Προτεινόμενα θέματα μεταπτυχιακών διπλωματικών. εργασιών Ακαδ. Έτους

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ Τμήμα ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ Ηλεκτρονικών ΙΔΡΥΜΑ Μηχανικών Τ.Ε. Τ.Ε.Ι. ΑΘΗΝΑΣ Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών Σχεδίαση και Ανάπτυξη Προηγμένων Συστημάτων Ηλεκτρονικής Προτεινόμενα θέματα μεταπτυχιακών διπλωματικών εργασιών Ακαδ. Έτους Σημείωση: οι μεταπτυχιακές διπλωματικές εργασίες είναι ατομικές.

2 Εργαστήριο Ηλεκτρικού Χαρακτηρισμού Υλικών και Ηλεκτρονικών Διατάξεων Τίτλος 1: Ανάλυση Ακουστικών Εκπομπών κατά την εφαρμογή μηχανικής καταπόνησης σε φυσικά και τεχνητά υλικά με την εφαρμογή νευρωνικών δικτύων. Στο πλαίσιο των ερευνητικών έργων: α) «Αρχιμήδης ΙΙΙ» TEI Αθήνας, β) «Θαλής» σε συνεργασία με το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο και γ) «Θαλής» σε συνεργασία με το Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Κρήτης Εισηγητές: Σταύρακας Ηλίας, Χλούπης Γιώργος Οι τεχνική των νευρωνικών δικτύων θα εφαρμοστεί στο πλαίσιο της ανάδειξης των κρίσιμων χαρακτηριστικών των Ακουστικών Εκπομπών που ανιχνεύονται κατά την εφαρμογή μηχανικής καταπόνησης σε δοκίμια φυσικών και τεχνιτών δομικών υλικών (μάρμαρο και τσιμέντο). Στόχος είναι ο χαρακτηρισμός και τη διερεύνηση των διαδικασιών εξέλιξης της μηχανικής παραμόρφωσης και της δημιουργίας και ανάπτυξης micro - και macro-cracks (fracture) στα υλικά με δυνητικές εφαρμογές σε μεσο-, και μακρο- κλίμακα. Κωδικός: Τίτλος 2: Ηλεκτρικός χαρακτηρισμός πολυμερικών νανοσύνθετων υλικών. Στο πλαίσιο του ερευνητικού έργου «Θαλής» : «Ανάπτυξη και Χαρακτηρισμός Καινοτόμων Πολυ- Λειτουργικών Νανοσύνθετων Υλικών Πολυμερικής Μήτρας». Εισηγητής: Τριάντης Δήμος - Σταύρακας Ηλίας Ο ηλεκτρικός χαρακτηρισμός των έξυπνων, σύνθετων υλικών (πολυμερικά υλικά με εμφυτεύματα νανοσωματιδίων, γραφενίου, νανοσωλήνων ανθρακα), αποτελεί ένα ταχέως αναπτυσσόμενο πεδίο έρευνας με παράλληλες εφαρμογές στο σχεδιασμό νέων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Τέτοια υλικά εν δυνάμει μπορούν να βρουν εφαρμογές στη μικροηλεκτρονική, στην ιατρική, στην αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας και την οπτικοηλεκτρονική. Σ αυτό το πλαίσιο και προκειμένου να μελετηθούν οι ηλεκτρικές ιδιότητες τέτοιων νέων παραγόμενων υλικών απαιτούνται μετρήσεις με τεχνικές διηλεκτρικής φασματοσκοπίας ευρείας περιοχής συχνοτήτων σε θερμοκρασίες από 220Κ έως 330Κ, καθώς και της συμπεριφοράς της dc ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Στη συνέχεια μετά την ανάλυση των πειραματικών αποτελεσμάτων θα διαπιστωθεί κατά πόσο η ποσόστωση των εμφυτευμάτων και το μέγεθος αυτής στην πολυμερική μήτρα, δίνει τη δυνατότητα να προκύψουν σύνθετες δομές με καλύτερες και αξιοποιήσιμες ιδιότητες. Κωδικός: Σημείωση: Η επέκταση του ηλεκτρικού χαρακτηρισμού με την τεχνική των ισόθερμων ρεμάτων πόλωσης - αποπόλωσης καθώς και των θερμικά αποδιεγειρόμενων ρευμάτων αποπόλωσης καθιστά δυνατή την εκπόνηση μιας 2 ης διπλωματικής διατριβής. Κωδικός:

3 Τίτλος 3: Ανάπτυξη φορητής πλατφόρμας συλλογής και επεξεργασίας δεδομένων προσανατολισμένης για εκπαιδευτικής δραστηριότητες διερευνητικής μάθησης Εισηγητής: Χλούπης Γιώργος Στην παρούσα εργασία θα σχεδιαστεί και θα υλοποιηθεί (ως τελικό προϊόν) σύστημα καταγραφής και επεξεργασίας δεδομένων για χρήση κυρίως από μαθητές στα σχολικά εργαστηριακά πειράματα, στις ερευνητικές εργασίες και γενικότερα σε όλες τις δραστηριότητες διερευνητικής μάθησης. Ειδικότερα, θα υλοποιηθεί φορητή συσκευή συλλογής δεδομένων από εξωτερικούς αισθητήρες με χρήση υπολογιστή μονής πλακέτας, οθόνη υγρών κρυστάλλων και χρήση λειτουργικού Linux προκειμένου ο μαθητής να είναι σε θέση να συλλέγει δεδομένα από τους αισθητήρες που έχει συνδέσει, να τα απεικονίζει και να τα επεξεργάζεται με χρήση της φορητής πλατφόρμας. Ιδιαίτερη προσοχή θα δοθεί στη δημιουργία τεχνολογικών λύσεων και παρεμβάσεων που θα βελτιώνουν τη φιλικότητα του συστήματος όπως : α) εξελληνισμένο πακέτο μηνυμάτων τόσο για τη συλλογή όσο και για την επεξεργασία των μετρήσεων, β) δημιουργία πακέτου υποσυστημάτων αισθητήρων με χαρακτηριστικά άμεσης αναγνώρισης από την πλατφόρμα (ώστε να μην απαιτείται παρέμβαση-ρύθμιση από το χρήστη), γ) δυνατότητες διασύνδεσης (Ethernet, USB), δ) δυνατότητες σύνδεσης εξωτερικής οθόνης και ε) δημιουργία προκαθορισμένων συνόλων ασκήσεων ώστε να είναι δυνατή η λειτουργία και σε κατάσταση επίδειξης (μέτρηση αποτέλεσμα). Οι καινοτομίες της προτεινόμενης εργασίας θα είναι το χαμηλό κόστος (στόχευση για κόστος <150 της βασικής μονάδας), το εξελληνισμένο περιβάλλον, η ανοιχτή σχεδίαση του και η δημιουργία διεπαφών προσανατολισμένων στους μαθητές. Κωδικός:

