Internet věcí
| Typ studia | bakalářské |
|---|---|
| Jazyk výuky | čeština |
| Kód | 440-2318/01 |
| Zkratka | IoT |
| Název předmětu česky | Internet věcí |
| Název předmětu anglicky | Internet of Things |
| Kreditů | 4 |
| Garantující katedra | Katedra telekomunikační techniky |
| Garant předmětu | Ing. Roman Šebesta, Ph.D. |
Osnova předmětu
Přednášky:
1. Úvod do IoT
2. Architektura senzorových sítí (senzor, senzorový uzel, senzorová síť, topologie, protokolová architektura)
3. Základní typy senzorů (obecné dělení senzorů; senzory: akcelerometr, fotodioda, magnetometr, chemické a plynové senzory, senzory tlaku, akustický mikrofon; systémy MEMS; napájení, Energy Harvesting)
4. Vláknově optické senzorické sítě (použití optických vláken a jejich vlastnosti jako senzory, architektura OFS systému, rozdělení druhů a typů senzorů, fyzikální principy a děje využívané pro snímání)
5. Typy bezdrátových senzorových sítí (MWSN - mobilní, WMSN - multimediální, UWSN - podvodní, WUGSN - podzemní, BSN - na lidském těle)
6. Protokoly (přístup k médiu, směrování, MQTT, UPD)
7. Bezpečnost (náchylnost k útokům, bezpečnostní mechanismy, bezpečnostní služby a požadavky, kategorizace útoků, zabezpečovací protokoly)
8. Technologie pro přenos dat (LoRaWan)
9. Technologie pro přenos dat (NB-IoT, 5G, LTE-M)
10. Technologie pro přenos dat (ZigBee, BLE, NFC, RFID)
11. Technologie pro přenos dat (Sigfox, IQRF, Z-wave, Ultra Low Power WiFi)
12. Služby - lokalizace a sledování (omezující faktory, lokalizační algoritmy a metody, lokalizace MWSN, tracking)
13. Komunikace V2x, 802.11p, nové trendy v IoT
Cvičení:
1. Bezpečnostní školení, náplň cvičení, bodové hodnocení. Seznámení se s laboratorním prostředím a prvky bezdrátové senzorové sítě. Seznámení se simulačním softwarem a možnostmi jeho využití v BSS.
2. Výpočet přenosových parametrů
3. Simulace pokrytí přístupové brány
4. Sestavení koncového uzlu, připojení senzorů
5. Laboratorní úloha 1 - WiFi/BT
6. Laboratorní úloha 2 - LoRa
7. Laboratorní úloha 3 - LoRa
8. Laboratorní úloha 4 - NB-IoT
9. Test, práce s MQTT/UDP
10. Vizualizace - online nástroje
11. Vizualizace dat v prostředí Grafana
12. Práce na projektu
13. Práce na projektu, zápočet
1. Úvod do IoT
2. Architektura senzorových sítí (senzor, senzorový uzel, senzorová síť, topologie, protokolová architektura)
3. Základní typy senzorů (obecné dělení senzorů; senzory: akcelerometr, fotodioda, magnetometr, chemické a plynové senzory, senzory tlaku, akustický mikrofon; systémy MEMS; napájení, Energy Harvesting)
4. Vláknově optické senzorické sítě (použití optických vláken a jejich vlastnosti jako senzory, architektura OFS systému, rozdělení druhů a typů senzorů, fyzikální principy a děje využívané pro snímání)
5. Typy bezdrátových senzorových sítí (MWSN - mobilní, WMSN - multimediální, UWSN - podvodní, WUGSN - podzemní, BSN - na lidském těle)
6. Protokoly (přístup k médiu, směrování, MQTT, UPD)
7. Bezpečnost (náchylnost k útokům, bezpečnostní mechanismy, bezpečnostní služby a požadavky, kategorizace útoků, zabezpečovací protokoly)
8. Technologie pro přenos dat (LoRaWan)
9. Technologie pro přenos dat (NB-IoT, 5G, LTE-M)
10. Technologie pro přenos dat (ZigBee, BLE, NFC, RFID)
11. Technologie pro přenos dat (Sigfox, IQRF, Z-wave, Ultra Low Power WiFi)
12. Služby - lokalizace a sledování (omezující faktory, lokalizační algoritmy a metody, lokalizace MWSN, tracking)
13. Komunikace V2x, 802.11p, nové trendy v IoT
Cvičení:
1. Bezpečnostní školení, náplň cvičení, bodové hodnocení. Seznámení se s laboratorním prostředím a prvky bezdrátové senzorové sítě. Seznámení se simulačním softwarem a možnostmi jeho využití v BSS.
