| Pełny opis: |
Wykłady (30h):
- Sprawy organizacyjne i regulaminowe – 1h. Założenia, definicje i architektury systemów Internetu Rzeczy: znaczenie gospodarcze i społeczne; kierunki i perspektywy rozwoju – 1h.
- Zastosowania i aplikacje Internetu Rzeczy: inteligentny dom, miasto oraz rzeczywistość wspomagana; opieka medyczna (telemedycyna); rolnictwo, leśnictwo i ochrona środowiska; przemysł i energetyka; transport, ekonomia i gospodarka – 2h.
- Technologie Internetu Rzeczy: technologie i infrastruktura IT (przetwarzanie wielkich ilości danych, chmury obliczeniowe, algorytmy i uczenie maszynowe, eksploracja wiedzy); technologie i infrastruktura telekomunikacyjna; technologie sprzętu (systemy elektroniczne, wbudowane i układy scalone) – 2h.
- Techniczne i technologiczne wyzwania Internetu Rzeczy: przetwarzanie i przechowywanie danych; bezpieczeństwo; komunikacja; zasilanie i pobór mocy; skalowalność i otwartość systemów; programowanie i rekonfiguracja; systemy operacyjne i systemy czasu rzeczywistego – 2h.
- Poziomy i techniki komunikacji w ekosystemie IoT: technologie i ich parametry; projektowanie z uwzględnieniem wydajności, poboru mocy, bezpieczeństwa oraz kosztów; sprzęt i dostępne narzędzia – 2h.
- Architektura i technologie systemów teleinformatycznych IT dla IoT: systemy operacyjne i systemy czasu rzeczywistego; procesory sygnałowe, komunikacyjne, graficzne i ogólnego przeznaczenia; klastry obliczeniowe; programowanie i języki programowania na różnych poziomach ekosystemu IoT – 2h. Kolokwium wykładowe 1. – 1h.
- Programowanie systemu wbudowanego i scalonego na potrzeby Internetu Rzeczy: przypomnienie i omówienie podstawowych zasad i języków programowania systemów mikroprocesorowych; przegląd dostępnych układów i systemów z uwzględnieniem bloków kryptograficznych oraz trybów pracy układów mikroprocesorowych; omówienie i analiza przykładowej aplikacji dla urządzenia wbudowanego w systemie IoT – 4h. Poprawa kolokwium wykładowego 1. – 1h.
- Pozyskiwanie, przetwarzanie i przechowywanie danych: źródła danych oraz metody ich pozyskiwania; systemy wbudowane, ich parametry i projektowanie systemu; przetwarzania danych na różnych poziomach ekosystemu IoT; analityka IoT – 2h.
- Bezpieczeństwo systemów IoT: poziomy i znaczenie bezpieczeństwa; podstawowe algorytmy oraz metody szyfrowania i uwierzytelniania; wparcie sprzętowe (bloki i systemy kryptograficzne); metodyka projektowania pod kątem bezpieczeństwa; źródła zagrożeń bezpieczeństwa systemu i sposoby im zapobiegania – 2h.
- Zasilanie i pobór mocy w systemach IoT: infrastruktura centrów obliczeniowych; zasilanie układów komunikacyjnych; zasilanie urządzeń i systemów wbudowanych; pozyskiwanie energii i zasilanie układów autonomicznych; projektowanie pod kątem poboru mocy; tryby pracy układów scalonych i systemów wbudowanych – 2h. Kolokwium wykładowe 2. – 1h
- Projektowanie systemu wbudowanego i scalonego na potrzeby Internetu Rzeczy: przypomnienie i omówienia podstawowych zasad i technik projektowania systemów wbudowanych i scalonych; przegląd dostępnych układów i systemów z uwzględnieniem: bloków komunikacyjnych, kryptograficznych oraz podstawowych parametrów technicznych i technologicznych; omówienie i analiza przykładowego systemu do zastosowań IoT – 3h. Poprawa kolokwium wykładowego 2. – 1h.
Podsumowanie: perspektywy rozwoju i dalszych możliwości pogłębiania wiedzy i umiejętności w zakresie systemów IoT – 1h.
Laboratorium (15h):
- L1.Zajęcia organizacyjne: zapoznanie z regulaminem laboratorium oraz środowiskiem i narzędziami wykorzystywanymi w czasie laboratorium (np. PC/Raspberry Pi, Arduino/STM32L/PSOC) – 1,5h; omówienie i przydzielenie projektów do samodzielnej realizacji przez studentów – 1,5h.
- L2.Pozyskiwanie, przetwarzanie i przechowywanie danych: W ramach laboratorium student oprogramuje prosty system do akwizycji i przetwarzania danych. Zebrane dane podda podstawowej obróbce cyfrowej w układzie i prześle do serwera. Na serwerze zrealizuje i uruchomi program przetwarzania zebranych danych w celu przeprowadzenia różnego rodzaju analiz i statystyk. W czasie laboratorium student wykorzysta i rozwinie umiejętności programowania mikrokontrolerów i systemów wbudowanych w języku C/C++ oraz programowania systemowego i sieciowego w języku Python z wykorzystaniem pakietów do przetwarzania dużych zbiorów danych – 3h.
- L3.Bezpieczeństwo systemów IoT: W ramach ćwiczenia student uzupełni opracowany system z poprzedniego ćwiczenia o zabezpieczenia wykorzystujące szyfrowanie przesyłanych danych. W opracowanym przez studenta oprogramowaniu wbudowanym zostaną wykorzystane bloki kryptograficzne i różne tryby pracy mikroprocesora. Na serwerze dane zostaną odszyfrowane i poddane analizie – 3h.
- L4.Zasilanie i pobór mocy w systemach IoT: W ramach ćwiczenia student wzbogaci aplikację wbudowaną w możliwość sterowania trybami pracy układu mikroprocesorowego pod kątem minimalizacji poboru mocy. Przeprowadzona zostanie analiza wpływu różnych parametrów układu wbudowanego oraz wykorzystywanych zasobów na pobór mocy systemu wbudowanego – 3h.
- L5.Zajęcia podsumowujące: W ramach zajęć studenci oddadzą ostateczne wyniki swoich projektów laboratoryjnych, które będą podlegać końcowej ocenie. Ocena za każdy z projektów laboratoryjnych będzie składać się z dwóch części. Pierwsza oceniająca wyniki pracy studenta w czasie laboratorium po każdym z poszczególnych zajęć. Druga ocena wyniku końcowego danego projektu laboratoryjnego – 3h.
Zajęcia fakultatywne (28h):
- Wizyta w Centrum Informatycznym Świerk – Narodowego Centrum Jądrowych w Otwocku. W ramach wizyty studenci zapoznają się ze strukturą i budową centrum przetwarzania i przechowywania olbrzymich ilości danych – 8h.
- Wizyta w laboratorium wytwarzania układów i systemów elektronicznych oraz fotonicznych. W ramach wizyty studenci zapoznają się z procesem wytwarzania układów scalonych oraz systemów elektronicznych i fotonicznych – 8h.
- Praktyka programowania: Zapoznanie się i programowanie systemu laboratoryjnego – 12h.
Projekt (30h):
Student będzie mógł wybrać i zrealizować rozbudowany projekt w trzech podstawowych obszarach: gromadzenia i przetwarzania danych, bezpieczeństwa w systemach IoT i zasilania układów wbudowanych. Do realizacji projektu student będzie mógł wykorzystać sprzęt dostępny w laboratorium lub zakupiony we własnym zakresie moduł uruchomieniowy. Niezależnie od celu szczegółowego projektu, w całości będzie on musiał stanowić pełen system IoT. Dodatkowo wykorzystany system mikroprocesorowy będzie musiał pracować pod kontrolą systemu czasu rzeczywistego – 30h.
Organizacja przedmiotu: bloki wykładowe dwugodzinne; bloki laboratoryjne czterogodzinne; zalecana organizacja zajęć wykładowych, laboratoryjnych projektowych i fakultatywnych:
Tydzień zajęć |
Wykłady |
Zajęcia fakultatywne/Laboratoria/Projekt |
| 1 |
W1 – Wstęp (2h) |
|
| 2 |
W2 – Zastosowania i aplikacje IoT (2h) |
ZF1 – Wizyta w Centrum Informatycznym Świerk – 8h |
| 3 |
W3 – Technologie Internetu Rzeczy (2h) |
ZF2 – Wizyta w laboratorium wytwarzania układów i systemów elektronicznych oraz fotonicznych – 8h |
| 4 |
W4 – Wyzwania Internetu Rzeczy (2h) |
|
| 5 |
W5 – Komunikacja w ekosystemie IoT (2h) |
|
| 6 |
W6 – Architektura i technologie systemów teleinformatycznych IT dla IoT (2h) |
|
| 7 |
Kolokwium wykładowe 1 (1h);
W7 – Programowanie systemu wbudowanego i scalonego na potrzeby Internetu Rzeczy (cz. 1, 1h) |
L1 – Zajęcia organizacyjne; omówienie i przydzielenie projektów – 4h |
| 8 |
W7 – Programowanie systemu wbudowanego i scalonego na potrzeby Internetu Rzeczy (cz. 2, 2h) |
ZF3 – Praktyka programowania (cz. 1) – 4h |
| 9 |
W7 – Programowanie systemu wbudowanego i scalonego na potrzeby Internetu Rzeczy (cz. 3, 1h);
Poprawa kolokwium wykładowego 1 (1h) |
ZF3 – Praktyka programowania (cz. 2) – 4h |
| 10 |
W8 – Pozyskiwanie, przetwarzanie i przechowywanie danych (2h) |
ZF3 – Praktyka programowania (cz. 3) – 4h |
| 11 |
W9 – Bezpieczeństwo systemów IoT (2h) |
L2 – Pozyskiwanie, przetwarzanie i przechowywanie danych – 4h |
| 12 |
W10 – Zasilanie i pobór mocy w systemach IoT (2h) |
L3 – Bezpieczeństwo systemów IoT – 4h |
| 13 |
Kolokwium wykładowe 2 (1h);
W11 – Projektowanie systemu wbudowanego i scalonego na potrzeby Internetu Rzeczy (cz. 1, 1h) |
L4 – Zasilanie i pobór mocy w systemach IoT – 4h |
| 14 |
W11 – Projektowanie systemu wbudowanego i scalonego na potrzeby Internetu Rzeczy (cz. 2, 2h) |
L5 – Zajęcia podsumowujące – 4h |
| 15 |
W12 – Podsumowanie (1h)
Poprawa kolokwium wykładowego 2 (1h) |
Oddanie projektów – 4h |
|
| Literatura: |
- M. Miller: Internet rzeczy. Jak inteligentne telewizory, samochody, domy i miasta zmieniają świat, 2016.
- A. Pal; B. Purushothaman: Technical challenges and solutions, 2017.
- É. Bossé, Basel Solaima: Information fusion and analytics for big data and IoT, 2016.
- D. Hanes, G. Salgueiro, P. Grossetete, R. Barton, J. Henry: IoT fundamentals: networking technologies, protocols, and use cases for the Internet of Things, 2017.
- Perry Lea: Internet of Things for architects: architecting solutions by implementing sensors, communication infrastructure, edge computing, analytics, and security, 2018.
- D. W. Lewis: Między asemblerem a językiem C: podstawy oprogramowania wbudowanego, 2004.
|
zobacz plan zajęć 
więcej informacji