4 Εργαστήριο Ασύρματων Επικοινωνιών και Ηλεκτρονικών Εφαρμογών Wireless Communications and e-applications Research Laboratory -WiCEAR Τίτλος 1: Μοντελοποίηση και προσομοίωση 4G δικτύων μέσω OPNET Εισηγητές: Βουδούρης Κωνσταντίνος, Τσιάκας Παναγιώτης Σκοπός της προτεινόμενης διπλωματικής εργασίας είναι η παρουσίαση της δομής και λειτουργίας των ικτύων Επόμενης Γενιάς ( ), καθώς και η ανάλυση των πλεονεκτημάτων που αυτά προσφέρουν. ύο τέτοια είδη δικτύων είναι το WiMAX και το LTE, τα οποία θα εξεταστούν ως προς τα χαρακτηριστικά τους. Μπορεί η πτυχιακή στην πορεία να εστιαστεί περαιτέρω, όπως για παράδειγμα στους μηχανισμούς δρομολόγησης που χρησιμοποιούνται, ή στους μηχανισμούς ελέγχου ισχύος εκπομπής. Η εργασία θα μοντελοποιήσει τα παραπάνω συστήματα σε περιβάλλον εξομοίωσης, στοχεύοντας στην αξιολόγηση τους. Το λογισμικό που θα χρησιμοποιηθεί για αυτόν το σκοπό είναι το OPNET. Η εργασία αυτή θα εκπονηθεί στο πλαίσιο των συμπερασμάτων του ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος FP7 ICT REWIND. Κωδικός: Τίτλος 2: Σχεδίαση μικροκυματικών κυκλωμάτων και εξαρτημάτων για εφαρμογές στα 60GHz Εισηγητής: Βουδούρης Κωνσταντίνος, Τσιάκας Παναγιώτης Η εργασία αφορά στη μελέτη, σχεδίαση και προσομοίωση RF μικροκυματικών - χιλιοστομετρικών κυκλωμάτων, όπως φίλτρα και ενισχυτές, για εφαρμογές στα 60 Hz. Κατά τη διάρκεια της εργασίας, θα πρέπει ο/η φοιτητής/φοιτήτρια να προβεί στο σχεδιασμό και βελτιστοποίηση αυτών μέσω του λογισμικού ADS (Advanced Design System). Η εργασία αυτή θα εκπονηθεί στο πλαίσιο των συμπερασμάτων του ερευνητικού προγράμματος Corallia - NexGenMiliwave. Κωδικός: Τίτλος 3: Μελέτη SDR και εξομοίωση IF βαθμίδας τηλεπικοινωνιακού δέκτη Εισηγητής: Βουδούρης Κωνσταντίνος, Τσιάκας Παναγιώτης Η εργασία αφορά στη μελέτη της τεχνολογίας Software Defined Radio (SDR), αναπτύσσοντας τα προβλήματα αλλά και τα πλεονεκτήματα που προσφέρει, καθώς και τις εφαρμογές που μπορεί να έχει σε δίκτυα νέας γενιάς. Στο πλαίσιο της εργασίας, θα πραγματοποιηθεί εξομοίωση της IF βαθμίδας ενός τηλεπικοινωνιακού δέκτη σε SDR board. Η εργασία αυτή θα εκπονηθεί στο πλαίσιο των συμπερασμάτων του ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος FP7 ICT REWIND. Κωδικός:

5 Εργαστήριο Μικροσυστημάτων, Αισθητήρων και Ενσωματωμένων Διατάξεων» Τίτλος 1: Μελέτη και κατασκευή φορητής συσκευής ελέγχου καθαρότητας νερού Εισηγητές: Γρ. Καλτσάς, Γρ. Κουλούρας Η συγκεκριμένη εργασία εστιάζεται στην ανάπτυξη ενός ενσωματωμένου συστήματος για έλεγχο της καθαρότητας του νερού. Η συγκεκριμένη διάταξη θα αποτελείται από μια συσκευή τοποθέτησης του νερού η οποία θα είναι διάφανη. Θα ενσωματώνεται μια διάταξη εκπομπής φωτός (πχ LED) και μια διάταξη αισθητήρα φωτός, η οποία θα αποτυπώνει το φάσμα της διάταξης εκπομπής, αφού η ακτινοβολία διέλθει μέσα από το νερό. Η συγκεκριμένη δομή θα συνδέεται με μικροελεγκτή AVR της Atmel, ο οποίος θα καταγράφει και θα επεξεργάζεται τα δεδομένα της ανάλυσης με στόχο την εύρεση του ποσοστού καθαρότητα του νερού. Το τελικό αποτέλεσμα της ανάλυσης θα αποτυπώνεται σε πραγματικό χρόνο σε οθόνη LCD. Κωδικός: Τίτλος 2: Πρότυπες μικρο-ρευστομηχανικές διατάξεις κυτταρικών αισθητήρων για βιοτεχνολογικές και διαγνωστικές εφαρμογές Εισηγητής: Γρ. Καλτσάς Η συγκεκριμένη εργασία αποσκοπεί στην ανάπτυξη πολυπροσαρμοστικής μικρορευστομηχανικής διάταξης για την παραμετρική ανάλυση βιολογικών δειγμάτων μέσω ποικίλων ηλεκτρικών σημάτων. Τα βιολογικά δείγματα προς μελέτη εστιάζονται κυρίως στην κατηγορία των κυττάρων, τα οποία θα διοχετεύονται σε ειδικά κατασκευασμένο δίκτυο καναλιών με ενσωματωμένους αισθητήρες. Οι αισθητήρες θα αποτελούνται από μικρο-ηλεκτρόδια μέσω των οποίων θα λαμβάνονται τα παραγόμενα ηλεκτρικά σήματα, τα οποία συσχετίζονται με αλλαγές της κυτταρικής φυσιολογίας που προκύπτουν είτε λόγω της διαφοροποίησης ενός συγκεκριμένου κυτταρικού τύπου (π.χ. ογκογένεση) ή της αλληλεπίδρασης των κυτταρικών υποδοχέων με τις προς ανίχνευση ουσίες. Τα ηλεκτρόδια μπορούν να υποκατασταθούν και από smt thermistors τα οποία θα λειτουργούν είτε σαν heaters είτε σαν αισθητήρες. Η όλη διάταξη θα ελέγχεται μέσω μικροελεγκτή, ο οποίος θα συλλέγει και θα επεξεργάζεται τα δεδομένα. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης θα προβάλλονται σε οθόνη LCD. Παράλληλα θα παρέχεται η δυνατότητα διασύνδεσης με Η/Υ για περαιτέρω επεξεργασία. Κωδικός:

6 Τίτλος 3: Μοντελοποίηση εύκαμπτου αισθητήρα ροής μέσω του λογισμικού Comsol Εισηγητής: Γρ. Καλτσάς, Γ. Πάτσης Στη συγκεκριμένη εργασία θα προσομοιωθεί διάταξη εύκαμπτου αισθητήρα ροής μέσω Η/Υ. Για την προσομοίωση θα χρησιμοποιηθεί το εμπορικό πακέτο Comsol ( μέσω του οποίου θα πραγματοποιηθεί η όλη ανάλυση. Θα ελεγχθεί η επίδραση των διαστάσεων στις βασικές γεωμετρίες και θα επιλεγεί ο βέλτιστος συνδυασμός για την καλύτερη απόδοση του συστήματος. Το πακέτο Comsol περιλαμβάνει ένα αυτόνομο και ολοκληρωμένο σύστημα διαχείρισης και σχεδιασμού των γεωμετριών που θα προσομοιωθούν. Κωδικός: Τίτλος 4: Ανάπτυξη ασυρμάτου δικτύου αισθητήρων για ανίχνευση σεισμών Εισηγητής: Γρ. Καλτσάς, Γρ. Κουλούρας Για την συγκεκριμένη εργασία θα χρησιμοποιηθεί η αναπτυξιακή διάταξη CC2 20DBK. Περιλαμβάνει δύο CC2 20DB εκπαιδευτικές κάρτες, οι οποίες περιέχουν πομποδέκτη CC2 20, μικροελεγκτή AVR ATmega128L της Atmel, 32 Kbytes εξωτερική μνήμη, ενσωματωμένη κεραία τυπωμένη πάνω στην πλακέτα καθώς και joystick, κουμπιά και leds που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη μιας οπτικής διεπαφής. Επιπλέον διαθέτει έναν αισθητήρα θερμοκρασίας, ποτενσιόμετρο και σειριακή πόρτα RS-232. Ο CC2 20 είναι ένας ολοκληρωμένος πομποδέκτης συμβατός με το IEEE Standard. Προσφέρει μία ολοκληρωμένη και χαμηλού κόστους λύση για ανάπτυξη εφαρμογών στη ζώνη των 2. Hz. Ο εμπλεκόμενος φοιτητής θα χρησιμοποιήσει τους συγκεκριμένους κόμβους για να δομήσει ασύρματο δίκτυο το οποίο θα εστιαστεί σε εφαρμογές ανίχνευσης σεισμών. Σε κάθε κόμβο θα συνδεθεί τουλάχιστο ένας αισθητήρας επιτάχυνσης τριών αξόνων ώστε να ανιχνεύονται οι επαγόμενες μεταβολές σε πραγματικό χρόνο. Οι κόμβοι θα καταγράφουν συνεχώς τις επιταχύνσεις του περιβάλλοντος και θα πρέπει να «αντιλαμβάνονται» τα σεισμικά γεγονότα. Κωδικός: Τίτλος 5: Ανάπτυξη αλγορίθμου σε μικροελεγκτή AVR για ανίχνευση και καταγραφή σεισμικών γεγονότων Εισηγητής: Γρ. Καλτσάς, Γρ. Κουλούρας Η συγκεκριμένη εργασία είναι συμπληρωματική της προηγούμενης. Ο εμπλεκόμενος φοιτητής θα αναπτύξει αλγορίθμους εντοπισμού σεισμικών γεγονότων με χρήση συγκεκριμένων κριτηρίων. Οι επιταχύνσεις που καταγράφονται από το δίκτυο αισθητήρων σε πραγματικό χρόνο θα πρέπει να επεξεργάζονται και να εντοπίζεται με ακρίβεια και αξιοπιστία το σεισμικό γεγονός. Στα πλαίσια της συγκεκριμένης εργασίας θα πρέπει να αναπτυχθούν και πρωτόκολλα

