Бакалавриат
2019/2020
Практический курс Интернет вещей
Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»
Статус:
Курс обязательный (Прикладная математика и информатика)
Направление:
01.03.02. Прикладная математика и информатика
Когда читается:
4-й курс, 3 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Преподаватели:
Зеленов Алексей Александрович
Язык:
русский
Кредиты:
4
Контактные часы:
44
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 IoTПонятийный 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 интерфейсовНазначение 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 EdissonПонятие 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 GPIOКомпоненты 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 ШИМКомпоненты 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 УАППКомпоненты 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.
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