Структура за темами

  • СИЛАБУС ДИСЦИПЛІНИ

    Дисципліна викладається на 3 курсі..

    Форма контролю - залік.

    Загальна кількість годин - 90 (3 кредити):

    • лекційні заняття - 26
    • практичні заняття - 26
    • самостійна робота - 38

    • СИЛАБУС ДИСЦИПЛІНИ

    • Метою вивчення дисципліни є отримання здобувачами освіти знань щодо принципів побудови мереж інтелектуальних об’єктів (речей), що оснащені електронними засобами первинного перетворення, обробки, зберігання і передачі інформації та набуття практичних навиків, достатніх для реалізації проєктів Інтернету речей.

      Завданням курсу є огляд моделей, платформ, технологій та протоколів Інтернету речей, ознайомлення студентів з сучасними апаратним та програмним засобами IoT.

      Обсяг навчального часу для вивчення дисципліни у навчальних планах підготовки фахових молодших бакалаврів визначений вимогами ОПП і становить 4 кредити ЄКТС (120 академічних годин).

      Дисципліна «Технології Інтернету речей» належить до вибіркових компонент освітньо-професійної програми підготовки фахових молодших бакалаврів за спеціальністю 123 «Комп’ютерна інженерія» і вивчається після дисциплін «Алгоритмізація та програмування», «Основи Інтернету речей» та «Вступ до робототехніки».

      Зміст навчальної дисципліни забезпечує формування наступних компетентностей, які визначенні освітньо-професійною програмою «Інженерія інтернету речей»:

      Загальні компетентності:

      ЗК4. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.

      ЗК8. Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями.

      Спеціальні (фахові) компетентності:

      СК2. Здатність застосовувати на практиці фундаментальні концепції, парадигми і основні принципи функціонування апаратних, програмних та інструментальних засобів комп’ютерної інженерії.

      СК3. Здатність вільно користуватись сучасними комп’ютерними та інформаційними технологіями, прикладними та спеціалізованими комп’ютерно-інтегрованими середовищами для розробки, впровадження та обслуговування апаратних та програмних засобів комп’ютерної інженерії.

      СК4. Здатність брати участь у розробці системного та прикладного програмного забезпечення засобів комп’ютерної інженерії з використанням ефективних алгоритмів, сучасних методів і мов програмування.

      СК11. Здатність здійснювати вибір, розгортати, інтегрувати, діагностувати, адмініструвати та експлуатувати комп’ютерні системи та мережі, мережеві ресурси, сервіси та інфраструктуру організації.

      Після завершення даного курсу здобувач освіти набуває та/або здатний продемонструвати наступні програмні результати навчання:

      РН8. Застосовувати знання технічних характеристик, конструктивних особливостей, призначення і правил експлуатації апаратних та програмних засобів комп’ютерної інженерії для вирішення технічних задач у професійній діяльності

      РН9. Розробляти, тестувати, впроваджувати, експлуатувати програмне забезпечення для вбудованих і розподілених систем.

      РН14. Використовувати сучасні інтегровані середовища, методи і технології розробки, впровадження, адміністрування комп’ютерних систем та мереж, баз даних і знань.

      РН17. Аналізувати та розробляти системи і пристрої Інтернету речей на базі мікроконтролерів та мікропроцесорних систем, організовувати їхню взаємодію з використанням комунікаційних протоколів, поєднуючи їх в загальну систему.

    • Змістовий модуль 1. Основи Інтернету речей.

      Вступ до IoT. Екосистема IoT

      Знати історію розвитку та основні поняття та терміни Інтернету речей; поняття екосистеми IoT та принципи роботи мереж IoT і їх взаємодію з пристроями та сервісами; поняття промислового Інтернету речей.

      Архітектура IoT

      Знати основні складові архітектури IoT (сенсори, актуатори, мережі зв'язку, хмарні сервіси та програмне забезпечення), різні типи мереж зв'язку та їх характеристики (WiFi, Bluetooth, Zigbee, LoRaWAN тощо), основні протоколи зв'язку та мережеві технології, що використовуються в IoT (MQTT, CoAP, HTTP, TCP/IP тощо); загрози IoT. Вміти використовувати датчики систем IoT.

      Змістовий модуль 2. Еталонна модель Інтернету речей.