7 δρομολόγησης των δεδομένων των κόμβων, ώστε να διασφαλίζεται η ομαλή και γρήγορη λειτουργία του δικτύου. Κωδικός: Τίτλος 6: Δημιουργία Bootloader για τον μικροελεγκτή AT-XMEGA256-A3BU σε συνδυασμό με υποδομή Cloud για την παροχή νέων αναβαθμίσεων firmware ως υπηρεσία Εισηγητής: Γρ. Κουλούρας, Γρ. Καλτσάς Στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η δημιουργία ενός Bootloader για τον μικροελεγκτή AT-XMEGA256-A3BU. Στο evaluation board «XME A-A3BU XPLAINED» θα πρέπει να προσαρμοστεί ενσύρματος ή ασύρματος Ethernet controller σαν περιφερειακή μονάδα για πρόσβαση στο Internet. Επίσης θα δημιουργηθεί μια υπηρεσία με κατάλληλη υποδομή cloud, η οποία θα παρέχει τις νέες αναβαθμίσεις firmware για διάφορα project. Η κάθε ενσωματωμένη συσκευή, κατά την επανεκκίνησή της, θα εκτελεί τον κώδικα του Bootloader, ο οποίος θα ψάχνει στο cloud του συγκεκριμένου project αν υπάρχει νέο firmware για αναβάθμιση. Αν δεν υπάρχει θα ξεκινάει το κανονικά η λειτουργία της ενσωματωμένης συσκευής. Σε περίπτωση που υπάρχει νεότερο firmware θα πρέπει ο Bootloader να το κατεβάζει από το cloud και να κάνει αυτόματα την αναβάθμιση της ενσωματωμένης συσκευής. Κωδικός: Τίτλος 7: Υλοποίηση ενσωματωμένης διάταξης με χρήση της αναπτυξιακής πλατφόρμας XMEGA-A3BU XPLAINED Εισηγητής: Γρ. Καλτσάς, Γρ. Κουλούρας Στόχος της συγκεκριμένης εργασίας είναι η ανάπτυξη μιας πρότυπης ενσωματωμένης διάταξης μέσω της πλατφόρμας XME A-A3BU XPLAINED. Η εν λόγω πλατφόρμα βασίζεται στον μικροελεγκτή AVR ATxmega256A3BU και διαθέτει ενσωματωμένη γραφική οθόνη LCD (128x32 pixels), ενσωματωμένους αισθητήρες φωτός και θερμοκρασίας, QTouch button κτλ. Ο εμπλεκόμενος φοιτητής θα κληθεί να προσαρμόσει στην υπάρχουσα αναπτυξιακή διάταξη εξωτερικούς αισθητήρες: απόστασης, επιτάχυνσης, πίεσης και φωτός και να αναπτύξει ειδικά προγράμματα ελέγχου και καταγραφής των αποκρίσεων. Παράλληλα θα πρέπει να αναπτύξει ειδική εφαρμογή σε περιβάλλον LabView η οποία θα αναπαριστά και θα επεξεργάζεται τα δεδομένα των αισθητήρων σε πραγματικό χρόνο. Κωδικός:

8 Τίτλος 8: Σχήματα Ενεργειακά Ευφυούς Δρομολόγησης στα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (Energy Efficient Routing Schemes for Wireless Sensor Networks) Εισηγητής: Διονύσης Κανδρής Τα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (WSNs) αποτελούν μια από τις σπουδαιότερες σύγχρονες Τεχνολογίες Αιχμής με πληθώρα συγκριτικών πλεονεκτημάτων έναντι των Ενσύρματων Δικτύων Αισθητήρων αλλά και με σημαντικό μειονέκτημα την περιορισμένη τους ενεργειακή αυτονομία. Για το λόγο αυτό η εξοικονόμηση ενέργειας αποτελεί επιτακτική ανάγκη στα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων και σημαντικό πεδίο αντίστοιχης επιστημονικής έρευνας. Ένας τρόπος για την επίτευξη της είναι η εφαρμογή της ενεργειακά ευφυούς επικοινωνίας μεταξύ των κόμβων σε ένα Ασύρματο Δίκτυo Αισθητήρων Αντικείμενο της προτεινόμενης διπλωματικής εργασίας είναι η συγκριτική παρουσίαση σύγχρονων πρωτοκόλλων ενεργειακά ευφυούς δρομολόγησης σε Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων. Κωδικός: Τίτλος 9: Αποφυγή και Έλεγχος Συμφόρησης στα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (Congestion Avoidance and Congestion Control in Wireless Sensor Networks) Εισηγητής: Διονύσης Κανδρής Τα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (WSNs) αποτελούν μια από τις σπουδαιότερες σύγχρονες Τεχνολογίες Αιχμής. Όπως και στην περίπτωση των Ενσύρματων Δικτύων Αισθητήρων η υπέρμετρη αύξηση του τηλεπικοινωνιακού φόρτου προκαλεί συμφόρηση στο δίκτυο που καθιστά προβληματική ή και αδύνατη ακόμα την επικοινωνία σε αυτό. Για το λόγο αυτό η αντιμετώπιση είτε της επερχόμενης συμφόρησης ή της ήδη υπάρχουσας αποτελεί επιτακτική ανάγκη στα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων και σημαντικό πεδίο αντίστοιχης επιστημονικής έρευνας. Αντικείμενο της εργασίας είναι η συγκριτική παρουσίαση σύγχρονων σχημάτων αποφυγής και ελέγχου της συμφόρησης σε Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων. Κωδικός: Τίτλος 10: Σχεδίαση προσομοίωση ψηφιακών κυκλωμάτων με VHDL Εισηγητής: Γ. Πάτσης H VHDL είναι γλώσσα περιγραφής υλικού (Hardware description language) και χρησιμοποιείται για την περιγραφή ψηφιακών κυκλωμάτων. Θα χρησιμοποιηθεί για τη σχεδίαση και προσομοίωση των απαιτούμενων κυκλωμάτων για τη λειτουργία ενός απλού επεξεργαστή Κωδικός:

9 Τίτλος 11: Μοντελοποίηση χαρακτηριστικών τρανζίστορ ενός ηλεκτρονίου (Single electron transistor) με VHDL-AMS Εισηγητής: Γ. Πάτσης Τα τρανζίστορ ενός ηλεκτρονίου είναι νανοηλεκτρονικές διατάξεις που βασίζονται στο φαινόμενο του φραγμού Coulomb και στο φαινόμενο σήραγγος. Στα πλαίσια της εργασίας θα γίνει μελέτη της θεωρίας αυτών των διατάξεων και θα αναπτυχθεί κώδικας σε VHDL-AMS (σε περιβάλλον Ansoft Simplorer) για την χρήση αυτών των διατάξεων σε προσομοιώσεις της λειτουργίας τους Κωδικός: Τίτλος 12: Μοντελοποίηση κυκλωμάτων με διατάξεις τρανζίστορ ενός ηλεκτρονίου με VHDL- AMS. Εισηγητής: Γ. Πάτσης Η εργασία αυτή θα χρησιμοποιήσει τη μοντελοποίηση του τρανζίστορ ενός ηλεκτρονίου για τη σχεδίαση και προσομοίωση λειτουργίας, βασικών ψηφιακών πυλών και κυκλωμάτων. Η ανάπτυξη των μοντέλων θα γίνει σε περιβάλλον Ansoft Simplorer με χρήση της γλώσσας VHDL-AMS. Κωδικός: Τίτλος 13: Ανάπτυξη διεπιφάνειας σε περιβάλλον Matlab για το μετρολογικό χαρακτηρισμό δομών μέσω εικόνων SEM (Scanning Electron Microscope) Εισηγητής: Γ. Πάτσης Προσδιορισμός στατιστικών χαρακτηριστικών εικόνων SEM δομών και διατάξεων. Ανάπτυξη εργαλείων λογισμικού για το μετρολογικό χαρακτηρισμό. Κωδικός:

10 Εργαστήριο Έρευνας και Ανάπτυξης Ηλεκτρονικών και Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων Τίτλος 1: Σχεδιασμός Τμήματος RF Μικροκυματικού Ραδιόμετρου για Εφαρμογές Παθητικής Θερμογραφίας Εισηγητές: Α.Νασιόπουλος, Σ.Καραμπέτσος, Γ.Κουλούρας Πρόκειται για το Σχεδιασμό και την Ανάπτυξη του τμήματος RF (RF front end) ενός Μικροκυματικού Ραδιόμετρου, τύπου Dicke, που προορίζεται για Εφαρμογές Παθητικής Μικροκυματικής Θερμογραφίας και ανίχνευση παθολογικών καταστάσεων στο ανθρώπινο σώμα. Αφού μελετηθεί σε επίπεδο αρθρογραφίας το state off the art θα σχεδιαστεί το στάδιο Υψηλών Συχνοτήτων του Μικροκυματικού Ραδιόμετρου. Θα προηγηθεί προσομοίωση με τα λογισμικά ADS της Agilent ( και ενδεχομένως HFSS) και θα ακολουθήσει η ανάπτυξη του κυκλώματος με διακριτά στοιχεία. Οι εφαρμογές προορίζονται για τη φασματική περιοχή από 1 έως 4 GHz και το ελεγχόμενο εύρος ζώνης λειτουργίας της συσκευής θα περιορίζεται από 30 έως 100 MHz με δυνατότητα σάρωσης όλης της ζώνης. Βιβλιογραφία - Microwaves Radiometer Systems, Niels Scou, David Le Vine - RF Circuit Design, Joseph Carr, TAB Electronics - ADS Tutorial - HFSS Tutorial Σημείωση: η εργασία θα πραγματοποιηθεί στο εργαστήριο (RDEETL) και αποτελεί μικρό τμήμα ερευνητικού έργου Κωδικός:

11 Ερευνητική Ομάδα Ψηφιακών Επικοινωνιών και Επεξεργασίας Σήματος (DiCoSiP) Τίτλος 1: DTX-DRX σε LTE δίκτυα Εισηγητής: Ζέρβας Ευάγγελος Προηγμένες τεχνικές ασυνεχούς μετάδοσης (Discontinuous Transmission- DTX) και λήψης (Discontinuous Reception- DRX) χρησιμοποιούνται σε συστήματα 4 γενεάς όπως το Long Term Evolution (LTE) με σκοπό την εξοικονόμηση ενέργειας στον κινητό σταθμό και την συνολική αύξηση της χωρητικότητας του συστήματος. Στην προτεινόμενη πτυχιακή εργασία θα μελετηθούν οι διάφορες προταθείσες τεχνικές και θα αποτιμηθεί η επίδοσή τους με την βοήθεια εξομοιώσεων. Προτεινόμενη πλατφόρμα εξομοιώσεων το MATLAB Προαπαιτούμενα: Καλή γνώση πιθανοτήτων, θεωρίας ουρών αναμονής και MATLAB Κωδικός: Τίτλος 2: Εξοικονόμηση ενέργειας σε LTE δίκτυα Εισηγητής: Ζέρβας Ευάγγελος Τα ασύρματα δίκτυα έχουν σημαντική συνεισφορά στην κατανάλωση ισχύος, η οποία για τεχνολογίες ICT φθάνει το 4% της ετήσιας συνολικής κατανάλωσης και το ποσοστό αυτό έχει αυξητική πορεία. Σε συστήματα 4 γενεάς (LTE) προσφέρονται μεγάλες ταχύτητες πρόσβασης με τίμημα την μικρή κάλυψη και έτσι απαιτούνται περισσότεροι σταθμοί βάσης (περισσότερη καταναλισκόμενη ισχύς). Η χρήση πολύ μικρών κυψελών (femtocells) έχει προταθεί για την αύξηση της κάλυψης και την εξισορρόπηση του φόρτου των macrocells. Στην προτεινόμενη πτυχιακή εργασία θα μελετηθούν τα πλεονεκτήματα και οι προκλήσεις της χρησιμοποίησης femtocells σε κυψελωτά δίκτυα καθώς και η ανταλλαγή επίδοσης με την εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνεται. Προτεινόμενη πλατφόρμα εξομοιώσεων το MATLAB. Προαπαιτούμενα: Καλή γνώση πιθανοτήτων, MATLAB Κωδικός:

12 Τίτλος 3: Αλγόριθμοι μεταβίβασης (handover) σε δίκτυα LTE που ενσωματώνουν macrocells-femtocells αρχιτεκτονικές Εισηγητής: Ζέρβας Ευάγγελος Η χρήση femtocells για την αύξηση της κάλυψης και της χωρητικότητας συστημάτων 4 γενεάς επιβάλλει νέους αλγορίθμους διαχείρισης κινητικότητας των χρηστών και ιδιαίτερα της μεταβίβασης. Στην προτεινόμενη πτυχιακή εργασία θα μελετηθούν και θα εξομοιωθούν προταθέντες αλγόριθμοι μεταβίβασης ώστε να αποτιμηθεί η επίδοση τους όσον αφορά στην εξοικονόμηση ενέργειας και στην αύξηση της χωρητικότητας του συστήματος. Προτεινόμενη πλατφόρμα εξομοίωσης το MATLAB. Προαπαιτούμενα: Καλή γνώση πιθανοτήτων, μοντέλων κινητικότητας χρηστών και MATLAB Κωδικός:

13 Ναυπακτίτης Δρόσος Τίτλος 1: Μελέτη και κατασκευή ανεμογεννήτριας ισχύος 1 KW Εισηγητής: Ναυπακτίτης Δρόσος Σ αυτή την εργασία θα κατασκευαστεί μια ανεμογεννήτρια στο σύνολό της για ισχύ κοντά στο 1 KW περίπου, πρώτα θα κατασκευασθούν τα τρία πτερύγια με το σωστό αεροδυναμικό προφίλ ακολουθώντας την θεωρία για αεροδυναμικά προφίλ. Στη συνέχεια θα συνδεθούν τα πτερύγια με την γεννήτρια και το υπόλοιπο σύστημα. Έμφαση θα δοθεί στο να μπορεί η ανεμογεννήτρια στου δυνατούς ανέμους να βγαίνει εκτός λειτουργίας. Κωδικός: Τίτλος 2: Κατασκευή αυτόνομου συστήματος φωτισμού σε εξωτερικούς χώρους από φωτοβολταϊκά Εισηγητής: Ναυπακτίτης Δρόσος Στόχος είναι η κατασκευή μιας κολώνας, όπου στην κορυφή της θα έχουν συνδεθεί φωτοβολταϊκά με σταθερό προσανατολισμό στον Ήλιο. Στο εσωτερικό της κοντά στη βάση θα υπάρχουν και κυκλώματα (ηλεκτρονικά) ελέγχου και ο συσσωρευτής την ημέρα θα φορτίζεται από τα φωτοβολταϊκά μέσω των κυκλωμάτων ελέγχου και την νύχτα θα επιστρέφει τη ενέργεια σε μια ή και περισσότερες ηλεκτρονικές λάμπες στην κορυφή της κολώνας. Κωδικός: Τίτλος 3: Κατασκευή κυκλώματος αυτόματου προσανατολισμού φωτοβολταϊκών στοιχείων στον Ήλιο Εισηγητής: Ναυπακτίτης Δρόσος Θα γίνει μελέτη και κατασκευή ηλεκτρονικού κυκλώματος με στόχο τα φωτοβολταϊκά πάνελ να ακολουθούν συνεχώς τον Ήλιο. Έτσι θα έχουμε συνεχώς κατά μέσο όρο μεγαλύτερη απόδοση κατά 30%. Κωδικός:

14 Τίτλος 4: Φορτιστές συσσωρευτών από Ανεμογεννήτριες και φωτοβολταϊκά Εισηγητής: Ναυπακτίτης Δρόσος Η φόρτιση συσσωρευτών από φωτοβολταϊκά και ανεμογεννήτριες θα πραγματοποιηθεί με τη βέλτιστη μέθοδο PWM (Διαμόρφωση Εύρους Παλμών). Η μέθοδος αυτή παρουσιάζει τον μεγαλύτερο δυνατό βαθμό απόδοσης. Κωδικός:

15 Κάβουρας Διονύσης Τίτλος 1: Ηλεκτρονικό σύστημα παρακολούθησης ασθενών με χρόνιες παθήσεις Εισηγητής: Διονύσης Κάβουρας Οι χρόνιες παθήσεις περιλαμβάνουν ένα ευρύ φάσμα προβλημάτων υγείας όπως ο διαβήτης, το άσθμα, καρδιακές ασθένειες και διαταραχές του ύπνου. Σε πολλές περιπτώσεις, οι χρόνιες ασθένειες απαιτούν κάποιο είδος παρακολούθησης της κατάστασης της υγείας, ειδικά στα μετέπειτα στάδια της εξέλιξης της νόσου. Στην παρούσα διπλωματική, θα αναπτυχθεί ένα σύστημα που θα παρακολουθεί τα ζωτικά σημεία (καρδιακός ρυθμός, θερμοκρασία, αρτηριακή πίεση, σάκχαρο) ενός ασθενούς που πάσχει από κάποια χρόνια πάθηση σε συνεχή βάση. Επιπλέον, το σύστημα θα είναι σε θέση να ανιχνεύει απώλεα ισορροπίας του ατόμου (για παράδειγμα σε περίπτωση απότομης πτώσης λόγω λιποθυμίας). Τα δεδομένα θα συλλέγονται από κατάλληλους αισθητήρες, θα φέρουν κατάλληλη χρονοσήμανση και θα προωθούνται με ασφαλή τρόπο σε μια συσκευή (υπολογιστής ή φορητή συσκευή) που θα λειτουργεί ως σταθμός παρακολούθησης και συγκέντρωσης δεδομένων. Ο σταθμός παρακολούθησης θα μπορεί να αποθηκεύει τα δεδομένα ή και να τα προωθεί με ασφάλεια σε ένα διακομιστή βάσης δεδομένων. Το σύστημα θα παρέχει τη δυνατότητα να αποστέλλει ειδοποιήσεις, με μορφή ή SMS, σε συγγενικά πρόσωπα ή σε ιατρικό προσωπικό. Βιβλιογραφία [1] R.S. Dilmaghani, H. Bobarshad, M. havami, S. Choobkar and Charles Wolfe, Wireless Sensor Networks for Monitoring Physiological Signals of Multiple Patients, IEEE Trans. Biomedical Circuits and Systems, vol. 5, pp , [2] N.P. Jain, P.N. Jain and T.P Agarkar, An embedded, SM based, multiparameter, realtime patient monitoring system and control An implementation for ICU patients, World Congress on Information and Communication Technologies (WICT), pp , [3] ZigBee Alliance, ZigBee Wireless Sensor Applications for Health, Wellness and Fitness, Κωδικός:

16 Αλεξανδρίδης Αλέξανδρος Τίτλος 1: Αναγνώριση προτύπων σε μουσικές μελωδίες με χρήση νευρωνικών δικτύων Εισηγητής: Αλεξανδρίδης Αλέξανδρος Στόχος της εργασίας αυτής είναι η μελέτη των δυνατοτήτων που προσφέρει η τεχνολογία των νευρωνικών δικτύων στην αναγνώριση προτύπων σε μουσικές μελωδίες. Συγκεκριμένα θα διερευνηθεί η εξαγωγή από τη μελωδία των κατάλληλων μεταβλητών εισόδου στο νευρωνικό δίκτυο και στη συνέχεια η εκπαίδευση του δικτύου με στόχο την κατηγοριοποίηση της μελωδίας ως προς διάφορα χαρακτηριστικά, π.χ. το είδος της μουσικής, τον συνθέτη ή τον εκτελεστή. Ενδεικτική βιβλιογραφία: Efstathios Stamatatos, erhard Widmer, Automatic identification of music performers with learning ensembles, Artificial Intelligence, 165, (2005) pp Tzanetakis, G., Cook, P., Musical genre classification of audio signals, IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, 10, (2002) pp Κωδικός: Τίτλος 2: Μοντελοποίηση σεισμολογικών δεδομένων με χρήση νευρωνικών δικτύων και εξελικτικού υπολογισμού Εισηγητής: Αλεξανδρίδης Αλέξανδρος Στόχος της εργασίας αυτής είναι η χρήση της τεχνικής των νευρωνικών δικτύων, σε συνδυασμό με μεθοδολογίες που ανήκουν στην κατηγορία του εξελικτικού υπολογισμού, όπως οι γενετικοί αλγόριθμοι ή η βελτιστοποίηση σμήνους σωματιδίων (particle swarm optimization), για τη μοντελοποίηση σεισμικών δεδομένων. Συγκεκριμένα οι μέθοδοι εξελικτικού υπολογισμού θα χρησιμοποιηθούν προκειμένου να επιλεγεί ο βέλτιστος, ως προς την ακρίβεια του παραγόμενου μοντέλου, συνδυασμός μεταβλητών εισόδου στο νευρωνικό δίκτυο. Η εργασία θα εκπονηθεί στο πλαίσιο του ερευνητικού έργου Θαλής σε συνεργασία με το ΤΕΙ Κρήτης. Ενδεικτική βιβλιογραφία: Alexandridis A, Ε. Chondrodima, Ε. Efthimiou, G. Papadakis, F. Vallianatos, D. Triantis, Large earthquake occurrence estimation based on radial basis function neural networks, IEEE Transactions on eoscience and Remote Sensing (2013), In Press. Κωδικός:

17 Τίτλος 3: Βελτιστοποίηση νευρωνικών δικτύων με χρήση μεθοδολογιών εξελικτικού υπολογισμού Εισηγητής: Αλεξανδρίδης Αλέξανδρος Στην εργασία αυτή θα μελετηθεί η χρήση μεθοδολογιών εξελικτικού υπολογισμού για το σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση μοντέλων νευρωνικών δικτύων. Συγκεκριμένα, η επιλογή των παραμέτρων του νευρωνικού δικτύου θα αντιμετωπισθεί σαν ένα πρόβλημα βελτιστοποίησης με στόχο την ελαχιστοποίηση του σφάλματος πρόβλεψης του μοντέλου. Οι μεθοδολογίες εξελικτικού υπολογισμού που θα δοκιμασθούν θα περιλαμβάνουν γενετικούς αλγόριθμους, βελτιστοποίηση σμήνους σωματιδίων (particle swarm optimization), κτλ. Ενδεικτική βιβλιογραφία: Alexandridis, A., E. Chondrodima, H. Sarimveis, Radial Basis Function network training using a non-symmetric partition of the input space and Particle Swarm Optimization, IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 24 (2013), pp Κωδικός: Τίτλος 4: Αυτόματος έλεγχος μη γραμμικών συστημάτων με νευρωνικά δίκτυα και μεθοδολογία Model Predictive Control Εισηγητής: Αλεξανδρίδης Αλέξανδρος Η μεθοδολογία Model Predictive Control (MPC) αποτελεί μια σχετικά νέα και ιδιαίτερα πετυχημένη μέθοδο αυτομάτου ελέγχου, που τα τελευταία χρόνια έχει βρει σημαντικές εφαρμογές στη βιομηχανία. Στόχος της εργασίας αυτής είναι η εφαρμογή της μεθόδου αυτής στον αυτόματο έλεγχο μη γραμμικών συστημάτων, μοντελοποιώντας τη δυναμική του υπό έλεγχο συστήματος με χρήση νευρωνικών δικτύων. Ενδεικτική βιβλιογραφία: Alexandridis, A., M. Stogiannos, A. Kyriou, H. Sarimveis, An offset-free neural controller based on approximating the inverse process dynamics Journal of Process Control, 23(7) (2013), pp Alexandridis, Α., H. Sarimveis, A nonlinear adaptive MPC framework based on self-correcting RBF network models, AICHE Journal, 51 (2005), pp Κωδικός:

