LABORATORIO DI ELETTRONICA PER INTERNET OF THINGS
cod. 1007109

Anno accademico 2018/19
2° anno di corso - Primo semestre
Docente
Niccolo' MORA
Settore scientifico disciplinare
Elettronica (ING-INF/01)
Ambito
"altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro"
Tipologia attività formativa
Altro
24 ore
di attività frontali
3 crediti
sede: PARMA
insegnamento
in ITALIANO

Obiettivi formativi

Conoscenze e capacità di comprendere:

lo studente acquisirà competenze sui principali aspetti legati alla progettazione e realizzazione di un sistema “Internet of Things”, con particolare riferimento alle architetture di acquisizione e trasmissione di dati sensoriali, alle tematiche di consumo, sicurezza e affidabilità. Attraverso le lezioni introduttive, lo studente maturerà conoscenza delle architetture di base, dei principali standard per l’interoperabilità e dei principali indicatori di prestazione.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

il corso prevede una prevalente attività di laboratorio, nel corso della quale lo studente applicherà le nozioni apprese alla progettazione, realizzazione e collaudo di un dispositivo IoT, occupandosi dell’intera catena di sviluppo applicativo: interfacciamento di elementi sensibili a piattaforme di trasmissione ed elaborazione, configurazione firmware di queste ultime, implementazione dei protocolli di comunicazione e della infrastruttura cloud di raccolta dei dati.

Autonomia di giudizio:

attraverso l’attività di laboratorio, lo studente acquisirà sensibilità ai principali elementi progettuali. Lo studente potrà operare autonomamente (all’interno di linee guida proposte dal docente) le scelte progettali relative, e valutarne l’impatto e la rilevanza in termini di prestazione e affidabilità, affinando quindi la propria capacità critica e di risoluzione di problemi.

Capacità comunicative:

l’attività di laboratorio sarà organizzata in gruppi di lavoro di piccola dimensione, richiedendo allo studente lo sviluppo di capacità di lavoro in gruppo, fondamentale nel contesto fortemente interdisciplinare di riferimento. La capacità di condividere efficacemente ragionamenti e risultati sarà quindi la base dell’interazione nel gruppo. Inoltre, la presentazione dei risultati progettuali richiederà allo studente la redazione di una relazione di sintesi e l’esposizione in una presentazione strutturata, finalizzata alla familiarizzazione con i principali strumenti utilizzati in contesti progettuali professionali.

Capacità di apprendimento:

il corso mira a fornire strumenti di base per la conoscenza delle tecnologie fondative per IoT. Ovviamente non intende fornire una copertura esaustiva del panorama tecnologico, di recente introduzione e in rapidissima e continua evoluzione. Particolare attenzione sarà quindi riservata alle tematiche comuni e alle metriche di valutazione, per consentire allo studente di proseguire l’apprendimento in maniera autonoma nel corso della successiva attività professionale. Particolarmente rilevante sarà l’introduzione alla letteratura tecnico-scientifica di riferimento, quale strumento di auto-formazione continua.

Prerequisiti

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Contenuti dell'insegnamento

Il corso fornisce una introduzione alle tecnologie elettroniche per applicazioni “Internet of Things (IoT)” e comprende esperienze dirette di progettazione, realizzazione e collaudo di tali sistemi.
I contenuti del corso sono i seguenti:
• Introduzione alle tecnologie IoT
• Tecniche di condizionamento di segnali digitali ed analogici
• Telemetria IoT
• Considerazioni sul consumo in potenza di dispositivi IoT:
• Infrastrutture Cloud a supporto dell’IoT
• Attività di laboratorio sulla progettazione di servizi embedded per IoT.

Programma esteso

• Introduzione alle tecnologie IoT
• Considerazioni sul consumo in potenza di dispositivi IoT:
o Richiami ai convertitori di potenza e applicazione a moduli IoT
o Tecniche di stabilizzazione dell’alimentazione
o Consumi caratteristici istantanei e quiescenti
• Tecniche di condizionamento di segnali digitali ed analogici
o Considerazioni su dinamica, range, rumore dei segnali in ingresso; impatto sulla scelta di convertitori A/D
o Filtraggio e amplificazione
o Richiami ai più comuni protocolli digitali tra circuiti integrati
o Cenni al partizionamento del layout per aree digitali, analogiche, potenza e RF
• Telemetria IoT
o Cenni alle principali soluzioni di comunicazione in ambito IoT (BTLE, ZigBee, Zwave, LoRa, MQTT.), considerando gli scenari applicativi
• Cloud a supporto dell’IoT
o Ricezione
o Persistenza delle informazioni
o Analisi e servizi web
• Attività di laboratorio sulla progettazione di servizi embedded per IoT:
o Generalità dell’IDE Arduino
o Generalità sulle funzioni di controllo delle periferiche di Arduino (e simili)
o Generalità sull’utilizzo di Raspberry Pi
o Generalità sui servizi IBM Cloud
• Progetto finale

Bibliografia

Letteratura tecnico-scientifica, manuali tecnici

Metodi didattici

Il corso è diviso in lezioni frontali e attività di laboratorio.

Nelle lezioni frontali (12 ore circa) si introdurranno i concetti fondamentali e le principali problematiche.

Nelle attività di laboratorio (12 ore circa di didattica frontale, più 25 ore circa di attività autonoma di laboratorio) si svilupperanno conoscenze relative allo sviluppo di soluzioni IoT complete: dispositivi hardware, metodi di comunicazione e infrastruttura cloud di supporto.
Tali attività, finalizzate alla realizzazione e collaudo di un progetto pratico, saranno svolte dagli studenti in piccoli gruppi e saranno completate dalla redazione di una relazione tecnica.

Modalità verifica apprendimento

La prova finale dell’esame consiste nella discussione della attività di progettazione, attraverso la consegna di una relazione tecnica relativa al progetto svolto e la successiva presentazione formale della stessa, seguita da una breve discussione.

Altre informazioni

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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile

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Referenti e contatti

Numero verde

800 904 084

Segreteria studenti

E. segreteria.ingarc@unipr.it

Servizio per la qualità della didattica

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T. +39 0521 903663
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