzystających z komunikacji przewodowej, zastosowanie pętli prądowej, interfejsy RS4/RS485, transcievery, przykłady realizacji Wy9 Protokoły komunikacyjne (MODBUS), transmisja równoległa w systemach pomiarowych (IEEE-488/GPIB), kasetowe systemy pomiarowe (VXI) Wy10 Interfejsy dedykowane w systemach pomiarowych, interfejs 1-wire i sieci Microlan: warstwa fizyczna, adresowanie, identyfikacja nowych urządzeń, obszary zastosowań i przykłady realizacji Wy11 Metody przetwarzania analogowo-cyfrowego, moduły Analog-Front-End, karty pomiarowe oraz kontrolno-pomiarowe, moduły pomiarowe z systemem czasu rzeczywistego, konfiguracja systemów modułowych na przykładzie NI CompactDAQ

3 Wy1 Wy13 Wy14 Wy15 Magistrale lokalne SPI i IC/TWI, komunikacja mikrokontrolera z układami peryferyjnymi w systemach pomiarowych, parametry, konfiguracja, przykłady zastosowań pomiarowych Systemy pomiarowe w sieci telekomunikacji ruchomej, obsługa modułów modemowych GSM/UMTS, SMS, GPRS, komendy AT, parametry i dobór modułu oraz anteny, przykłady zastosowań w systemach pomiarowych ze zdalnym bezprzewodowym dostępem Bezprzewodowe systemy pomiarowe w sieciach ZigBee, warstwa fizyczna, funkcje węzłów sieci, topologie, samoorganizacja sieci, ograniczanie zużycia energii i energy harvesting, moduły, przykładowe zastosowania Bezprzewodowe systemy pomiarowe wykorzystujące łącze Bluetooth, warstwa fizyczna, organizacja sieci, profile, modulacje sygnału, BT4.0 Low Energy Suma godzin 30 Forma zajęć - laboratorium La1 Zajęcia wprowadzające - podstawy programowania w Labview z użyciem 3 języka G. Przykład aplikacji analizującej i wizualizującej dane pozyskane z programowego generatora. La Ćwiczenie 1 Generator sygnałów - Cel ćwiczenia: La3 Praktyczne wykorzystanie wiedzy zdobytej na zajęciach wprowadzających i na wykładzie. Nabycie umiejętności realizacji podstawowych zadań oraz implementacji algorytmów wykorzystywanych przy opracowywaniu urządzeń wirtualnych z wykorzystaniem środowiska LabView. La4 Ćwiczenie Obsługa urządzeń pomiarowych z interfejsem szeregowym La5 (wykorzystanie pakietu VISA) Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z metodami obsługi urządzeń wyposażonych w interfejs szeregowy. Nabycie umiejętności realizacji urządzenia wirtualnego wykorzystującego multimetr oraz standard VISA. Zapoznanie się z metodami tworzenia własnych modułów (podprogramów) w środowisku LabView. La6 Ćwiczenie 3 Wirtualne urządzenie kontrolno-pomiarowe La7 z wykorzystaniem karty pomiarowej Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z metodami obsługi kart pomiarowych z wykorzystaniem dedykowanych sterowników i funkcji. Nabycie umiejętności realizacji urządzenia kontrolno-pomiarowego z użyciem zewnętrznej karty pomiarowej. Zaznajomienie się z metodami eksportowania danych i dwuwymiarowej prezentacji wyników w środowisku LabView. La8 Ćwiczenie 4 Pomiar zdalny Cel ćwiczenia: La9 Zapoznanie się z metodami organizacji transmisji danych w systemach pomiarowych. Nabycie umiejętności opracowania protokołu komunikacyjnego dla urządzeń pomiarowych pracujących w konfiguracji single-master/multi-slave oraz zastosowanie opracowanego protokołu do wykonania zdalnych pomiarów. La10 Regresja z wykorzystaniem modelu liniowego 3 La11 La1 La13 La14 Klasyfikacja z wykorzystaniem sieci neuronowych. Realizacja wirtualnego urządzenia pomiarowego na podstawie indywidualnego projektu (z wykorzystaniem karty pomiarowej lub multimetru z interfejsem komunikacyjnym ) La15 Termin na odrobienie nieobecności i poprawki 3 Suma godzin 45 3

