Интернет вещей
Beschreibung: Данная дисциплина изучает основные принципы построения систем Интернета Вещей (IoT), включая архитектуру, элементную базу, типы устройств и направления их развития. Рассматриваются протоколы обмена данными между устройствами, а также методы агрегации и обработки информации, полученной от удалённых источников. Предназначена для формирования у студентов знаний и практических навыков в области проектирования, интеграции и анализа IoT-систем и сервисов.
Betrag der Credits: 5
Пререквизиты:
- Линейные системы автоматического регулирования
Arbeitsintensität der Disziplin:
| Unterrichtsarten | Uhr |
|---|---|
| Vorträge | 15 |
| Praktische Arbeiten | 30 |
| Laborarbeiten | |
| AASAL (Autonomes Arbeiten der Schüler unter Anleitung des Lehrers) | 30 |
| SE (Studentisches Eigenarbeiten) | 75 |
| Endkontrollformular | экзамен |
| Form der Endkontrolle | Письменный экзамен |
Komponente: Компонент по выбору
Zyklus: Профилирующие дисциплины
Цель
- формирование теоретических и практических навыков по разработке надежных, качественных систем на базе IoT устройств с применением современных технологий программирования.
Задача
- изучение аппаратного и программного обеспечения IoT; методов подключения датчиков и актуатор; основных протоколов передачи данных; способов сбора, хранения и агрегации данных от удаленных устройств;
- освоение протоколов обмена информацией между устройствами и методов агрегации и обработки данных, полученных от удаленных устройств;
- приобретение навыков выбора эффективных способов реализации структур систем на базе IoT устройств при решении профессиональных задач.
Результат обучения: знание и понимание
- выбирать аппаратное и программное обеспечение IoT, методы подключения датчиков и актуатор, протоколы передачи данных, а также способы сбора, хранения и агрегации данных от удаленных устройств;
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- применять методы разработки систем на базе IoT устройств;
- проектировать структуру и архитектуру систем на базе IoT устройств с использованием современных методологий;
Результат обучения: формирование суждений
- применять эффективные способы реализации структур системы на базе IoT устройств при решении профессиональных задач;
Результат обучения: коммуникативные способности
- выражать четко и последовательно информацию и результаты, полученные в ходе производственного процесса,
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- программировать оконечные устройства и подключать их в сеть,
- разрабатывать программные решения обработки и хранения данных с применением облачных технологий.
Lehrmethoden
интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мотивационная речь);
информационно-коммуникационная (занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ);
поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе обучения).
Bewertung des Wissens der Studierenden
| Period | Art der Aufgabe | Gesamt |
|---|---|---|
| 1 Bewertung | Практическое задание "Основы работы с модулем ESP8266" | 0-100 |
| Практическое задание "Контроль состояния светодиода" | ||
| Практическое задание "Передача данных с цифрового датчика по сети Wi-Fi" | ||
| Практическое задание "Управление светодиодом через адресную строку браузера" | ||
| Практическое задание "Управление светодиодом через облачную панель" | ||
| Практическое задание "Технология межмашинного взаимодействия М2М" | ||
| Рубежный контроль 1 | ||
| Индивидуальное задание 1 | ||
| 2 Bewertung | Практическое задание "Система межмашинного взаимодействия автоматического управления уровнем освещенности" | 0-100 |
| Практическое задание "Домашняя автоматика и облачные сервисы" | ||
| Практическое задание "Облачная охранная система" | ||
| Рубежный контроль 2 | ||
| Индивидуальное задание 2 | ||
| Endkontrolle | экзамен | 0-100 |
Die Bewertungspolitik der Lernergebnisse nach Arbeitstyp
| Art der Aufgabe | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Exzellent | Gut | Befriedigend | Ungenügend | |
| Работа на практических занятиях | Выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; отчет оформлен в соответствии с требованиями; правильно выполняет анализ ошибок. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом, а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин. | Выполнил работу по требованию к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Ответ обучающегося на вопросы удовлетворяет основным требованиям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин; допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя. | Выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов. | Выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы; допущены больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов. |
| Устный опрос | Демонстрирует системные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы | Демонстрирует прочные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность, явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем | Демонстрирует неглубокие теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем. | Демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью, не владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательности изложения, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем, отказывается отвечать на занятии |
| Рубежный контроль | Результат рубежного теста: 18-20 баллов – продемонстрированы знания на высоком уровне. | Результат рубежного теста: 14-17 баллов – продемонстрированы знания на базовом уровне. | Результат рубежного теста: 13-10 баллов – продемонстрированы знания на удовлетворительном уровне. | Результат рубежного теста: 0-9 баллов – знания считаются не освоенными. |
Bewertungsbogen
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Особенности построения систем интернета вещей
- Архитектура микроконтроллерных систем
- Программирование микроконтроллеров
- Операционные системы реального времени
- Интерфейсы передачи данных
- Модели сетевого взаимодействия
- Адресация в сети
- Протоколы и технологии обмена данными
- Защита данных в беспроводных системах
- Энергосбережение на уровне микроконтроллера
- Энергоэффективные сети
- Оценка энергопотребления устройств интернета вещей
- Вычислительные модели и их применимость для систем интернета вещей
- Облачные решения для разработки приложений
- Платформы для разработки приложений IoT
Основная литература
- Основы интернета вещей : учебно-методическое пособие / Н.В. Папуловская ; М-во науки и высшего образования РФ - Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2022.— 104 с
- Введение в Интернет вещей: учебное пособие / Е.В. Глушак, А.В. Куприянов. – Самара: Издательство Самарского университета, 2023. – 104 с.
- Шварц Марко. Интернет вещей с ESP8266: пер. с англ. - СПб.: БХВ-Петербург, 2018. - 192с.
- Петин В. А. Создание умного дома на базе Arduino. – М.: ДМК Пресс, 2018. – 180 с.
Дополнительная литература
- Ли П. Архитектура интернета вещей / П. Ли; пер. с англ. М.А. Райтмана. – М.: ДМК Пресс, 2019. – 454 с .
- Антти Суомалайнен. Интернет вещей: видео, аудио, коммутация. – М.: ДМК Пресс, 2019. – 120 с.
- Петин В.А. Arduino и Raspberry Pi в проектах Internet of Things. - 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: БХВ-Петербург, 2019. - 432с.
