Internet of Things

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra počítačových systémů

Anotace:

Předmět je orientován na oblast hardwareových a softwareových technologií silně se rozvíjející počítačové podpory nejrůznějších zařízení. Jeho cílem je seznámení s dostupnými vývojovými prvky (Raspberry Pi, Arduino Due) a s jazykem pro efektivní vývoj aplikací a jejich modifikace (GNU Forth).

Požadavky:

Znalost procesorových architektur, programovacích jazyků jako jsou C, C++, Java nebo Python. Schopnost pracovat s elektronickými rozhraními procesorů a s operačním systémem Linux. Schopnost používat internetové komunikace na úrovni transportní vrstvy (TCP, UDP).

Osnova přednášek:

1. Úvod, architektura vrstev hardwaru, middlewaru a softwaru u IoT aplikací.

2. Technologie HW pro IoT - architektury ARM, AVR, PIC a Galileo (Intel). Vývojové jednotky Raspberry Pi, Arduino Due, ...

3. Softwarové technologie pro IoT - jazyk Forth jako alternativa pro C, C++, Java nebo Python.

4. Forth - práce s interpretem, jednoduché příklady překladu funkcí.

5. Forth - překlad programů, zahrnutí strojového kódu.

6. Komunikační vrstva IoT, alternativy IoT zpráv.

7. Formáty zpráv XML a ASN.1.

8. Překlad zpráv XML a ASN.1 pro klientská rozhraní (Android).

9. Forth - multitasking a distribuované algoritmy pro IoT, distribuce a sdílení datových informací.

10. Rozhraní senzorových a ovládacích prvků procesorů IoT.

11. Síťové technologie podporující komunikační vrstvu Internetu.

12. Oblasti využití technologie Internet of Things.

Osnova cvičení:

1. Úvod, jednoduché příklady použití interpretu GNU Forth pod OS Linux.

2. Práce s vývojovými jednotkami Raspberry Pi připojenými přes Ethernet, zadání semestrálních prací.

3. Práce na semestrálních úlohách.

4. Práce na semestrálních úlohách.

5. Práce na semestrálních úlohách.

6. Prezentace výsledků semestrálních prací.

Cíle studia:

Předmět seznamuje s technologiemi, které tvoří základnu pro systémy distribuovaného dohledu a řízení, v některých oblastech již používané (moderní PLC technologického řízení, počítačová podpora v automobilech), v jiných se rozvíjející (inteligentní budovy, zdravotnický dohled). Cílem předmětu je porozumění metodám efektivního vývoje takových aplikací.

Studijní materiály:

1. Eben Upton, Gareth Halfacree: Raspberry Pi User Guide, 3rd Edition, Wiley 2014.

2. Stephan Pelc: Programming Forth. Microprocessor Engineering Ltd. 2011.

Poznámka:

Tento předmět obsahově navazuje na bakalářský předmět Počítačové sítě.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Počítačová bezpečnost, verze 2020 (volitelný předmět)
• Návrh a programování vestavných systémů, verze 2020 (volitelný předmět)
• Počítačové systémy a sítě, verze 2020 (volitelný předmět)
• Manažerská informatika, verze 2020 (volitelný předmět)
• Softwarové inženýrství, verze 2020 (volitelný předmět)
• Systémové programování, verze 2020 (volitelný předmět)
• Webové inženýrství, verze 2020 (volitelný předmět)
• Znalostní inženýrství, verze 2020 (volitelný předmět)
• Specializace Teoretická informatika, verze 2020 (volitelný předmět)
• Magisterský program Informatika, plán pro studenty bez specializace, verze 2020 (volitelný předmět)