de lijst met voorgestelde onderwerpen

Masterproefvoorstellen
2014-2015
Elektronica
Force Oscillation Technique (FOT),
van prototype tot produkt!
Doel
Bouwen van longfunctieonderzoek apparaat
Opgemeten response van de longen op drukvariaties
➔ input voor diagnose door dokter
Microcontroller-gebaseerd meetsysteem
(contactpersoon: [email protected])
Wat ga je doen?
Hardware: Ombouwen en verbeteren van prototype
naar normen ziekenhuis
➔
Zal in UZ Jette gebruikt worden!!!
Software: Programmatie microcontroller (PIC32MX) in C
Uitlezen sensoren (I2C)
Controleren van de aangelegde druk (controle lus)
Aansturen van de ventilator (PWM)
Communicatie van de data naar de PC over ethernet
Wat kan je verwachten?
• Industrieel relevant controleprobleem
• Ervaring binnen de medische sector
Ontwikkeling van een intelligente autonome watermeter
De huidige generatie watermeters vereist een manuele controle van de meterstand, wat een omslachtige en dure operatie is. Dankzij microwaterturbines en
3G-technologie, is het mogelijk om een autonome watermeter te ontwikkelen
die dit automatisch doet. In deze masterproef vertrek je van een bestaande
waterturbine en meet je de karakteristiek om deze te gebruiken als
gecombineerde generator en debietmeter, met bijzondere aandacht voor de
fouten op de meting. Daarna ontwikkel je een data-acquisitiesysteem dat het
verbruik doorstuurt naar de watermaatschappij via een 3G-module.
Het werk omvat
●
●
●
●
●
literatuurstudie microturbines
opmeten van de turbinekarakteristiek
ontwerp geïntegreerde DAQ
implementatie van een prototype
performantievergelijking met huidige meter
Begeleiders: Y. Verbelen, S. Bram
Energieopslag voor embedded systems met energy harvesting
Met de introductie van secundaire solid state cellen verdwijnt de voornaamste
beperking van batterijtechnologie voor autonome ingebedde systemen met lange
levensduur. De capaciteit van de huidige generatie solid state cellen ligt rond de 2
mAh, wat een factor 100 minder is dan gangbare Li-Ion of NiMH cellen. In deze
masterproef onderzoek je de praktische relevantie van deze cellen, en vergelijk je
met alternatieve technologiën zoals EDLC’s.
Het werk omvat
● voorstudie solid state batterijen
● ontwikkeling en implementatie van
test cases
● uitvoeren van levensduurtesten
● performantievergelijking met ELDC
Begeleiders: A. Touhafi, Y. Verbelen
Vermogensanalyse voor RTOS op ultra low power microcontrollers
De huidige generatie embedded systems vergt van één ultra low power
microcontroller verschillende taken: sensing, data processing en asynchrone
communicatie via één of meerdere interfaces. Hiervoor is een RTOS-implementatie
vereist is erg dicht bij het power path management staat en optimaal kan gebruik
maken van de pieken in een onregelmatig energy harvesting regime.
Het werk omvat
● literatuuronderzoek RTOS en vergelijkende
studie
● ontwikkeling µW embedded current
probe
● implementatie van een softwareframework
voor vermogensanalyse
● integratie RTOS met energy harvesting
Begeleiders: A. Touhafi, Y. Verbelen
Wideband ambient RF energy harvesting in Brussel
Een weerkerend probleem bij RF energy harvesting is dat de meeste antennes een
goede karakteristiek vertonen voor een zeer smalle frequentieband, en het daardoor
moeilijk is om het volledige RF spectrum efficient te benutten voor de voeding van
ultra low power embedded systems via RF energy harvesting. In deze masterproef
doe je een experimenteel onderzoek van antennes en antenne arrays met als doel
het potentieel voor RF energy harvesting op diverse locaties in Brussel in kaart te
brengen.
Het werk omvat
● literatuuronderzoek RF EH
antennes en circuits
● implementatie van een benchmarkingplatform voor RF EH
● mapping van RF EH potentieel
op diverse indoor en outdoor
locaties in Brussel
Begeleiders: A. Touhafi, Y. Verbelen
Ontwikkeling van een testbed voor vibration energy harvesting
De hoge energiedichtheid van mechanische trillingen in materialen en structuren,
geeft een uitstekende opportuniteit voor energy harvesting. De energiewinst is
echter sterk afhankelijk van de frequentie en de mechanische integratie van de
harvester in het trillende systeem. In deze materproef ontwikkel je een testbed
waarmee vibratieharvesters kunnen getest worden op systemen die trillen met
verschillende frequenties en amplitudes.
