Autor Thema: Bachelor Projekt-Systementwicklung  (Gelesen 517 mal)

Offline Bettina

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Bachelor Projekt-Systementwicklung
« am: 24.03.2017, 11:37:49 Vormittag »
In diesem Sommersemester bietet Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein wieder ein Projekt aus dem Themengebiet Embedded Systeme an:
 Smart Home Demonstrator mit Modellierungsansätzen und Policy-driven Security

In dem Systemprojekt werden drei Aspekte von Smart Home näher betrachtet und jeweils in Teilteams bearbeitet. Ergebnisse der Teilprojekte sollen dabei teamübergreifend für einen Demonstrator wiederverwendbar sein.
 
 Demonstrator für das Projekt sDDS4SmartHome

Basierend auf der Arbeit des MPSE SS17, bei dem von der Wohnbaugesellschaft Vonovia eine reale Wohnung für einen Versuchsaufbau zur Verfügung gestellt wird, soll ein Demonstrator für sDDS4SmartHome umgesetzt werden.
Der Versuchsaufbau realisiert ein Szenario aus dem Bereich Smart Home, für welches die Middleware sDDS in das Home Automation Framework openHAB integriert wird. Die Ergebnisse dieser Vorarbeit sollen aufbereitet, ggf. vervollständigt sowie zu einem Demonstrator zusammengeführt werden. Ziel des Demonstrators soll sein, das Smart Home Szenario aus der realen Testwohnung als Modell nachzustellen. Weiterhin sollen zusätzliche Smart Home Szenarien definiert und anschließend demonstriert werden. Dafür soll dem Benutzer die Möglichkeit gegeben werden, aus mehreren Szenarien eines zu wählen und zu starten. Dafür müssen die jeweils für das ausgewählte Szenario benötigten Geräte konfiguriert werden. Die Konfiguration der Geräte und das Starten des Szenarios sollen automatisiert ablaufen, um die Nutzung des Demonstrators auch ohne detaillierte Kenntnisse des sDDS4SmartHome Projektes zu ermöglichen. Kenntnisse in der Programmiersprache C und Erfahrung mit Makefiles sowie Cross Plattform Toolchains sind erforderlich.



 Modellbasierte Regeldefinition für openHAB

Trotz der zunehmenden Bedeutung des Bereiches Smart Home und der immer weiter ansteigenden Anzahl von Systemen gibt es keinen einheitlichen Standard, der Geräteprofile und die Kommunikation zwischen diesen definiert. Das Home Automation Framework openHAB hat die Zielsetzung, unterschiedliche Geräte und Protokolle zu integrieren sowie die Systeme verschiedener Hersteller interoperabel zu machen.
Dafür bietet openHAB entsprechende Schnittstellen, durch deren Implementierung beliebige Smart Home-Technologien in das Framework integriert werden können, an. Die Automatisierungslogik erfolgt über die Definition von Regeln, die durch die eingebaute Regel-Engine ausgewertet werden. Diese Regeln müssen jedoch textuell in einer durch openHAB definierten Syntax angegeben werden.
Diese Vorgehensweise eignet sich zum Entwicklungszeitpunkt einer Smart Home Anwendung, ist jedoch nicht für den alltäglichen Gebrauch durch Standardnutzer geeignet.
Dafür soll eine grafische Modellierungsumgebung, die dem Benutzer ermöglicht, durch das Anordnen visueller Elemente diese in Beziehung zueinander zu setzen und somit Regeln aufzustellen, geschaffen werden.

Im Rahmen des Systemprojektes soll eine Software, die dem Benutzer ermöglicht, die Automatisierungsregeln visuell zu modellieren, entstehen. Anhand des Modells sollen die Regeln in entsprechender Syntax für openHAB generiert werden. Dafür sollen existierende Frameworks der modellbasierten Softwareentwicklung betrachtet werden und ihre Eignung für den Einsatz in einem Smart Home Szenario untersucht werden. Kenntnisse in der Programmiersprache Java sollten vorhanden sein. Weiterhin ist die Erfahrung im Umgang mit openHAB und modellbasierter Softwareentwicklung von Vorteil jedoch nicht erforderlich.

sDDS4SmartHome in Kooperation mit
Hochschule Rhein-Main
Vonovia SE - Wohnungsvermietung und -dienstleistungen
COUNT+CARE GmbH - Tochterunternehmen der HSE
Thermokon Sensortechnik GmbH - Sensorik für Heizsysteme und Gebäude



 Policy-driven Security

Ziel des Projekts soll es sein, neue Methoden bzw. Technologien zum Kategorisieren und Erkennen von Angriffen auf ein verteiltes System zu entwickeln. Hierbei stehen zum einen die Erkennung von Angriffen aus der Ferne auf die Systeminfrastruktur (z.B. über die Fernwartung eines Smart-Home Servers) sowie auf einzelne Systemkomponenten (z.B. Sensoren, Aktuatoren, Smartphones) im Mittelpunkt. Dabei soll ein Open-Source Framework entwickelt werden, das ähnlich wie Intrusion Detection Systeme oder Virenscanner, mit Hilfe von Mustererkennungen in der Datenkommunikation bzw. des Kommunikationsverhaltens, potentielle Angriffe auf das System erkennen soll. Anhand vorab identifizierter Muster, die in Form von Regeln bzw. Modellen vorab spezifiziert werden, soll ein potentieller Angriff erkannt werden können. Mit Hilfe zusätzlich vordefinierter Verhaltensregeln (Policies), sollen mögliche Angriffe von außen weiterhin durchlässig sein oder geeignete Gegenmaßnahmen initiiert werden.
Dies soll primär mit Hilfe des Zusammenspiels zweier zu entwickelnden Hauptkomponenten durchgesetzt werden: einer generischen Policy-Entscheidungskomponente, dem Security Decision Point (SDP), und einem oder mehreren Security Enforcement Points (SEP). Die SDP-Komponente soll zentral in einem Gateway oder im OpenHub umgesetzt werden, wäre Technologie-unabhängig und verantwortlich für die Interpretation der Policy-Sprache und der gelieferten Signalereignisse. Die verteilten SEPs im Gateway bzw. in den verteilten Systemkomponenten wie Sensoren/Aktuatoren beobachten dazu zur Laufzeit, zu welchem Zeitpunkt interessante und potentiell bedrohliche Aktionen im System stattfinden und melden diese an die SDP-Komponente. Die verschiedenen Komponenten zur Angriffserkennung sollen dann in ein Gesamtsystem integriert werden und führen so zu einer angriffsresistenten Gesamtarchitektur.

in Kooperation mit
COMLET - Verteilte Systeme GmbH
 
 
Wir freuen uns auf ein spannendes Projekt mit Euch!
 
Weitere Informationen bei:
Prof. Dr. Jens-Peter Akelbein - Laborleiter EST
Olga Dedi - Wissenschaftl. Mitarbeiterin sDDS4SmartHome
Bettina Kurz-Kalweit - Laboringenieurin EST

oder auf den Seiten des EST-Labors