IoT keretrendszerek és ipari alkalmazásaik

Alapadatok
Neptun kód: 
vitmav23
Gazda tanszék: 
TMIT
Szak: 
BME-VIK Villamosmérnöki szak
BME-VIK Mérnök informatikus szak
Típus: 
Szabadon választható (SZVT)
Érvényesség: 
aktív
Tárgyfelelős: 
Célkitűzés: 
A tárgy célkitűzése, hogy az IoT rendszereket az ipari alkalmazás-példákon keresztül is megismerjék a hallgatók. Itt a meglévő, működő rendszerek átalakítása mellett kihívás a feltörekvő keretrendszerekhez és platformokhoz történő illeszkedés, hiszen ez lehetővé teszi a nagy rendszerek együttműködését is – ami pedig ettől jóval több lesz, mint egyedi ipari alkalmazások halmaza. A jelenlegi IoT keretrendszerek sajátosságainak megismerésével a tárgy lehetőséget teremt a jövőbeli alkalmazások átgondolt, megfontolt, mégis gyors és hatékony tervezésére és megvalósítására. A kurzus elvégzésével a hallgatók saját tervezésű eszközöket (szoftver, vagy szoftverrel támogatott hardver) tudnak illeszteni már létező, a gyakorlatokon bemutatott IoT rendszerekhez.
Kurzus Szemeszter
IoT keretrendszerek és ipari alkalmazásaik (2018) 2017/2018 2. félév (tavasz)

Tematika

1. hét előadás

Bevezetés. Követelmények az IoT rendszerekkel kapcsolatban – felhasználási területek alapján. Üzembe helyezési és karbantartási sajátosságok. Motivációk az IoT keretrendszerek alkalmazására. Fejlesztési platformok – futási időben alkalmazott platformok. Az IoT és a CPS (Cyber-Physical Systems) viszonya.

2. hét gyakorlat

Ipari alkalmazás-esetek megismerése működő példákon keresztül: elektromos autók, elektromos haszongépjárművek, energia-hálózati (smart grid) alkalmazások, gyártósorok, raktárak, bányaipari alkalmazások, szolgáltatás-brókerek.

3. hét előadás

Rendszerek rendszerei: System of systems. Szolgáltatás-alapú architektúrák. Átmenet a DCS és SCADA-alapú modellekből az IoT és CPS modellek felé. Valós idejű követelmények. A helyi automatizálási felhő architektúra alapjai.

4. hét gyakorlat

Szolgáltatás-alapú architektúrák megismerése, és használata; REST alapú információ-csere: esettanulmány a gyakorlatban (I). Bevezetés. Service discovery, late binding, loose coupling.

5. hét előadás

IoT keretrendszerek: irányelvek, protokollok, szabványok. Globális és lokális koncepciók. Adat- esemény- és igényvezérelt architektúrák. Az IPSO Alliance keretrendszere. Az IoTivity stack. Az AllJoyn rendszer. A Thread csoport. Az OMA – LWM2M szabványcsoport. Egyéb keretrendszerek. Rétegek, funkciót, adatstruktúrák, kommunikáció. Átjárhatóság a rendszerek között.

6. hét gyakorlat

Szolgáltatás-alapú architektúrák megismerése, és használata; REST alapú információ-csere: esettanulmány a gyakorlatban (II). Összetettebb szolgáltatás-példák.

7. hét előadás

Az Arrowhead keretrendszer I. Kötelező szolgáltatások: Orchestration, Service Registry, Authorization. Segéd-szolgáltatások. Fekete- és fehér-doboz szemlélet a keretrendszeren belül. Dokumentációs struktúra: szolgáltatások, rendszerek, rendszerek rendszere. Interfész-specifikációk, kontextusok, szemantikus-profilok, kommunikációs profilok. Arrowhead cookbook.

8. hét gyakorlat

Rendszerek rendszere (System of System) tervezése Arrowhead alapokon. Egyedi alkalmazások – rendszerek és szolgáltatások – tervezése és fejlesztése.

9. hét előadás

Az Arrowhead keretrendszer II. Helyi felhőn belüli, felhők közötti, valamint végponttól-végpontig működő biztonsági szolgáltatások. Ticketing és Certificate alapú biztonsági megoldások. Technológiák közötti átjárás: interoperibility layer, és „Translation as a service”. Szemantikus fordítás kihívásai és megoldásai. Felhők közötti szolgáltatás-nyújtás. QoS kívánalmak egyezetése és biztosítása.

10. hét gyakorlat

Ticketing és Certificate-alapú megoldások. Felhők közötti biztonságtechnikai megoldások. IoT keretrendszerek alkalmazása az ipari gyakorlatban. Alkalmazás-esetek: energia-optimalizálás; autonóm konfigurációjú gyártósorok; rendszerek magas biztonsági követelményekkel; rendszerek real-time követelményekkel. Üzembe helyezési és üzemeltetési kérdések és megoldások.

11. hét előadás

Ember-gép-interfész (HCI) szempontok IoT alkalmazásokhoz (I). A mobil intelligens személyi asszisztensek felépítése és az IoT integrációjának kérdései. IoT szenzor-alapú tevékenység becslés megoldási lehetőségei.

12. hét gyakorlat

Intelligens otthon felhasználói felületének és funkcióinak tervezése.

13. hét előadás

Ember-gép-interfész (HCI) szempontok IoT alkalmazásokhoz (II). Beszédtechnológia és IoT. Mély tanulás és IoT.

14. hét gyakorlat

Akusztikus környezet automatikus meghatározása és kijelzése (hallássérültek számára esetleg kiterjesztés pl. önvezető autókra).