4 Pr1 Pr Pr3 Forma zajęć - projekt Opracowanie założeń projektowych dla wirtualnego urządzenia pomiarowego 4 Opracowanie schematów blokowych i algorytmów (do późniejszego wdrożenia w ramach zajęć laboratoryjnych La13 i La14) 8 Opracowanie interfejsu operatora (do wdrożenia w ramach zajęć laboratoryjnych La13 i La14) 3 Suma godzin 15 STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE N1. wykład multimedialny N. demonstracje laboratoryjne N3. prace doświadczalne (laboratoryjne) N4. praca z oprogramowaniem OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Oceny F formująca (w trakcie semestru), P podsumowująca (na koniec semestru) F1 F Numer efektu kształcenia PEK_U01PEK_U0 PEK_U04,PEK_U05 PEK_K01 PEK_U0,PEK_U03 PEK_U04 Sposób oceny osiągnięcia efektu kształcenia Zadania dotyczące obsługi, oprogramowania, konfiguracji i realizacji elementów systemów pomiarowo-diagnostycznych oraz wirtualnych przyrządów Zadania dotyczące opracowywania algorytmów oraz projektowania, porównywania i organizacji elementów systemów pomiarowych P1 PEK_W01-PEK_W0 Wykład ocena z egzaminu P Jak dla F1 Laboratorium średnia ocen z zadań P3 Jak dla F Projekt średnia ocen z zadań LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA LITERATURA PODSTAWOWA: [1] Instrukcje, normy i noty aplikacyjne [] Nawrocki W., Komputerowe systemy pomiarowe, WKŁ, Warszawa 006 [3] Nawrocki W., Rozproszone systemy pomiarowe, WKŁ, Warszawa 006 [4] Jurkowski A., Komputerowe systemy pomiarowe - ćwiczenia laboratoryjne, WPP, Gliwice 007 [5] Koronacki J., Ćwik J., Statystyczne systemy uczące się, EXIT, Warszawa 008 [6] Nałęcz M., Systemy komputerowe i teleinformatyczne w służbie zdrowia, EXIT, Warszawa 004 [7] Tadeusiewicz R., Sieci Neuronowe, Akad. Ofic. Wyd., Warszawa 1993 LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA: [1] Simmonds A., Wprowadzenie do transmisji danych, WKŁ, Warszawa 1999 [] Jakubiec, J., Roj J., Pomiarowe przetwarzanie próbkujące, WPŚ, Gliwice 000 [3] Gruca M., Miernictwo i systemy pomiarowe, EU, Częstochowa 008 [4] Kitchin C., Wzmacniacze operacyjne i pomiarowe przewodnik projektanta, BTC, Legionowo 009 [5] Kester W., Przetworniki A/C i C/A (AD) - teoria i praktyka, BTC, Legionowo 01 [6] Osowski S., Sieci neuronowe w ujęciu algorytmicznym, WNT, Warszawa

5 OPIEKUN PRZEDMIOTU (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) Dr inż. Tomasz Grysiński, Dr inż. Wioletta Szczepanowska-Nowak Przedmiotowy efekt kształcenia MACIERZ POWIĄZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU Systemy pomiarowo-diagnostyczne Z EFEKTAMI KSZTAŁCENIA NA KIERUNKU Inżynieria Biomedyczna I SPECJALNOŚCI Elektronika Medyczna Odniesienie przedmiotowego efektu do efektów kształcenia zdefiniowanych dla kierunku studiów i specjalności (o ile dotyczy)** Cele przedmiotu*** Treści programowe*** Numer narzędzia dydaktycznego*** PEK_W01 K1IBM_W09_SEME C1 Wy1 15 N1 PEK_W0 K1IBM_W09_SEME C Wy4, Wy8-15 N1 PEK_U01 K1IBM_U14_SEME C1- C3 La1-15 N-N4 PEK_U0 K1IBM_U13_SEME C1 - C3 La1-15, Pr1-3 N-N4 PEK_U03 K1IBM_U16_SEME C1 - C3 La1-15, Pr1-3 N-N4 PEK_U04 K1IBM_U16_SEME C1 - C3 La1-15, Pr1-3 N-N4 PEK_U05 K1IBM_U16_SEME C1 - C3 La1-15 N-N4 PEK_K01 (kompetencje) K1IBM_K03 C1 - C3 La1-15 N3-N4 ** - wpisać symbole kierunkowych/specjalnościowych efektów kształcenia *** - z tabeli powyżej 5