Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
- ItemOpen AccessΑλγόριθμοι και τεχνικές ασφαλείας κινητών δικτύων επικοινωνιών πέμπτης γενιάς(2023-10-18)Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη των απαιτήσεων ασφαλείας των κινητών δικτύων τηλεπικοινωνιών πέμπτης γενιάς μέσω των πιθανών κινδύνων που μπορούν να αντιμετωπίσουν. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια ιστορική αναδρομή στις προηγούμενες γενιές δικτύων και στις τεχνικές ασφαλείας που υλοποιούσαν. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται εκτενής αναφορά στα πέμπτης γενιάς δίκτυα κινητών επικοινωνιών και στις τεχνολογίες διευκόλυνσης τους. Το τέταρτο κεφάλαιο αναφέρεται στις απαιτήσεις ασφαλείας των δικτύων πέμπτης γενιάς καθώς και σε διάφορες τεχνικές που μπορούν να προσφέρουν τα απαιτούμενα επίπεδα ασφαλείας. Γίνεται αναφορά στο AKA πρωτόκολλο αλλά και σε μια αρχιτεκτονική σχεδίαση γνωστή ως Customer Edge Switching. Στο τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζεται ένα use-case δικτύων πέμπτης γενιάς και γίνεται σαφής η απαίτηση για ασφάλεια σε κρίσιμες επικοινωνίες που αφορούν την υγεία και την τηλεϊατρική. Προτείνονται μελλοντικές προτάσεις για αναζήτηση και έρευνα πάνω στο θέμα της ασφάλειας δικτύων τηλεπικοινωνιών.
- ItemOpen AccessΈλεγχος σε πραγματικό χρόνο ενός ρομποτικού χεριού μέσω επιφανειακών ηλεκτροεγκεφαλογραφικών σημάτων(2023-10-05)Η παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρεί να εισέλθει σε ένα ταχέως αναπτυσσόμενο επιστημο- νικό πεδίο, διερευνώντας τις δυνατότητες κατασκευής ενός ρομποτικού βραχίονα που κατευθύνεται από ηλεκτροεγκεφαλογραφικά (EEG) σήματα που προέρχονται από τον εγκέφαλο. Ο κύριος στόχος είναι η αναγνώριση των κινήσεων των δακτύλων του δεξιού χεριού μέσω των σημάτων EEG. Στην συνέχεια η εξέταση των δυνατοτήτων για τον έλεγχο σε πραγματικό χρόνο ενός ρομποτικού χεριού με τη χρήση οικονομικώς αποδοτικού υλικού. Επιπλέον στα πλαίσια της εργασίας, συγκεντρώθηκαν ηλεκτροεγκεφαλογραφικά δεδομένα από 7 υγιή άτομα, με ηλεκτρόδια στρατηγικά τοποθετημένα στο τριχωτό της κεφαλής. Οι συμμετέχοντες καθοδηγήθηκαν να εκτελέσουν προκαθορισμένες χειρονομίες την απομονωμένη κίνηση κάθε δακτύλου και τη δημιουργία γροθιάς. Η άσκηση, στην οποία οι εθελοντές συμμετείχαν ενεργά, κατέληξε στη συσσώρευση ενός πολύτιμου συνόλου δεδομένων EEG. Η επόμενη φάση περιελάμβανε την επεξεργασία και εξέταση αυτών των δεδομένων, με τελικό στόχο τη χρήση διαφόρων αλγορίθμων ταξινόμησης επιβλεπόμενης μάθησης για την αποκρυπτογράφηση των μοτίβων που περιέχονταν σε αυτά. Eφαρμόστηκε η μέθοδος Ανεξάρτητης Ανάλυσης Συνιστωσών (ICA) στα σήματα EEG, η οποία βελτίωσε σημαντικά τα αποτελέσματα της ταξινόμησης, συμβά- λλοντας στην επίτευξη του στόχου της ακριβούς αναγνώρισης χειρονομιών. Επιπλέον, η μέθοδος αυτή διευκoλυνε την ανάλυση και την κατανόηση των σημάτων EEG. Ο ρομποτικός βραχίονας κατα- σκευάστηκε σύμφωνα με τα σχέδια ανοικτού κώδικα από το InMoov, με μέρη που κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας νήμα PLA. Ενώ για την ενεργοποίηση του χεριού χρησιμοποιήθηκαν πέντε σερβο- κινητήρες, καθένας από τους οποίους ορίστηκε σε ένα συγκεκριμένο δάχτυλο. Επιπλέον έγινε ανάπτυξη λογισμικού σε C++ κώδικα το οποίο εγκαταστάθηκε στη πλατφόρμα Arduino Portenta H7 που ήταν υπεύθυνη για τον έλεγχο του ρομποτικού χεριού σε πραγματικό χρόνο.
- ItemOpen AccessΑνάλυση και σχεδιασμός διάταξης διασύνδεσης συσσωρευτών και φωτοβολταϊκών με το δίκτυο χαμηλής τάσης, μέσω μετατροπέα πολλαπλών εισόδων(2023-10-12)Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη ενός μετατροπέα DC πολλαπλών εισόδων ο οποίος ενσωματώνεται σε μια δομή μικροδικτύου, το οποίο είναι διασυνδεμένο με το δίκτυο χαμηλής τάσης. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός είναι η ανάλυση όλων των συνιστωσών ενός μικροδικτύου και η επινόηση μιας κατάλληλης τοπολογίας στην οποία ένας μετατροπέας ισχύος θα μπορεί να συνδυάζει την αποθήκευση ενέργειας και φωτοβολταϊκά συστήματα επιτελώντας διάφορες χρήσιμες λειτουργίες προκειμένου να μπορεί να διασυνδέεται με δίκτυα συνεχούς ρεύματος (DC). Αρχικά μελετήθηκε εκτενώς ο τρόπος διασύνδεσης ενός τέτοιου μετατροπέα με το δίκτυο χαμηλής τάσης μέσω ενός αντιστροφέα ισχύος ο οποίος δέχεται στην είσοδο του το υπό μελέτη σύστημα. Επίσης βασικός στόχος ήταν η εύρεση ενός μετατροπέα DC -DC με όσο το δυνατό μικρότερο αριθμό απαιτούμενων στοιχείων ο οποίος να μπορεί ταυτόχρονά να φέρει εις πέρας λειτουργίες παραγωγής ενέργειας, φόρτισης της μπαταρίας και παροχής υπηρεσιών ως προς το δίκτυο χαμηλής τάσης. Στη συνέχεια διαπιστώθηκε η ανάγκη για συνδυασμό του δικτύου χαμηλής τάσης με τοπικά φορτία κατανάλωσης στην μια πλευρά του συστήματος αλλά και του φωτοβολταϊκού συστήματος με το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας στη πλευρά συνεχούς. Η τοπολογία οδηγήθηκε σε μια μορφή δύο υποσυστημάτων που αναφέρονται στην πλευρά AC με τον τριφασικό αντιστροφέα ισχύος και στην πλευρά DC με τον υπό μελέτη μετατροπέα τριών θυρών (Three Port Converter) ο οποίος είναι ικανός, με συγκεκριμένο έλεγχο, να διαμορφώσει αρκετά μονοπάτια ροής ισχύος ανάλογα με τις ανάγκες που προέκυψαν στην συνέχεια. Το επόμενο βήμα ήταν η μελέτη βασικών θεμάτων ελέγχου όλων των λειτουργιών και των ασταθειών των μεταβατικών φαινομένων που μπορεί να προκύψουν σε ένα τέτοιου είδους συστήματος. Αναλύθηκε πλήρως η ικανότητα αντιμετώπισης βραχύβιων σφαλμάτων από την πλευρά του μετατροπέα (FTRC) και σχεδιάστηκε ένας ιεραρχικός αλγόριθμος αξιοποίησης των λειτουργιών του DC - DC μετατροπέα. Στόχος αυτού είναι η ορθή συνεργασία των δύο υποσυστημάτων αλλά και η βέλτιστη διαχείριση ενέργειας με σύγχρονες τεχνικές συγκροτώντας ένα high level Energy Management System (EMS). Ιδιαίτερη σημασία δόθηκε στην δημιουργία ενός γενικού ελεγκτή ο οποίος επιτηρεί τόσο για την ασφάλεια του συστήματος όσο και για την επιλογή του mode που θα επιβάλλει με την επιθυμητή ροή ενέργειας. Τέλος έγιναν προσομοιώσεις σε τυχαίες καταστάσεις του συστήματος αυτού προκειμένου να ελεγχθεί ο αυτόματος έλεγχος και η ιεράρχηση των τρόπων λειτουργίας και προτείνεται μια αρχική σχεδίαση του μετατροπέα με επιλογή συγκεκριμένων στοιχείων .
- ItemOpen AccessΜελέτη παραμέτρων για τη σχεδίαση των επιπέδων ραδιοδικτύου και μεταγωγής στα δίκτυα κινητών επικοινωνιών(2023-10-13)Η παρούσα διπλωματική εργασία αποσκοπεί στον σχεδιασμό ενός κυτταρικού δικτύου ασύρματων επικοινωνιών βασισμένου στην τεχνολογία GSM, σε μια συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή. Παράλληλα, θα αναπτυχθούν μέθοδοι για τη βέλτιστη διαχείριση των ραδιοπόρων του δικτύου, με στόχο τη βελτίωση της απόδοσης και της αξιοπιστίας του. Η προσέγγιση της εργασίας στοχεύει στην πλήρη κάλυψη των απαιτήσεων του θέματος, καθώς και στην προβολή της σημασίας της τεχνολογίας GSM στο χώρο των ασύρματων επικοινωνιών. Στο πρώτο κεφάλαιο αναλύεται διεξοδικά η τριεπίπεδη αρχιτεκτονική του δικτύου GSM και τα συστήματα από τα οποία απαρτίζεται. Επίσης, εξετάζονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά, οι προδιαγραφές και οι διάφορες λειτουργίες του. Στο δεύτερο κεφάλαιο της εργασίας παρουσιάζονται τα φαινόμενα απωλειών που συμβαίνουν κατά τη διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών σημάτων στο χώρο και τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται για την περιγραφή τους. Η διάλειψη, η πολυόδευση, η ανάκλαση και άλλα φαινόμενα αποτελούν σημαντικό κομμάτι της μοντελοποίησης του ασύρματου καναλιού. Ο σκοπός του κεφαλαίου είναι να εξηγήσει αυτά τα φαινόμενα και να παρουσιάσει τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπισή τους στη μοντελοποίηση του ασύρματου καναλιού. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται με λεπτομέρεια η παραμετροποίηση των μοντέλων ηλεκτρομαγνητικής διάδοσης που χρησιμοποιούνται για τη σχεδίαση ενός δικτύου, καθώς και οι βασικές αρχές τους. Είναι απαραίτητο ο σχεδιαστής να επιλέξει το κατάλληλο μοντέλο, καθώς αυτό έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ακρίβεια των εκτιμήσεων των απωλειών. Η επιλογή του σωστού μοντέλου απαιτεί προσεκτική ανάλυση και γνώση των παραμέτρων που επηρεάζουν τη διάδοση του ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Στο τέταρτο κεφάλαιο, εξετάζεται πώς διαχειρίζεται το κυτταρικό δίκτυο τις συχνότητες λειτουργίας και τις παραμέτρους σχεδιασμού. Για να επιτευχθεί αυτό, είναι απαραίτητο να περιοριστούν οι παρεμβολές που προκύπτουν και να εκτιμηθεί η χωρητικότητα του δικτύου, η οποία εξαρτάται από το συνδρομητικό φορτίο κίνησης. Η διαχείριση αυτών των παραμέτρων αποτελεί κρίσιμο σημείο για την αποτελεσματική λειτουργία του δικτύου και την παροχή υψηλής ποιότητας υπηρεσιών στους χρήστες. Στο πέμπτο κεφάλαιο πραγματοποιείται η σχεδίαση του συστήματος κινητών επικοινωνιών για το νομό Φθιώτιδας. Με βάση το γεωγραφικό ανάγλυφο και την πληθυσμιακή πυκνότητα, ο νομός διακρίνεται σε αστικές/ημιαστικές και ακατοίκητες περιοχές κάλυψης, με σκοπό την ακριβέστερη υπολογιστική αξιολόγηση του συνδρομητικού φορτίου. Στη συνέχεια, υπολογίζεται ο αριθμός των συχνοτήτων που απαιτείται για την κάλυψη του φορτίου αυτού. Οι συχνότητες εκχωρούνται στις κυψέλες με τέτοιο τρόπο ώστε να περιορίζονται οι παρεμβολές και εξασφαλίζεται η απρόσκοπτη λειτουργία του συστήματος. Η προσέγγιση αυτή διασφαλίζει τη βέλτιστη λειτουργία του συστήματος και εξυπηρετεί τις ανάγκες των χρηστών με αξιόπιστο και αποδοτικό τρόπο. Στο έκτο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα γενικά συμπεράσματα που προκύπτουν από τη διαδικασία σχεδίασης του ασύρματου κυτταρικού δικτύου που υλοποιήθηκε στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας.
- ItemOpen AccessΑνάλυση και κατασκευή διάταξης διασύνδεσης συσσωρευτών με το δίκτυο για αμφίδρομη μεταφορά ενέργειας(2023-10-12)Η παρούσα διπλωματική εργασία αναφέρεται στην ανάλυση και κατασκευή μίας διάταξης για τη σύνδεση συσσωρευτών στο δίκτυο για αμφίδρομη μεταφορά ενέργειας. Η εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Σκοπός της εργασίας είναι να κατασκευαστεί ένας μετατροπέας, ο οποίος λειτουργεί ως αντιστροφέας ή ως ανορθωτής και να ελέγχεται η ροή ενεργού και άεργου ισχύος από και προς το δίκτυο. Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί να φορτιστεί ένα ηλεκτρικό όχημα, λόγου χάρη το όχημα τύπου buggy που διαθέτει το εργαστήριο, ή να δώσει ενέργεια από τη μπαταρία του στο δίκτυο σε ώρες αιχμής. Αρχικά, αναφέρονται οι μέθοδοι παραγωγής και αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας. Συγκεκριμένα, αναλύονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κάθε μεθόδου και προσδιορίζεται το πρόβλημα αποθήκευσης της περίσσειας ενέργειας από της ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Στη συνέχεια, περιγράφονται οι διάφορες διατάξεις μονοφασικού αντιστροφέα και οι παλμοδοτήσεις που υπάρχουν. Επίσης, γίνεται εκτενής ανάλυση του ελέγχου, ο οποίος είναι ένας ελεγκτής ρεύματος και η αναφορά παράγεται από τον καθορισμό της ενεργού και της άεργου ισχύος. Κατόπιν, παρουσιάζονται οι απαιτήσεις του συστήματος, οι υπολογισμοί του φίλτρου στην έξοδο και των κερδών του ελέγχου. Για την επιβεβαίωση ορθής λειτουργίας του συστήματος, γίνεται προσομοίωση με το λογισμικό Matlab/Simulink και παρατίθενται οι κυματομορφές καθώς και οι μετρήσεις. Τέλος, περιγράφεται η διαδικασία σχεδιασμού του μετατροπέα και συγκεκριμένα, αιτιολογείται η επιλογή των στοιχείων. Ακόμη, παρατίθενται τα πειραματικά αποτελέσματα και συγκρίνονται με τα θεωρητικά. Επίσης, αναφέρονται τα συμπεράσματα και οι μελλοντικές προοπτικές.