Internet rzeczy (IoT)

obowiązkowe

Programowanie mikroprocesorów 390-FG1-2PM
Programowanie obiektowe 390-FG1-1PO
Programowanie skryptowe 390-FG1-2PS
Programowanie strukturalne 390-FG1-1PS
Systemy operacyjne 390-FG1-1SO
Wstęp do elektroniki 390-FG1-2WDE

Znajomość systemów Linux i Windows. Znajomość języków programowania: C, C++, JavaScript, Python. Umiejętność programowania układów Arduino. Umiejętność konfigurowania i programowania komputerów SBC (Raspberry Pi).

w sali

W ramach laboratorium tworzone są układy składające się z podłączonych do sieci komputerowej czujników, urządzeń wykonawczych oraz programowalnych urządzeń sterujących (Arduino Uno, ESP8266, ESP32, Raspberry Pi). Przeprowadzane ćwiczenia uwzględniają: programowanie MPU i SBC; tworzenie internetowych aplikacji monitorujących i sterujących; tworzenie paneli HMI; instalację i konfigurację bezpłatnych serwerów IoT.

Profil studiów: ogólnoakademicki.

Forma studiów: stacjonarne.

Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy (Moduł: Kształcenie specjalistyczne).

Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina: nauki fizyczne, informatyka.

Specjalność, poziom kształcenia : fizyka gier komputerowych i robotów, studia pierwszego stopnia.

Rok studiów/semestr: 3 rok/5 semestr.

Liczba godzin zajęć dydaktycznych: laboratorium - 45 godz.

Punkty ECTS: 2.

Wskaźniki ilościowe: zajęcia wymagające bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich i studentów: 2 punkty ECTS; zajęcia o charakterze praktycznym: 2 punkty ECTS; zajęcia z zakresu nauk podstawowych właściwych dla danego kierunku studiów, do których odnoszą się efekty kształcenia dla danego kierunku, poziomu i profilu kształcenia: 1 punkt ECTS.

Tematyka zajęć:

• Arduino Uno i moduły sieciowe z kontrolerem W5100 (Ethernet Shield). Konfiguracja lokalnej sieci komputerowej. Protokoły: UDP, TCP i HTTP.
• Moduły WiFi z mikrokontrolerami ESP8266 i ESP32. Programowanie ESP8266 i ESP32 w Arduino IDE oraz za pomocą języków skryptowych.
• Internetowa aplikacja monitorująca i sterująca układami Arduino, ESP8266 i ESP32 (HTML5, JavaScript, jQuery, WebSockets).
• Zdalna aktualizacja oprogramowania mikrokontrolerów z zastosowaniem technologii OTA.
• Kontrolowanie Raspberry Pi przez interfejs WWW (Python i framework Bottle oraz JavaScript i AJAX).
• Protokół MQTT i broker Mosquitto.
• Projekt Tasmota.
• Projekt OpenPLC (protokoły Modbus TCP i Modbus RTU).
• ESP32-CAM
• Arduino z modułem WiFi RS232.
• Raspberry Pi i Node-RED (sterowanie układami Arduino i ESP8266, tworzenie graficznego interfejsu, protokół MQTT).

Podstawowa:

1. „Internet rzeczy. Budowa sieci z wykorzystaniem technologii webowych i Raspberry Pi”, Dominique D. Guinard, Helion 2017
2. "Raspberry Pi. Receptury" - wydanie III, Simon Monk, Helion 2020
3. „Arduino. 65 praktycznych projektów”, John Boxall, Helion 2014
4. „Arduino dla początkujących. Kolejny krok”, Simon Monk, Helion 2015
5. „Arduino. Automatyka domowa dla każdego”, Marco Schwartz, Helion 2015
6. „Python. 14 Twórczych projektów dla dociekliwych programistów”, Mahesh Venkitachalam, Helion 2016.
7. "Internet rzeczy", Mariusz Duka, Helion 2023.
8. Źródła internetowe: https://randomnerdtutorials.com; https://github.com/marcoschwartz/aREST; http://virtuino.com/; https://www.atnel.pl/download/elektronika/atb_wifi/ATNEL-WIFI232-T_PL.pdf; https://tasmota.github.io/docs/; https://nodered.org

Uzupełniająca:

1. "Roboty JavaScript od podstaw", R. Waldron, Backstop Media, Helion 2016
2. „Komputerowe systemy automatyki przemysłowej”, Roman Kwiecień, Helion 2014
3. „Internet rzeczy IoT i IoE w symulatorze Cisco Packet Tracer”, Jerzy Kluczewski, Itstart 2018.

K_W24: ma podstawową wiedzę z zakresu algorytmiki i struktur danych

K_W25: zna podstawy programowania w wybranym języku wyższego poziomu

K_W27: zna budowę i rozumie fizyczne podstawy działania wybranych podzespołów elektroniki analogowej i cyfrowej, w zakresie przewidzianym programem specjalności

K_W28: zna budowę wybranych elektronicznych przyrządów pomiarowych i rozumie zasady ich działania, w zakresie przewidzianym programem specjalności

K_U22: umie pracować w środowisku różnych systemów operacyjnych oraz korzystać z wybranych programów aplikacyjnych

K_U23: umie napisać prosty program komputerowy w wybranym języku programowania, skompilować go i uruchomić

K_U25: umie wyszukiwać i wykorzystywać specjalistyczne oprogramowanie komputerowe w zasobach Internetu z poszanowaniem własności intelektualnej oraz zasad użytkowania

K_U27: umie ze zrozumieniem i krytycznie korzystać z literatury i zasobów Internetu w odniesieniu do zagadnień elektroniki w zakresie przewidzianym programem specjalności

K_U35: potrafi optymalnie dobrać zestaw przyrządów do zadania pomiarowego w zakresie przewidzianym programem specjalności

K_K01: zna ograniczenia swojej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia, podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych

K_K05: potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze i zasobach Internetu, także w językach obcych

Student otrzymuje zaliczenie na podstawie punktacji:

• maksymalnie 15 punktów za pracę na zajęciach,
• maksymalnie 15 punktów za prace domowe.

Oceny i odpowiadające im przedziały punktowe:

2: 0..14; 3: 15..17; 3,5: 18..19; 4: 20..22; 4,5: 23..24; 5: 25..30