2. Výpočet přenosových parametrů
3. Simulace pokrytí přístupové brány
4. Sestavení koncového uzlu, připojení senzorů
5. Laboratorní úloha 1 - WiFi/BT
6. Laboratorní úloha 2 - LoRa
7. Laboratorní úloha 3 - LoRa
8. Laboratorní úloha 4 - NB-IoT
9. Test, práce s MQTT/UDP
10. Vizualizace - online nástroje
11. Vizualizace dat v prostředí Grafana
12. Práce na projektu
13. Práce na projektu, zápočet
E-learning
Povinná literatura
QUSAY F., Hassan, ed. Internet of Things A to Z: Technologies and Application. New Jersey: Wiley-IEEE Press, June 13, 2018. ISBN 978-1-111-945674-2.
OBAIDAT, Mohammad S. a Sudip. MISRA. Principles of wireless sensor networks. New York: Cambridge University Press, 2014. ISBN 978-0521192477.
Rastko R. Selmic, Vir V. Phoha, Abdul Serwadda. Wireless sensor networks. New York, NY: Springer Berlin Heidelberg, 2016. ISBN 978-3319467672 .
Shuang-Hua Yang. Wireless sensor networks: Principles, Design and Application. New York, NY: Springer Berlin Heidelberg, 2013. ISBN 978-1447155041 .
Šiška, P. a kolektiv: Nekomunikační Aplikace Optických Vláken, studijní podklady k předmětu, 99 str.
SELECKÝ, Matúš. Arduino: uživatelská příručka. Přeložil Martin HERODEK. Brno: Computer Press, 2016. ISBN 9788025148402
OBAIDAT, Mohammad S. a Sudip. MISRA. Principles of wireless sensor networks. New York: Cambridge University Press, 2014. ISBN 978-0521192477.
Rastko R. Selmic, Vir V. Phoha, Abdul Serwadda. Wireless sensor networks. New York, NY: Springer Berlin Heidelberg, 2016. ISBN 978-3319467672 .
Shuang-Hua Yang. Wireless sensor networks: Principles, Design and Application. New York, NY: Springer Berlin Heidelberg, 2013. ISBN 978-1447155041 .
Šiška, P. a kolektiv: Nekomunikační Aplikace Optických Vláken, studijní podklady k předmětu, 99 str.
SELECKÝ, Matúš. Arduino: uživatelská příručka. Přeložil Martin HERODEK. Brno: Computer Press, 2016. ISBN 9788025148402
Doporučená literatura
EL EMARY, Ibrahiem M. M. Wireless sensor networks: from theory to applications.
Boca Raton: CRC Press/Taylor & Francis, 2014. ISBN 978-1466518100 .
DOMINGUES, Maria de Fátima F. a Ayman RADWAN. Optical Fiber Sensors for loT and Smart Devices [online]. Cham: Springer International Publishing, 2017 [cit. 2020-11-26]. SpringerBriefs in Electrical and Computer Engineering. ISBN 978-3-319-47348-2 . Dostupné z: doi:10.1007/978-3-319-47349-9
KOOIJMAN, Matthijs. Building Wireless Sensor Networks Using Arduino. Packt Publishing, 2015. ISBN 978-1-78439-558-2 .
Boca Raton: CRC Press/Taylor & Francis, 2014. ISBN 978-1466518100 .
DOMINGUES, Maria de Fátima F. a Ayman RADWAN. Optical Fiber Sensors for loT and Smart Devices [online]. Cham: Springer International Publishing, 2017 [cit. 2020-11-26]. SpringerBriefs in Electrical and Computer Engineering. ISBN 978-3-319-47348-2 . Dostupné z: doi:10.1007/978-3-319-47349-9
KOOIJMAN, Matthijs. Building Wireless Sensor Networks Using Arduino. Packt Publishing, 2015. ISBN 978-1-78439-558-2 .