Практический курс Интернет вещей

2020/2021

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

4

Кредиты

Кто читает:

Кафедра прикладной математики и информатики (Нижний Новгород) (Факультет информатики, математики и компьютерных наук (Нижний Новгород))

Статус:

Курс по выбору

Когда читается:

4-й курс, 3 модуль

Преподаватель

Зеленов Алексей Александрович

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина "практический курс интернет вещей" относится к блоку дисциплин специализации профессиональной подготовки бакалавра. В дисциплине представлены современные технологии разработки «умных» устройств, коллективных алгоритмов обработки данных и алгоритмов планирования действий.

Цель освоения дисциплины

• Целями освоения дисциплины «Практический курс – Интернет вещей» являются изу-чение студентами общих характеристик технологического феномена Интернета Вещей (Internet of Things, IoT), принципов дизайна социо-технических систем на основе совре-менных технологий IoT для автоматизации различных процессов и рутинных операций. В число целей освоения дисциплины также включено формирование у студентов четкого представления о возможностях применения методов автоматического восприятия и анализа контекста «умных» устройств, коллективных алгоритмов обработки данных и планирования действий, получение практических навыков работы с соответствующими инструментальными средствами и программами для систем типа «интернета вещей». Достижение этих целей обеспечивает выпускнику получение высшего профессионально профилированного (на уровне бакалавра) образования и обладание перечисленными ниже об-щими и предметно-специализированными компетенциями. Они способствуют его социальной мобильности, устойчивости на рынке труда и успешной работе в роли инженеров-разработчиков интеллектуальных систем, перспективных технологических решений для моде-лирования сложных систем.

Планируемые результаты обучения

• Знать:терминологию, принятую в изучаемой дисциплине, ее основные понятия и определения, применяемые на практике алгоритмы и математические методы;
• основные технические характеристики устройств на примере Intel Edisson;
• Знать программные и аппаратные средства восприятия контекста;
• Назначение и принципы построения систем класса IoT;
• применять полученные теоретические знания к решению практических вопросов планирования, проектирования, разработки, интеграции и эксплуатации информационных систем класса IoT.
• Методы программирования устройств Intel Edisson на языке Python;

Содержание учебной дисциплины

• Раздел 1. Введение в проблематику проектирования и реализации систем класса IoT
  Понятийный аппарат Интернета вещей. История возникновения и развития направления IoT. Основные области применения. Ключевые технологические решения. Рынок произво-дителей и пользователей решений IoT. Открытые проблемы в дизайне, реализации и экс-плуатации систем «интернета вещей».
• Раздел 2. Практическое освоение стандартных интерфейсов
  Назначение и особенности основных компонентов в системах «интернет вещей». Понятие интерфейса в программно-аппаратной системе. Интерфейсы GPIO. Аналоговые интерфей-сы. Интерфейсы для работы с ШИМ-компонентами. Интерфейсы для работы с УАПП-компонентами. Специализированные интерфейсы I2C и SPI. Специфика реализации интерфейсов в решении Intel Edisson. Назначение и состав библиотеки MRAA. Назначение и состав библиотеки UPM.
• Раздел 3. Системное программное обеспечение Intel Edisson
  Понятие встроенной операционной системы и ее роль. Основные характеристики ОС се-мейства Linux. Yocto и Debian Linux как встроенные операционные системы для устройств Intel Edisson. Методика установки операционной системы Yocto на устройство Intel Edisson. Методика настройки параметров операционной системы Yocto. Методика управления программными пакетами в ОС Yocto. Основы администрирования операционной системы Yocto. Методика установки операционной системы Debian Linux на устройство Intel Edisson. Методика настройки параметров операционной системы Debian Linux. Основы администрирования операционной системы Debian Linux. Инструментарий разработчика: текстовые редакторы.
• Раздел 4. Проектирование и реализация алгоритмов взаимодействия с интерфейсами GPIO
  Компоненты Intel Edisson, необходимые для работы. Физические основы интерфейсов GPIO. Основы микроэлектроники. Методика использования набора Grove Starter Kit для прототипирования GPIO. Методика установки и использования библиотеки MRAA для работы с GPIO. Программирование простых сценариев взаимодействия с устройствами через интерфейс GPIO. Использование механизма прерываний для взаимодействия с уст-ройствами.
• Раздел 6. Проектирование и реализация алгоритмов взаимодействия с интерфейсами ШИМ
  Компоненты Intel Edisson, необходимые для работы. Физические основы интерфейсов ШИМ. Основы микроэлектроники. Методика использования набора Grove Starter Kit для прототипирования ШИМ. Методика установки и использования библиотеки MRAA для работы с компонентами ШИМ. Программирование простых сценариев взаимодействия с устройствами через интерфейс ШИМ. Использование формата RTTTL для взаимодейст-вия с устройствами.
• Раздел 7. Проектирование и реализация алгоритмов взаимодействия с интерфейсами УАПП
  Компоненты Intel Edisson, необходимые для работы. Физические основы интерфейсов УАПП. Основы микроэлектроники. Методика использования набора Grove Starter Kit для прототипирования УАПП. Методика установки и использования библиотеки MRAA для работы с компонентами УАПП. Программирование простых сценариев взаимодействия с устройствами через интерфейс УАПП.

Элементы контроля

• контрольная
• экзамен
  Итоговый контроль в 2019/2020 учебном году состоялся в 3 модуле
• контрольная
• экзамен
  Итоговый контроль в 2019/2020 учебном году состоялся в 3 модуле

Промежуточная аттестация

• Промежуточная аттестация (3 модуль)
  0.7 * контрольная + 0.3 * экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Интернет вещей. Исследования и область применения : монография / Е.П. Зараменских, И.Е. Артемьев. — М. : ИНФРА-М, 2017. — 188 с. — (Научная мысль). — www.dx.doi.org/10.12737/13342. - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/792679
• Интернет вещей. Исследования и область применения: Монография/ЗараменскихЕ.П., АртемьевИ.Е. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 188 с.: 60x90 1/16. - (Научная мысль) (Переплёт) ISBN 978-5-16-011476-7 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/526946

Рекомендуемая дополнительная литература

• Интернет вещей. Исследования и область применения : монография / Е.П. Зараменских, И.Е. Артемьев. — М. : ИНФРА-М, 2019. - 188 с. — (Научная мысль). — www.dx.doi.org/10.12737/13342. - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/1020713