Politechnika Warszawska - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Systems for Internet of Things

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-CSCSN-MSA-ESIT Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Systems for Internet of Things
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Computer Systems and Networks - Advanced )-Computer Systems and Networks-M.Sc.-EITI
( Courses in English )--eng.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
( Technical Courses )--eng.-EITI
Punkty ECTS i inne: 6.00
Język prowadzenia: angielski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

ESIT

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Przedmiot stanowi wprowadzenie do tworzenia systemów dla Internetu Rzeczy (IoT). Celem przedmiotu jest zapoznanie się i praktyczne wykorzystanie systemów sprzętowych, programowych, komunikacyjnych i obliczeniowych do tworzenia elementów składowych sieci pomiarowych dla Internetu Rzeczy. Główny nacisk jest położony na zapoznanie się ze sprzętem, stykiem niskopoziomowym sprzęt-oprogramowanie oraz pośrednią warstwą oprogramowania. Każde omawiane zagadnienie jest od razu praktycznie wdrażane w trakcie części laboratoryjnej zintegrowanych zajęć. Rezultatem końcowym jest opracowanie i uruchomienie, w trakcie projektu, kompletnej sieci pomiarowej IoT dołączonej do chmury obliczeniowej. Prezentowane są platformy sprzętowe, środowiska programowe, systemy operacyjne czasu rzeczywistego, debugowanie w czasie rzeczywistym, protokoły komunikacyjne, zagadnienia bezpieczeństwa i chmury Internetowe w kontekście konstruowania rozwiązań dla IoT. Przedmiot charakteryzuje się dużą liczbą zajęć (...)

Pełny opis: (tylko po angielsku)

The course gives the basis for Internet of Things (IoT) engineering. The aim of the course is to familiarize students with practical use of hardware, software, communication and computing systems to create components of measurement networks for the Internet of Things. The main focus is on hardware components, low-level hardware-to-software interface, and middleware. Each of the discussed issues is immediately illustrated in practice during the laboratory part of the integrated course. During the project students design and implement a complete IoT measurement network connected to the computing cloud.
The scope of the course comprises: hardware platforms, software frameworks, real time operating systems, debugging in real time, communication protocols, security issues, cloud computing, all these in the context of IoT. This course is characterized by the emphasis on practical classes. Students can use the latest techniques and tools dedicated to IoT engineering.
The students attending the course will acquire the knowledge and practical skills related to the IoT engineering, including the following topics:


  • multi-core integrated circuits,

  • programming frameworks,

  • real time operating systems,

  • communicating protocols,

  • communicating protocols,

  • security solutions,

  • real time application design,

  • design of secure systems for data acquisition via wireless links.



Lecture contents

  1. General information, Introduction, Basics for Internet of Things (IoT) engineering, Hardware and software platforms for IoT, CC13xx/CC260xx processors, MEMS sensors, ARM cors: Cortex M0, Cortex-M3W, hardware development kits: CC1310 LaunchPad, CC1350 LaunchPad, CC1350 SensorTag.

  2. Programming environment, Code Composer Studio, programming libraries, Software Development Kits, Real time debugging.

  3. Real time operating systems, RTOS systems: TI-RTOS, FreeRTOS, Contiki.

  4. Wireless connectivity, ISO/OSI model, Communication protocols: BLE 4.2,BLE 5, IEEE802.11g, IEEE802.14.2g Security issues.

  5. Single board computers and gates hardware, Raspberry Pi3, Beagle Bon Black, Intel Edison.

  6. Gates software, Node-RED, Pyton, Java script, JSON , BLE communication.

  7. Sensor nodes and gates communication, WiFi communication, Simple internet page.

  8. Cloud computing, MQTT protocol, CC2650 SensorTag connection to IBM Watson IoT Platform.

  9. IoT security. Device authentication, exchange of security keys, asymmetric cryptography, privacy of the transmitted data, security strategy relates to device maintenance, Security and the Cortex-M MPU, BLE security.

  10. Large Area Network, IEEE802.14.2e/g protocol, LP WAN, SigFox, LORAWAN, NB-IoT (LTE 3GPP R13), Wireless Sensor Network (WSN), "Sub 1GHz" net, CC1310 LaunchPad.

  11. IoT and IIoT solutions. European Commission strategy, IEEE, IETF and W3C activities related to IoT, IoT specific problems, IoT platforms.




Laboratory contents
Laboratory classes include a practical introduction to the CCS programming environment and the work with signal processor peripherals using a real-time hardware debugging system.
  1. CCS Fundamentals. This exercise provides an introduction to the Code Composer Studio integrated development environment. It will cover how to get started using the environment on the LaunchPad and SensorTag hardware kits.

  2. TI-RTOS Basic. This exercise introduces the concepts of Tasks, Hwi, Semaphores as well as the PIN driver step by step using TI-RTOS on the LaunchPad and SensorTag hardware kits.

  3. Bluetooth Basics. This exercise is an introduction for the TI-RTOS based BLE-Stack for CC26xx processors. The first task shows how to download a project to the device and run it.

  4. Raspberry_Pi3. In this exercise, you will learn on: Hardware intro, First Time Configuration, Network Setup, Using SSH, Python Intro, GPIO Setup. Interfacing hardware with the Raspberry P.

  5. BLE_on_Raspberry_Pi3. In this exercise, you will learn how to use Bluetooth to connect and get sensor readings from a TI CC26xx hardware kits to a Raspberry Pi.

  6. MQTT and Node-RED. Learn how to deploy a basic webpage in Node-RED, add JavaScript to make the webpage dynamic, and finally, use query parameters from the URL in the webpage.

  7. MQTT connection. We first set up Bluetooth on the RPi3 and then set up Node-Red to convert the Bluetooth data to MQTT messages. Next we will using OpenHAB to receive the MQTT messages, process them and use them for notifications, trending, etc.

  8. Long Range Communication. In this lab, we will run a pair of examples based on the complete TI-15.4 Stack, one Sensor and one Collector - creating a star network of sensor node(s) sending data to a collector.



Projects contents
The goal of the project is to connect sensors to the cloud over a long-range, Sub-1 GHz wireless network. In this design, a long-range, low-power wireless network, made up of Sub-1 GHz CC13xx devices that run the TI 15.4-Stack-based application, can be connected to multiple cloud service provider.

Literatura: (tylko po angielsku)


  • Connected Sensors Building Automation Systems Guide, 2016, Texas Instruments

  • Teardown of an Internet of Things (IoT) Wireless Device, 2016, Predictable Designs

  • CC2640/CC2650 Bluetooth low energy Software Developer`s Guide, 2016, Texas Instruments

  • CC2650 SimpleLink? Multistandard Wireless MCU, Technical Reference Manual, 2016, Texas Instruments

  • SimpleLink Academy, Texas Instruments

  • Bringing Wireless Scalability to Intelligent Sensing Applications, 2016, Texas Instruments

  • Jeff Immelt, How IoT is Making Security Imperative for All Embedded Software, 11.10.2016, Programming Research

  • The Internet of Things: Enabling Technologies and Solutions for Design and Test, 18.02.2016, Keysight Technologies

  • Patrick Mannion, Turning Debug into Hardware-Based IoT Security, 11.12.2015, Electronic Design

  • Bluetooth low energy specification, 2016, Bluetooth SIG

  • Security, Bluetooth Low Energy, 2016, Bluetooth SIG

  • MQTT Protocol Specifications, 2016, IBM

  • Comparative Analysis of Cryptography Library in IoT, Kumar, Borgohain, Sanyal, International Journal of Computer Applications, vol. 118, issue 10, 2015

Metody i kryteria oceniania: (tylko po angielsku)

The ESIT course consists of a 4 hour blocks each week, containing:

  • Lectures only (3x).

  • Lecture and laboratory exercises (8x). Each lab starts with presentation (short lesson) and next the workshop.

  • Project performed after labs (4x).

  • There is open book final exam at the end of the semester.

Final score:
  • laboratory exercises (8 x 6 pts = 48 pts)

  • project (22 pts)

  • final exam (30 pts)

    • To obtain positive grade from the course you must obtain positive grade from all laboratory exercises and from project.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. letni" (w trakcie)

Okres: 2020-02-22 - 2020-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 20 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 20 miejsc więcej informacji
Wykład, 15 godzin, 20 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Henryk Kowalski
Prowadzący grup: Henryk Kowalski, Grzegorz Mazur, Julian Myrcha, Paweł Radziszewski, Zbigniew Szymański, Jacek Wytrębowicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2019-02-18 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 20 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 20 miejsc więcej informacji
Wykład, 15 godzin, 20 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Henryk Kowalski
Prowadzący grup: Henryk Kowalski, Grzegorz Mazur, Julian Myrcha, Paweł Radziszewski, Zbigniew Szymański, Jacek Wytrębowicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2018-02-19 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin, 22 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 22 miejsc więcej informacji
Wykład, 15 godzin, 22 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Henryk Kowalski, Rajmund Kożuszek
Prowadzący grup: Henryk Kowalski, Grzegorz Mazur, Julian Myrcha, Paweł Radziszewski, Zbigniew Szymański, Jacek Wytrębowicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.