Αρχική σελίδα
Φροντιστήρια & Ιδιαίτερα Μαθήματα στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων | Τμήμα Ηλεκτρολόγων & Ηλεκτρονικών Μηχανικών

Κάνε ό,τι καλύτερο μπορείς μέχρι να μάθεις. Μετά όταν μάθεις καλύτερα, καν’ το καλύτερα.

(Maya Angelou)
Εικόνα

Διαδίκτυο των Πραγμάτων

Σύντομη περιγραφή του μαθήματος

Διαδίκτυο των Πραγμάτων | Τμήμα Ηλεκτρολόγων & Ηλεκτρονικών Μηχανικών

Ενότητα 1: Εισαγωγικές Έννοιες Αρχική παρουσίαση των βασικών εννοιών που χρησιµοποιούνται σε ένα σύστηµα «Διαδικτύου των Πραγµάτων (ΔτΠ)» καθώς και ορισµός αυτού και της έννοιας του "πράγµατος". Παρουσίαση αρχιτεκτονικών που χρησιµοποιούνται ως αναφορά καθώς και των προβληµάτων ιδιωτικότητας και προστασίας. Εισαγωγή στα πρωτόκολλα επικοινωνίας καθώς και στα θέµατα ιδιωτικότητας και προστασίας των δεδοµένων.
Ενότητα 2: Αισθητήρες και Μικροελεγκτές Στην ενότητα αυτή θα γίνει περιγραφή και ανάλυση των αισθητήρων που χρησιµοποιούνται σε ένα σύστηµα ΔτΠ, τι µετράνε καθώς και αν χρειάζεται να είναι βαθµονοµηµένοι. Θα µελετηθούν αισθητήρες που βρίσκονται σε κάθε έξυπνο κινητό (Smart Phone) ή έξυπνη φορετή συσκευή (Smart Wearable Device) και θα συζητηθούν οι σχεδιαστικές αποφάσεις που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την σχεδίαση και την υλοποίηση ενός συστήµατος ΔτΠ.
Ενότητα 3: Πρωτόκολλα Επικοινωνίας και Δεδοµένων Στην ενότητα αυτή θα γίνει περιγραφή του συνόλου των πρωτοκόλλων που χρησιµοποιούνται σε κάθε σύγχρονη λύση ΔτΠ για: - Επικοινωνία Διαχείριση και Αποστολή Δεδοµένων - Αναζήτηση και Εύρεση Επιπλέον θα συζητηθεί πως µπορεί ο µηχανικός να επιλέξει κάποιο από αυτά, ανάλογα µε την εφαρµογή που θα έχει να υλοποιήσει. Ειδικότερα, θα παρουσιαστούν µερικά βασικά πρωτόκολλα επικοινωνίας, όπως MQTT, CoAP, HTTP και πιο ειδικά πρωτόκολλα και τεχνικές που παρέχουν ασφαλή επικοινωνία πάνω από το ΔτΠ όπως MQTT over SSL, Χ.509 Certificate Based Authentication (Two-Way SSL connection). Επίσης θα παρουσιαστούν διαδεδοµένοι τρόποι ανταλλαγής πληροφορίων, βασισµένοι σε διεπαφές τύπου REST και GraphQL.
Ενότητα 4: Ασύρµατα Δίκτυα Αισθητήρων Στην ενότητα αυτή θα γίνει αναφορά για τους αισθητήρες που βρίσκονται στο κατώτερο επίπεδο της Αρχιτεκτονικής και πως αυτοί µπορούν να συνδεθούν µεταξύ τους για τη δηµιουργία ενός Δικτύου Αισθητήρων. Η παρουσίαση θα επικεντρωθεί στα Ασύρµατα Δίκτυα Αισθητήρων, τα οποία θα οριστούν, θα µελετηθεί η λειτουργία τους και θα παρουσιαστούν οι διαφορές τους µε µια λύση του ΔτΠ. Επιπλέον θα καλυφθούν σχεδιαστικές προκλήσεις και εφαρµογές.
Ενότητα 5: Περιβάλλοντα, Πλατφόρµες και Εργαλεία ανάπτυξης εφαρµογών στο ΔτΠ Στην ενότητα αυτή, θα γίνει παρουσίαση περιβαλλόντων ανάπτυξης εφαρµογών στο ΔτΠ, µε έµφαση σε διαδεδοµένες πλατφόρµες, όπως οι Kaa, Device Hive, Zetta, OpenIoT, Carriots, ThingsBoard κ.α.. Επίσης, θα παρουσιαστούν βασικοί µικροελεγκτές και µικροεπεξεργαστές που συναντώνται σε ένα σύστηµα του ΔτΠ (Arduino, Beagleboard, Rasberry Pi (RPi), NodeMCU, C.H.I.P., PocketCHIP κ.α.). Τέλος στην ενότητα αυτή θα παρουσιαστεί o τρόπος υλοποίησης συστηµάτων ΔτΠ για συγκεκριµένους σκοπούς (π.χ. Smart Home, Smart Farming κ.α.), µε χρήση διαδεδοµένης πλατφόρµας ανοιχτού κώδικα, όπως είναι το ThingsBoard.
Ενότητα 6: Τεχνολογίες Προσωπικών Δικτύων Στην ενότητα αυτή, θα παρουσιαστούν τεχνολογίες Προσωπικών Δικτύων (Personal Area Networks), και ο τρόπος µε τον οποίο µπορούν να βοηθήσουν στην επίγνωση κατάστασης, καθώς και στη δηµιουργία ηλεκτρονικών ετικετών. Ειδικά, θα παρουσιαστούν οι τεχνολογίες Bluetooth, Bluetooth Low energy (BLE), NFC και RFID. Θα συζητηθεί ο εντοπισµός µέσω αυτών και η λειτουργία και η δοµή των ετικετών καθώς και ο ηλεκτρονικός κωδικός προϊόντος (EPC). Θα µελετηθούν εφαρµογές που χρησιµοποιούν τις τεχνολογίες αυτές και θα αναλυθούν παραδείγµατα. Ιδιαίτερη έµφαση θα δοθεί στην παρουσίαση, στον τρόπο και τον σκοπό λειτουργίας του ενδιάµεσου λογισµικού.
Ενότητα 7: Εφαρµογές ΔτΠ µε τη βοήθεια συσκευών φορετού υπολογισµού Στην ενότητα αυτή, θα γίνει παρουσίαση συσκευών, δυνατοτήτων και ιδιαιτεροτήτων του φορετού υπολογισµού καθώς και λύσεων και τεχνικών όπου η χρήση φορετού υπολογισµού µπορεί να ενισχύσει τα αποτελέσµατα της υλοποίησης µιας εφαρµογής ΔτΠ. Θα δοθούν παραδείγµατα.
Ενότητα 8: Ασφάλεια και Εισαγωγή στον Αλγόριθµο του Blockchain Το θέµα της Ασφάλειας και της Ιδιωτικότητας των προσωπικών δεδοµένων παίζει πολύ σηµαντικό ρόλο σε ένα σύστηµα ΔτΠ. Για το λόγο αυτό, σε αυτή την ενότητα θα γίνει παρουσίαση των πιθανών κινδύνων ασφαλείας και συζήτηση για τους τρόπους αντιµετώπισης τους. Συζήτηση για τον αλγόριθµο του Blockchain και εφαρµογές αυτού µε επίκεντρο το ΔτΠ.
Ενότητα 9: Συνεργασία και επικοινωνία στο ΔτΠ για την πραγµατοποίηση στόχων Στην ενότητα αυτή, θα γίνει παρουσίαση του τρόπου µε τον οποίο µπορεί να λειτουργήσει ένα οικοσύστηµα συνδεδεµένων «πραγµάτων», µέσω της δηµιουργίας κανόνων, της λειτουργίας κάτω από έναν κεντρικό διαχειριστή, της κατανεµηµένης και οµότιµης λειτουργίας τους και θα παρουσιαστούν παραδείγµατα. Η χρήση κεντρικών διαχειριστών, συστήµατα διαφήµισης/συνδροµής και πλατφόρµες δηµιουργίας κανόνων, θα παρουσιαστούν στο πλαίσιο συγκεκριµένων σεναρίων χρήσης. Επίσης παρουσιαστούν θέµατα οπτικοποίησης δεδοµένων, δηµιουργίας Dashboards, και η δηµιουργία Alerts.
Ενότητα 10: Μελλοντικές Κατευθύνσεις Στην ενότητα αυτή, θα γίνει παρουσίαση των µελλοντικών κατευθύνσεων που οδηγούµαστε µέσω της ανάπτυξης του ΔτΠ: - Ευφυία και επίγνωση κατάστασης – αυτογνωσία συσκευών (Context-self awareness) - Οικοσύστηµα Διαδικτύου των Πάντων (Internet of Everything)
Εργαστηριακές Ασκήσεις: Η εργαστηριακή εκπαίδευση των φοιτητών γίνεται, πραγµατοποιώντας 13 εργαστηριακές ασκήσεις εστιασµένες στα βασικότερα αντικείµενα της θεωρητικής διδασκαλίας. Οι ασκήσεις θα είναι προσανατολισµένες πάνω στα ακόλουθα πεδία:

  1. Εισαγωγή στις Αναδυόµενες τεχνολογίες IoT.
  2. Διαθέσιµες Πλατφόρµες IoT (PaaS).
  3. Το Git σαν Εργαλείο Ελέγχου Εκδόσεων.
  4. Εισαγωγή στο Raspberry Pi (RPi) – Προετοιµασία Linux Raspbian σε SD Κάρτα.
  5. Σύνδεση στο δίκτυο, επικοινωνία µε SSH και έλεγχος του RPi µε εντολές Linux.
  6. Έλεγχος των GPIOs του RPi µε Python.
  7. Εγκατάσταση του ThingsBoard Community Edition σε εικονική µηχανή.
  8. Προεπισκόπηση Οντοτήτων και Διαχείριση Χρηστών – IoT Devices στο ThingsBoard.
  9. Αποστολή Θερµοκρασίας/Υγρασίας στο ThingsBoard µέσω MQTT πρωτοκόλλου και χρήση της πλατφόρµας Raspberry Pi και του αισθητήρα DHT22.
  10. Έλεγχος των GPIOs του Raspberry Pi µέσω MQTT πρωτοκόλλου στο ThingsBoard
  11. Δηµιουργία Dashboards για οπτικοποίηση δεδοµένων
  12. Δηµιουργία Rules, Alerts και αποστολή Emails.
  13. Δηµιουργία Ολοκληρωµένης Υπηρεσίας (π.χ. Smart Farming, Smart Energy, Smart Home, Healthcare Solutions κ.α.)

Στον Άβακα θα βρεις εξειδικευμένους καθηγητές που κάνουν φροντιστήριο και ιδιαίτερα μαθήματα στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων των Ηλεκτρολόγων & Ηλεκτρονικών Μηχανικών