Het werk omvat
● literatuuronderzoek energy
harvesting en PZT
● implementatie van een testbed
● vergelijkende test van verschillende
vibratieharvesters
Begeleiders: A. Touhafi, Y. Verbelen
Implementatie van een SHA-256 hash voor Bitcoin clusters op FPGA
Het proof of work principe dat eigen is aan de huidige implementatie van het Bitcoin
algoritme, vereist een aanzienlijke rekenkracht om het netwerk van financiële
transacties draaiend te houden. De kern van dit algoritme is de cryptografische
hashfunctie SHA-256. In deze masterproef ga je de reeds bestaande beschrijving in
verilog porten naar onze Virtex-II pro FPGA’s die in een cluster samen de
rekenkracht optimaal kunnen benutten.
Het werk omvat
● cryptografische basisprincipes
en SHA-256 hashing
● implementatie van het Bitcoinalgoritme
● opzetten van een cluster
● performantievergelijking
Begeleiders: A. Braeken, B. da Silva,
Y. Verbelen
Geïntegreerde modulair BEMF-BLDC controller voor UAV’s op FPGA
De in de literatuur beschreven implementaties voor BLDC controllers op FPGA
maken gebruik van hallsensors om de positie van de rotor te bepalen voor de
bijsturing van de commutatiecyclus. Door ruimtegebrek is hiervoor geen plaats in
UAV’s, en er is dus nood aan een FPGA-implementatie van een BLDC controller die
gebruik maakt van BEMF. De voornaamste moeilijkheid die hierbij moet overwonnen
worden is de koppeling van de commutator met de FPGA via een minimum aan
externe elektronica.
Het werk omvat
● literatuuronderzoek BLDC sturing
en hallsensorimplementaties
● constructie van een kleine low
cost 3 channel ADC adapter
● aanpassing van bestaande
commutatielogica in VHDL
● retrofitting Parrot AR Drone
Begeleiders: A. Touhafi, Y. Verbelen,
L. Segers
Environmental monitoring met een autonoom mobiel meetstation
In stedelijke omgevingen wordt de woonkwaliteit direct beïnvloed door een klein
aantal factoren zoals luchtkwaliteit, geluidshinder enzovoort. Het manueel installeren
van meetstations om deze factoren te bepalen is omslachtig en duur. Dit kan
opgelost worden met mobiele stations die gebruik maken van satellietnavigatie en
autonoom opereren tussen verschillende vooraf vastgelegde coördinaten. In deze
masterproef is het de bedoeling om een prototype van dergelijk station te ontwerpen
en te implementeren op basis van een drone.
Het werk omvat
● literatuuronderzoek
environmental monitoring
● constructie DAQ module
● implementatie satellietnavigatie
interface
● uitvoeren van geautomatiseerde
metingen op campus Kaai
Begeleiders: A. Touhafi, Y. Verbelen,
L. Segers
Geluidslokalisatie op basis van arrays van MEMS microfoons
Lokalisatie van geluidsbronnen is een belangrijk onderzoeksthema binnen
environmental monitoring. Arrays van MEMS-microfoons laten toe om naast de
lokale geluidsintensiteit ook de richting van geluid t.o.v. de array te achterhalen. De
implementatie van de gepaste algoritmes op FPGA’s/ingebedde systemen blijft
echter nog een groot onderzoeksaspect. In deze materproef werk je mee aan de
ontwikkeling en optimalisatie van dergelijke implementatie.
Het werk omvat
● Literauuronderzoek naar methoden van
geluidslokisatie
● Implementatie en optimilzatie van
geluidslokalisatie algoritmes op ingebedde
systemen/FPGA’s
● Mappen van de bekomen metingen op een
geluidskaart
Begeleiders: Abdellah Touhafi, Laurent Segers
Ontwikkeling van een indoor lokalisatie systeem gebaseerd op Time
Difference of Arrival met RF en ultrasoon transceivers
Indoor lokalisatie vindt toepassingen in de zorgsector, robotica (automatische
stofzuigers), enz.. RF en ultrasoon transducers laten toe om het tijdsverschil tussen
het verzenden en ontvangen van een ultrasoon signaal op te meten. Verschillende
technieken laten al reeds toe om aan indoor lokalisatie via TDoA te doen. In deze
masterproef ontwikkel je een indoor lokalisatie systeem die toelaat om devices terug
te vinden.
Het werk omvat
● Literatuuronderzoek naar bestaande TDoA
technieken
● In kaart brengen van de voor- en nadelen
van de verschillende technieken
● Kiezen van gepaste transducers
● Technieken optimaliseren
● Implementatie van een testbed
Begeleiders: Abdellah Touhafi, Laurent Segers
Karakterisatie en gebruik van Long Range (LoRa) Radios
Nieuwe technologie en het verstandige gebruik van spread spectrum technieken
laten toe laag vermogen radios te ontwikkelen die ver dragen. Deze kunnen ingezet
worden voor het uitlezen van (water)meters en ook als backbones in
sensornetwerken.