      Стандарти сумісності ІоТ

      Знати технології та протоколи передачі даних на довгі та короткі відстані в IoT (Z-Wave, NFC 140, RFID, BLE, WiFi HaLow). Вміти працювати з модулями ESP8266.

      Еталонні моделі IoT

      Знати основні протоколи (інфраструктури, виявлення сервісів, рівня додатків) та сервіси IoT. Вміти реалізовувати протокол MQTT за допомогою модулів ESP8266.

      Змістовий модуль 3. Платформи Інтернету речей.

      Платформа Linux Foundation

      Знати основні типи платформ Інтернету речей, включаючи хмарні платформи, платформи на базі пристроїв та розподілені платформи. Розуміти особливості кожного типу платформ Інтернету речей, включаючи їхні переваги та недоліки, а також способи їхнього використання для різних типів IoT-систем. Вміти працювати з модулями ESP32.

      Платформа AggreGate

      Знати принципи та функціонал платформ IoT від Amazon, Microsoft та Google; основні протоколи та інтерфейси, які використовуються на платформах AWS IoT, Azure IoT та Google Cloud IoT.

      Платформа Everyware Cloud

      Знати компоненти та архітектуру платформ Linux Foundation, AggreGate та Everyware Cloud. Вміти створювати інтеграції та забезпечувати взаємодію між IoT-пристроями та іншими сервісами в межах платформи.

      Змістовий модуль 4. Протоколи Інтернету речей.

      Протоколи інфраструктури

      Знати основні протоколи інфраструктури в IoT та їх характеристики; концепцію протоколів інфраструктури в IoT та їх роль у забезпеченні зв'язку між пристроями в мережі IoT.

      Протоколи виявлення сервісів

      Знати, що таке протоколи виявлення сервісів та основні з них (mDNS, DNS-SD, SSDP, UPnP), принцип роботи кожного з цих протоколів та їх взаємодію між собою. Вміти діагностувати та вирішувати проблеми, пов'язані з протоколами виявлення сервісів в IoT.

      Протоколи рівня застосунків

      Знати основні протоколи рівня додатків в IoT (HTTP, CoAP, MQTT, AMQP, XMPP, DDS); переваги та недоліки кожного протоколу. Вміти обирати найоптимальніший протокол для конкретної задачі.

      Змістовий модуль 5. Технології та протоколи передачі даних в IoT мережах.

      Технології та протоколи передачі даних на довгі відстані

      Знати та розуміти основні протоколи та технології передачі даних в IoT мережах на короткі відстані (Bluetooth, ZigBee, WiFi, NFC та RFID). Вміти обирати відповідний протокол залежно від характеристик застосування та потреб в передачі даних на короткі відстані.

      Технології та протоколи передачі даних на короткі відстані

      Знати принципи роботи бездротових технологій передачі даних (ZigBee, Z-Wave, LoRaWAN та NB-IoT); особливості мереж зі змінною топологією та мереж з фіксованою топологією (з деревоподібною топологією, з мешовою топологією та зі зірковою топологією). Вміти організовувати обмін даними за допомогою модулів LoRa.

      Сенсорні мережі

      Знати концепцію сенсорних мереж і принцип їх роботи, типи сенсорів та їхнє застосування в різних сферах, основні стандарти та протоколи в сенсорних мережах (Zigbee, Z-Wave, Bluetooth, WiFi, LoRaWAN, NB-IoT, Sigfox та інші). Знати принципи роботи бездротових сенсорних мереж та їхні топології (Mesh, Star, Tree та Hybrid).

    • Основними методами формування фахових компетентностей у процесі вивчення даної дисципліни є пояснювально-ілюстративні та наочні,  інтерактивні (дискусія, тестування) та практичні (виконання практичних робіт). Ці методи дають можливість у повному обсязі опанувати навчальний матеріал, закріпити його, сформувати практичні навики та діагностувати якість знань.

    • Основним завданням самостійної роботи студентів є набуття навичок самостійного опрацювання фахових інформаційних джерел та оволодіння практичними навичками адміністрування комп'ютерних мереж. 

      Самостійна робота студента включає наступні види робіт:

      • самостійне опрацювання лекційного матеріалу;
      • підготовка до практичних занять;
      • самостійне опрацювання навчальних матеріалів з відповідних тем.

      Обсяг самостійної роботи визначається кількістю годин, передбачених робочою програмою.

      Контроль виконання самостійної роботи проводиться шляхом контрольних питань до практичних робіт та реферативних повідомлень.

      Рівень самопідготовки студентів, згідно запропонованої тематики самостійної роботи, відбивається на рівні вивчення навчальної дисципліни в цілому.

    • Діагностика знань, умінь та навичок студентів полягає в оцінювані рівня сформованих загальних та фахових компетентностей, дає змогу з’ясувати ступінь опанування тем дисципліни та рівень підготовки здобувачів освіти до професійної діяльності. 

      Оцінювання знань студентів з навчальної дисципліни здійснюється за 4-бальною шкалою, шляхом проведення контрольних заходів у формі поточного контролю.

      Поточний контроль здійснюється під час проведення практичних занять і має на меті перевірку знань студентів з окремих тем та рівня їх підготовленості до виконання завдань.

      Ключовими формами та методами демонстрації студентами результатів навчання при поточному контролі є:

      • захист практичних робіт: демонстрація результатів виконання завдань із обґрунтуванням обраних методів та інструментів;
      • презентація - виступи перед аудиторією для висвітлення окремих питань, індивідуальних завдань тощо;
      • дискусія - обґрунтування власної позиції у вирішенні проблемних питань.

      Підсумковий  контроль проводиться у формі диференційованого заліку, який виставляється за результатами поточного контролю, за умови відсутності негативних оцінок за практичні роботи.

      Студенти як відповідальні учасники освітнього процесу дотримуються норм академічної доброчесності, усвідомлюють наслідки її порушення, що визначаються Положенням про академічну доброчесність у Галицькому фаховому коледжі імені В’ячеслава Чорновола.

    • Відвідування занять є обов’язковим. За об’єктивних причин (хвороба, проходження медичних оглядів, участь в змаганнях, олімпіадах тощо) відсутність студентів на занятті повинна мати документальне підтвердження.

      Пропущені заняття та незадовільні оцінки повинні бути відпрацьовані згідно графіку консультацій викладача. 

      До початку заліково-екзаменаційної сесії студенти повинні виконати усі підсумкові контрольні заходи і отримати по кожному із змістовних модулів позитивні оцінки.

      Студент має право оскаржити оцінку, отриману за результатами підсумкового семестрового контролю (крім незадовільної оцінки). Такі випадки регулюються Положенням про апеляцію результатів підсумкового контролю знань студентів.

      Перескладання незадовільних оцінок здійснюється відповідно до Порядку ліквідації академічної заборгованості у Галицькому фаховому коледжі імені В’ячеслава Чорновола.

      1. Технології інтернету речей. Навчальний посібник [Електронний ресурс]: навч. посіб. для студ. спеціальності 126 «Інформаційні системи та технології», спеціалізація «Інформаційне забезпечення робототехнічних систем» / Б.Ю. Жураковський, І.О. Зенів; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021. URL: https://ela.kpi.ua/handle/ 123456789/42078
      2. Основи робототехніки на платформі Arduino. / Павлюс В.П. – Тернопіль: Навчально-практична майстерня редакційно-видавничих технологій Галицького коледжу імені В’ячеслава Чорновола, 2020. 88 с.
      3. Вступ до ІоТ (Cisco Networking Academy) [Електронний ресурс]. URL: https://www.netacad.com
      4. Користувацькі посібники по роботі із платформою Arduino [Електронний ресурс]. URL: https://www.arduino.cc/en/Tutorial
      5. Довідник з Node-RED [Електронний ресурс]. URL: https://pupenasan. github.io/NodeREDGuidUKR

    • Укладач е-курсу - Василь Петрович ПАВЛЮС (vasylpavlus@gmail.com)
      Консультації: Понеділок, 16.40 - 18.00, 21 ауд. (І корпус)

  • Модуль 1. Основи Інтернету речей

  • Модуль 2. Еталонна модель Інтернету речей

  • Модуль 3. Платформи Інтернету речей

  • Модуль 4. Протоколи Інтернету речей

  • Модуль 5. Технології та протоколи передачі даних в IoT мережах

    • Самостійна робота