18 Ζώης Ηλίας Τίτλος 1: Συστήματα λήψης και επεξεργασίας βιομετρικών δεδομένων Εισηγητής: Ζώης Ηλίας Η πτυχιακή εργασία έχει ως αντικείμενο την μελέτη υπαρχόντων και ανάπτυξη νέων χαρακτηριστικών και συστημάτων βιομετρικής ταυτοποίησης βασισμένων τόσο στις τεχνικές επεξεργασίας σήματος και εικόνας όσο και στις τεχνικές αναγνώρισης προτύπων. Περιλαμβάνει επίσης την ανάπτυξη κώδικα για την επικοινωνία μεταξύ συσκευών λήψης βιομετρικών δεδομένων που βρίσκονται στην κοινή διάθεση τόσο του εργαστηρίου RDTL του ΤΕΙ Αθήνας όσο και του εργαστηρίου Ηλεκτρονικής του Πανεπιστημίου Πατρών. Χαρακτηριστικά αναφέρονται γραφίδες λήψης χειρόγραφων δειγμάτων, αισθητήρες λήψης δακτυλικών αποτυπωμάτων και ίριδας Χαρακτηριστικά της ειδικής επιστημονικής εργασίας Αναγνώριση προτύπων Ανάπτυξη λογισμικού σε περιβάλλον Windows ή Linux Γλώσσα C/C++, MATLAB, SIMULINK Κωδικός: Τίτλος 2: Μελέτη και ανάπτυξη βελτιωμένων μοντέλων εξομοιωτών διαστημοπλοίων βασισμένων στην υποδομή (infrastructure) της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος (ESA). Εισηγητής: Ζώης Ηλίας Η παρούσα διπλωματική εργασία σχετίζεται α) με τη υλοποίηση μοντέλων (Design, Catalogue, Skeleton Code enertion, Implementation) τμημάτων διαστημοπλοίων με χρήση των εργαλείων (E OS MF/UMF) του κέντρου ελέγχου διαστημοπλοίων (ESOC) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) και β) την μελέτη του διαστημοπλοίου Perfsim πού έχει κατασκευαστεί από ελληνική κοινοπραξία. Έχει σαν στόχο την εξοικείωση στις διαδικασίες σχεδιασμού, ανάπτυξης και υλοποίησης τμημάτων διαστημοπλοίων, καθώς επίσης και στην ανάπτυξη των κατάλληλων script αρχείων (JavaScript) για την επίδειξη χρήσης των κατασκευασμένων μοντέλων στο περιβάλλον SIMSAT. Συγκεκριμένα, θα αναπτυχθούν μοντέλα που εντάσσονται σε όλα τα υποσυστήματα του διαστημοπλοίου, όπως για παράδειγμα στα συστήματα DHS, AOCS, RFCS, EPS, κτλ. Επίσης θα μελετηθεί η δυνατότητα βελτίωσης του scheduler του περιβάλλοντος SimSat είτε υλοποιώντας εξομοιωτή ροής δεδομένων (Data flow) είτε υλοποιώντας βελτιωμένο εξομοιωτή σε λειτουργία πραγματικού χρόνου. Θα χρησιμοποιηθεί το περιβάλλον Ε OS MF (ESA round Operating Systems). Η ειδική επιστημονική εργασία θα πραγματοποιηθεί σε συνεργασία με ελληνική εταιρεία η οποία είναι πρωτοπόρα στην ανάπτυξη σχετικού λογισμικού.

19 Η προτεινόμενη διπλωματική εργασία εντάσσεται στο πλαίσιο των δραστηριοτήτων του εργαστηρίου RDeTL που σχετίζονται με τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ΕΟΔ). Χαρακτηριστικά της Πτυχιακής Εισαγωγή στην υποδομή εξομοίωσης της ESA/ESOC Ανάπτυξη λογισμικού σε περιβάλλον LINUX Γλώσσα C/C++, Java, JavaScript Ανάπτυξη λογισμικού σε Περιβάλλον E OS MF Θεωρία DES, PDES, Data flow Κωδικός:

20 Τσακιρίδης Οδυσσέας Τίτλος 1: Σχεδίαση και Κατασκευή Μετρητή Εντάσεως Πεδίου Ευρείας Ζώνης Εισηγητής: Τσακιρίδης Οδυσσέας Σκοπός της πτυχιακής εργασίας είναι η σχεδίαση και κατασκευή ενός μετρητή εντάσεως ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στην ζώνη συχνοτήτων από 100 Κhz έως 1 hz. Ο σκοπός χρήσης της σχεδιαζόμενης συσκευής βασισμένη σε μικροεπεξεργαστή είναι η υλοποίηση ενός ενδείκτη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας χαμηλού κόστους απόκτησης και ταυτόχρονα εύκολου χειρισμού από μη εξειδικευμένα άτομα Κωδικός: Τίτλος 2: Κατασκευή Χαοτικών Ταλαντωτών Memistor Εισηγητής: Τσακιρίδης Οδυσσέας Σκοπός της πτυχιακής εργασίας είναι η σχεδίαση, εξομοίωση και κατασκευή χαοτικού ταλαντωτή βασισμένου σε Memistor. To προτεινόμενο κύκλωμα αντικαθιστά την μη γραμμική αντίσταση στο κύκλωμα των τεσσάρων στοιχείων του Chua με ένα memristor. Ως εκ τούτου, τα προτεινόμενα χαοτικά κυκλώματα χρησιμοποιούν μόνο τα τέσσερα βασικά στοιχεία της ηλεκτρονικής. Επιπλέον προτείνεται σχεδιαστικά ένα από τα κυκλώματα να έχει μόνο ένα στοιχείο αρνητικής αντίστασης Κωδικός: