AZ RFID LABOR HELYE A KÉPZÉSBEN

Átírás

1 AZ RFID LABOR HELYE A KÉPZÉSBEN Radványi Tibor 1 1 Eszterházy Károly Főiskola, Természettudományi Kar, Számítástudományi tanszék ÖSSZEFOGLALÁS Ebben a cikkben szeretném bemutatni, hogy az Eszterházy Károly Főiskolán hogyan épül be az informatika tanár MA és a Programtervező Informatikus BsC képzésbe a megalapított RFID (rádiófrekvenciás azonosítás) labor. Az RFID technológiával való foglalkozás, az eszközök megismerésének és jellemzőik vizsgálatának segítésére egy RFID labort alapítottunk, mely többfunkciós szerepet tölt be. Fontos tényező, hogy pályázati projektekben vegyen részt, ipari kutatásokhoz és a kísérleti fejlesztésekhez kapcsolódó munkát végezzen. Legalább ennyire hangsúlyos, hogy a képzésbe illesztve a hallgatóknak lehetőségük legyen ezen új technológia megismerésére, az eszközök gyakorlati alkalmazására, működés közbeni vizsgálatára. A labor folyamatosan bővül eszközökkel, így meg van a lehetősége, hogy a körsétán és az elméleti előadáson túl a hallgatók lehetőséget kapjanak kiscsoportos, esetleg egyéni foglalkozás keretében kisprojektek kidolgozására ezen eszközök felhasználásával. ABSTRACT In this article I would like to introduce how infiltrate the founded RFID (Radio Frequency IDentification) lab into the Teacher of Informatics MSc and Software Information Technologist BSc trainings at the Eszterházy Károly College. We founded an RFID lab in order to deal with the technology, onto the helping of the cognition of the devices and the examination of their features, so it plays a multifunctional role. Important factor is those participate in the tendering projects, perform work there during the industrial researches and experimental developments. Equally emphasized that with adapt to the training the students have the opportunity to get acquainted with this new technology, to the practical application of the devices, to the in-service inspection. The lab is expanded by devices continuously, so it is possible to beyond the tour and theoretical lectures the students get an opportunity to work on smaller projects using these devices individually or in small groups. KULCSSZAVAK/KEYWORDS RFID, laborgyakorlat, automatikus azonosítás RFID, laboratory practice, Automatic Identification BEVEZETÉS Az informatikatanár képzés célja az alapfokozaton [Kovács2008][Vágner2008] vagy más felsőfokú végzettség keretében szerzett szakképzettségre alapozva a közoktatásban, és az oktatás más területein oktatási, kutatási, tervezési feladatok ellátására készítse fel a

2 hallgatókat. Emellett képesek legyenek a tanulmányok doktori képzésben történő folytatására is. [Radvanyi, Kovacs 2010] Programtervező informatikus BSc szak célja olyan informatikai szakemberek képzése, akik képesek szoftver orientált információs technológiai eszközök és rendszerek létrehozására és üzemeltetésére önállóan illetve csoportmunkában, továbbá kellő mélységű elméleti ismeretekkel rendelkeznek a képzés második ciklusában, az MSc szinten történő folytatáshoz. Az ismeretek elsajátítása két nagy területre oszlik. A) szakterületi ismeretek: Informatika és társadalom: Az informatika fejlődéstörténete. Információs és kommunikációs technológiák a társadalomban. Adatbiztonság, személyes adatok védelme. Jogi, etikai, pszichológiai és szociológiai vonatkozások. Informatikai alkalmazások: Dokumentumkészítés. Prezentációtervezés és kivitelezés. Médiainformatika. Képfeldolgozás. Grafikai alkalmazások. Táblázatkezelés. Adatbáziskezelés. Alkalmazói versenyfeladatok megoldása. Algoritmizálás és programozási nyelvek: Algoritmikus problémamegoldás módszerei. A közoktatásban használt programozási nyelvek. Programfejlesztői környezetek. Programozási versenyfeladatok megoldása. Információs technológiák: Infokommunikáció, információs technológiák szerepe a kommunikációban. Informatikai közhasználatú felületek, információs hálózati szolgáltatások, információs technológiák alapjainak ismerete, használata. Könyvtár alapismeretek. Oktatóprogramok, e-learning. Számítástudományi ismeretek: Logikai alapok a programozáshoz és az alkalmazásokhoz, számításelmélet, automaták és formális nyelvek, mesterséges intelligencia, egyéb számítástudományi ismeretek. B) a szakmódszertani ismeretek: Informatikai fogalmak, eszközök, módszerek tanításának alapkérdései. A problémamegoldás módszertana. Informatikai alapismeretek (hardver, szoftver), dokumentumkészítés, táblázatkezelés, adatbázis-kezelés, prezentáció és grafika, algoritmizálás és programozási nyelvek, programozási eszközök, információs társadalom, információs hálózati szolgáltatások témakörök tanításának fő kérdései, módszerei, eszközei. Az értékelés módszerei (különös tekintettel az érettségire, illetve a tantárgyi versenyekre). Sajátos kompetenciákat kell kialakítani a képzés során alkalmas szakszerűen használni az iskola informatikaoktatási eszközeit, bevonni oktatómunkájába az informatikai eszközöket, távoktatási anyagokat; közoktatási informatikai tananyagfejlesztésre, más szakos tananyagfejlesztés informatikai megvalósításának támogatására; informatikai tehetséggondozásra, versenyfelkészítésre; hátrányos helyzetűek informatikai képzésére; új, korszerű informatikai alkalmazások megismerésére és ezen ismeretek átadására; problémák megoldásának algoritmikus kifejezésére, a megoldások helyességének igazolására és hatékonyságuk elemzésére; együttműködő készsége alapján csoportmunkára; az informatika és a társadalom kölcsönhatásának követésére.

3 A projekt labor tantárgy a differenciált szakmai tantárgyak között kapott helyet. Heti 4 gyakorlati óra, ami 3 kreditet ér, és a félév valamelyikében ajánlott felvenni. Ezen tantárgy keretében lehetséges az RFID laborban is dolgozni. A kutatás-fejlesztés beépítése a képzésbe, tehetséggondozás Azoknak a hallgatóknak a felfedezéséhez, akik remélhetőleg majd szép tudományos eredményeket érnek, jól szerepelnek TDK megmérettetéseken, esetleg, hosszú távon oktatóikutatói utánpótlást jelentenek, komoly munkát fektetünk be. Az érdeklődő, illetve az első félévben jól szereplő hallgatók, közel 2 hónapon keresztül, az intézet kutatói által tartott, rövid érdeklődésfelkeltő előadásokat látogatják. Ezután választják ki a számukra izgalmas témát és természetesen a kutatót/oktatót. Az alapképzés második félévének végén már megkezdődik a közös munka, amely a második/harmadik tanévben már eredményeket is hozhat. A mesterképzésbe belépő hallgatók jól illeszthetők a folyamatba. Folytathatják megkezdett munkájukat, vagy a beharangozó előadásokon új témát választhatnak. Minden nyárra kiírunk egy úgynevezett Nyári ösztöndíjat, melyet a Matematikai és Informatikai Intézet mellett létrehozott Abacus, Informatikai és Matematikai oktatásért és kutatásért közhasznú alapítvány támogat. Olyan, legfeljebb egy hónap alatt megoldható feladatokat tűzünk ki, amelyeknek a megoldását a pályázó egy témavezető tanár segítségével, de nagyobbrészt önállóan találja ki. Ezt a bevált módszert terjesztettük ki abba az irányba, hogy egy nagyobb projekt részfeladataiba kapcsolódhatnak be a hallgatók. Valamint nincs 1 hónapra korlátozva a megoldási, kidolgozási idő, hanem a feladat súlyának megfelelően, akár 5 hónapos ösztöndíjat is elnyerhetnek. Az intézetnek van 4 projekt laboratóriuma, ahol a hallgatók a csoportmunkát sajátíthatják el. Az itt megoldott feladatok egy része a mindennapi tanításban vagy a gyakorlóiskolában használható, de előfordulnak olyan feladatok is, melyek túlmutatnak a szűk iskolai kereteken, és az ipari alkalmazásokban jelennek meg. Ezen laborok egyikében jelenik meg az RFID (Rádiófrekvenciás azonosítás, Radio Frequency Identification) labor. A labor a Matematikai és Informatikai Intézetben került kialakításra. A berendezés egy részét az Intézet adta. Ezek a gépek lehetővé teszik, hogy az alapvető fejlesztési munkákat el tudjuk végezni. Valamint, hogy a nyári ösztöndíjunk keretében a hallgatók zavartalanul tudjanak dolgozni.

4 Szekció elnevezése (Ne írja bele!) 1. ábra: Munkaállomás a laborban A labor céleszközeit egy ipari cég által adott támogatásból sikerült beszerezni. Az eszközök egy nagyteljesítményű ipari címkenyomtató és RFID író, valamint egy mobil RFID olvasó, egy kompatibilis ipari PDA-val felszerelve. 2. ábra: Mobil olvasó, ipari PDA-val A telepített kaput, antennákkal, RFID olvasóval K+F pályázati összegből sikerült beszerezni.

5 3. ábra: Telepített kapu antennákkal, olvasóval Tevékenység az RFID laborban. Az automatikus azonosítási eljárások összességét azon technológiák alkotják, amelyek segítségével az ember alkotta szerkezetek képesek objektumokat, tárgyakat azonosítani. Az automatikus azonosítási technológiákat gyakran kapcsolatba hozzák az automatizált adatgyűjtéssel. Ami nem jelent mást, mint mikor a vállalatok úgy akarnak árucikkeket azonosítani, hogy az azokról származó információ emberi beavatkozás nélkül kerüljön rögzítésre a számítógépes rendszerekben. Ezen technológiák legfőbb célja az adatbeviteli hibák csökkentése, a hatékonyság növelése és ezzel együtt munkaerő felszabadítása, akik így értéknövelőbb szolgáltatásokkal foglalkozhatnak. Az RFID technológia általánosságban egy olyan rendszer, ami egy tárgy vagy egy személy személyazonosságát (egyedi azonosítóját) továbbítja vezeték nélkül, rádióhullámok segítségével. Kiemelt cél, hogy a laborban futó projekteken keresztül szülessenek jó szakdolgozatok, TDK dolgozatok, és nem utolsó sorban az ipari-gazdasági körülmények közötti munka megismerése. 1. projekt: Automatikus azonosítás a fémiparban A projekt konzorciumban, 2 konzorciumi partner együttműködésében valósul meg. Ezek a Kovács KFT és az Eszterházy Károly Főiskola. A K+F projekt során egymás kompetenciáit jól kiegészítik, ismeretanyaguk közös használata sikeres projektzárást ígér. A legelterjedtebb és egyik legmodernebb technológia az UHF GEN 2 szabvány, mely megfelelő távolságból olvasható, és nem szükséges hatalmas antenna. Ennek vizsgálat az egyik irányvonal. A cél érdekében kapcsolatot építettünk ki a mezőkövesdi Kovács Kft.-vel. Náluk a fémipari környezetben tudjuk vizsgálni az RFID eszközök működését. Erre a célra sikerült egy Baross pályázatot elnyerni Ft-os költségvetéssel. Részletesen vizsgáljuk az RFID technológia viselkedését a fémipari környezetben, nagy

6 mennyiségű, nagy áramfelvételű motorok közelében és szélsőségesen magas hőmérsékleti viszonyok között. A projekthez mind adatbázis fejlesztés, mind szoftverfejlesztés kötődik. A projektről részletesen a lapon lehet olvasni. 2. projekt: Az intézeti könyvtár Az RFID technológia felhasználását vizsgáljuk könyvtári alkalmazásokban. Ehhez jó és kényelmes kiindulást biztosít az intézeti (Matematikai és Informatikai Intézet) könyvtár, mivel nem túl nagy kötetszámú (~3500), és helyben elérhető. A könyvtár kezelése teljesen RFID rendszerre lesz átállítva. A nyári laborgyakorlaton sokat haladt a projekt. A szoftver belső fejlesztés, így a technológia illesztése könnyebben megoldható. A projekt túl van a könyvek RFID tagekkel való ellátásán, a megszemélyesítésen. Az elkészült rendszerterv alapján a kezelő szoftverek fejlesztése folyik. A várható projektzárás ősz 3. projekt: Kriptográfiai lehetőségek az RFID alkalmazásában A projektben megpróbáljuk összehasonlítani és felhasználás szempontjából elemezni a szimmetrikus AES és az aszimmetrikus, nyílt kulcsú kriptográfiai algoritmusokat. Szem előtt tartva, hogy az AES hardver implementációja megoldott [McLoone1, Robshaw2007] és hogy a GPS azonosítást is igénylő folyamtoknál inkább az aszimmetrikus titkosítást javasolják. [Feldhoffer2004] Összegzés Összefoglalva, a differenciált szakmai tárgyak közé beépített Projektlabor tárgy kiemelten támogatja a gyakorlat fontosságát a képzésben. A benne megjelenő projektek lehetőséget biztosítanak a hallgatóknak, hogy megismerkedjenek napjaink vezető technológiáival. Mind a modern szoftvertechnika, mind az egyre jobban elterjedő RFID technika érdemes arra, hogy a leendő informatika tanárok képet kapjanak a működésről, és a felhasználás különböző területeiről. Viszont a haladó eszközök beszerzése, és üzemeltetése nem valósulhat meg támogatás nélkül. Erre vagy a pályázatokban lehet forrást találni, vagy az ipar résztvevőitől kaphatunk pénzügyi támogatást. Ez csak akkor lehetséges, ha olyan képzést tudunk beépíteni a kínálatunkba, amelyik érdeklődést kelt az ipari cégek vezetőiben, vagy melyre igény merül fel a munkaerő piacon. IRODALOMJEGYZÉK Kovács Emőd, Kusper Gábor: Web-programozó felsőfokú szakképzés kialakítása az Eszterházy Károly Főiskolán Informatika a felsőoktatásban, 2008 Vágner Anikó: Adatbázisrendszerek oktatása az Eszterházy Károly Főiskolán, Informatika a felsőoktatásban, 2008 Szűcs László, Schwirg László: Deploying an automaton warehouse system with RFID technology, GINNT Budapest, 2009

7 Az oktatási miniszter 15/2006. (IV. 3.) OM rendelete az alap- és mesterképzési szakok képzési és kimeneti követelményeiről. M. McLoone1,M.J.B. Robshaw: Public Key Cryptography and RFID Tags, CT-RSA 2007, LNCS 4377, pp , M. Feldhofer, S. Dominikus, J. Wolkerstorfer: Strong Authentication for RFID Systems Using the AES Algorithm, CHES 2004, LNCS 3156, pp , Tibor Radvanyi, Emod Kovacs: Infiltration of RFID technological knowledge in teaching of informatics teacher MA, Romanian Journal of Education Kolozsvár, ISSN: , vol.:1, num.:1, pp.: 49-54, 2010 SZERZŐK Radványi Tibor Eszterházy Károly Főiskola, Számítástudományi tanszék Köszönet illeti a budapesti székhelyű Vonalkód Rendszerház vezetőit, dolgozóit az önzetlen segítségükért. Különösen Koschek Vilmost, aki tudásával, tapasztalatával folyamatosan támogatja az RFID labor előrehaladását.