Het werk omvat
● Literatuuronderzoek naar Long Range
radio Technologie en recente toepassingen
met grote economisch valorisatiepotentieel
● Experimentele karakterisatie van onze
zender/ontvangers
● Implementatie van een testbed met waar
Long Range radio in samenwerking met
Short range radios een sensornetwerk
vormen
Promotors: K. Steenhaut, J. Tiberghien
Begeleiders: Maite Benezuarte, Bart Lemmens
Multikanaals MAC protocollen voor sensornetwerken en relatie met
Opportunistic Networking
Om de doorvoer te vergroten gebruiken sensorknopen meerdere kanalen om te
zenden (meer bandbreedte, minder botsingen). Er zal een Multikanaal MAC protocol
ontwikkeld en getest worden waarin methodes van Opportunistic networking worden
vervat.
Het werk omvat
● Literatuuronderzoek naar de nieuwste multikanaals
MAC protocollen
● Ontwerp van een multikanaals MAC
● Opzetten van indoor en outdoor
sensornetwerkscenario en traffic load scenario voor
het testen van deze MAC in combinatie met RPL
● Uitvoeren van metingen naar vertraging en doorvoer
op het netwerk .
● Samenwerking met UCLV (Santa Clara Cuba),
studiebezoek aan UCLV mogelijk
Promotors: K. Steenhaut, Vitalio Alfonso Reguera
Begeleiders: Maite Benezuarte, Bart Lemmens
Optimalisatie van het RPL routing algoritme voor sensornetwerken
Met RPL (Routing Algoritme voor Low Power en Lossy Networks) werd reeds
uitvoerig geëxperimenteerd op ons indoor en outdoor testbed. Toch dienen nog veel
verbeteringen te worden aangebracht om een betrouwbaar sensornetwerk te
bekomen, wat gevraagd wordt door de industriële partners. Het invoeren van
prioriteiten en het goed afstemmen met de Radio Duty Cycling (RDC) laag en de
MAC laag zijn deel van dit werk.
Het werk omvat
● Literatuuronderzoek naar de nieuwste evolutie in RPL
en RDC
● Opzetten van indoor en outdoor
sensornetwerkscenario en traffic load scenario
● Uitvoeren van metingen naar vertraging en doorvoer
op het netwerk zonder dit netwerk te verstoren
(creatie van observatienetwerk)
● Bespreking en analyse resultaten met oog op enkele
toepassingen voorgesteld door industriële partner
Promotors: K. Steenhaut, J. Tiberghien
Begeleiders: Bart Lemmens
Creatie van een Ambient Assistant Living Systeem
Er bestaan reeds veel dure, ingewikkelde systemen, die alleenstaanden thuis
opvolgen en helpen bij alledaagse taken. Deze systemen zijn voor sommige
mensen echter te ingewikkeld. Deze thesis bestaat uit het ontwerpen en uitzetten
van een low-cost, gemakkelijk te schalen en te installeren systeem, gebaseerd op
draadloze sensornetwerken, voor het opvolgen van alleenstaanden in een huiselijke
context.
Het werk omvat
● Ontwikkelen van sensoren/actuatoren
● Ontwikkelen van software voor het uitlezen van
deze sensoren
● Ontwikkelen van software voor het ontdekken
van patronen
● Het effectief uitzetten van een operationeel
systeem
Promotor: A. Braeken
Begeleider: M. Carlier ([email protected])
Implementation of video watermarking on an FPGA
Real-time watermarking applications need more computational power that can be
found on multi-cores CPUs. Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) are a
hardware accelerators that provide a programmable and massively parallel
architecture. This technology offers high performance on image processing
applications, becoming a competitive alternative for real-time watermarking.
Tasks
● Exploit our current framework of basic
watermarking on a Zynq.
● Evaluate and improve different watermarking
techniques for the current platform.
● Develop or adapt the most promising
watermarking technique in order to process realtime video.
Promotors: A. Braeken, E. D’Hollander
Begeleiders: B. da Silva ([email protected])
Implementation of a plug-in to for Vivado HLS
Xilinx’s Vivado HLS is a high-level synthesis tool based on Eclipse environment
which generates HDL code for Xilinx’s FPGAs from C/C++ code. One of the main
advantages of this tool is the fast design space exploration thanks to its compiler
directives. Thus, several designs can be generated and tested in a short time.
However, the large set of available directives difficults the design user decisions.
The proposed thesis implement an automate design exploration plug-in for
Eclipse/Vivado HLS tool.
Tasks
● Analyze and compare different searching
strategies in order to achieve the optimal design.
● Incorporate the FPGA features into the search
engine.
● Implement an automate design exploration and
searching engine as a plug-in for Eclipse/Vivado
HLS environment.
Promotors: A. Braeken, E. D’Hollander
Begeleiders: B. da Silva,
Test je grafische kaart (GPU) online
Promotors: Jan Lemeire ([email protected])
Begeleiders: Jan G. Cornelis
GPU-technologie wordt gedreven door de game- en graphicsmarkt.
Meer transistoren gebruiken voor rekenen geeft de GPU zijn enorme rekenkracht.
Doel: webapplicatie voor performantie-analyse gelinkt aan database

Download Report