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, condizionamento e trasmissione di dati di sensori, alle tematiche di consumo, realizzazione fisica, 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 un approccio basato su casi di studio, utili a comprendere come applicare i concetti teorici in contesti di progettazione, realizzazione e collaudo di un dispositivo IoT. Gli argomenti spaziano sull’intera catena di sviluppo applicativo del dispositivo: interfacciamento di diversi elementi sensibili mediante circuiti di condizionamento, elaborazione delle informazioni, gestione dei consumi e considerazioni per la realizzabilità fisica.
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.
Capacità comunicative
Capacità di presentare oralmente in modo efficace le principali scelte in ambito progettuale, i passi e le difficoltà realizzative.
Prerequisiti
Contenuti dell'insegnamento
Il corso fornisce una introduzione alle tecnologie elettroniche per applicazioni “Internet of Things (IoT)” e comprende casi di studio di progettazione di tali sistemi.
I contenuti del corso sono i seguenti:
- Introduzione alle tecnologie IoT
- Considerazioni sull’alimentazione e il consumo di potenza di dispositivi IoT
- Buone pratiche nella progettazione e realizzazione fisica di dispositivi elettronici IoT
- Tecniche di acquisizione e condizionamento di segnali analogici
- Tecniche digitali per il condizionamento dei segnali
Programma esteso
Introduzione alle tecnologie IoT
Considerazioni sull’alimentazione e il consumo di potenza di dispositivi IoT:
- Richiami ai convertitori di potenza e applicazione a moduli IoT
- Tecniche di stabilizzazione dell’alimentazione
- Consumi caratteristici istantanei e quiescenti
Buone pratiche nella progettazione e realizzazione fisica di dispositivi elettronici IoT:
- Analisi dei requisiti
- Considerazioni sulla realizzazione fisica di circuiti stampati: scelta dei componenti, layout, comunicazioni digitali tra circuiti integrati
Tecniche di acquisizione e condizionamento di segnali analogici:
- Case study su alcuni tipici sensori IoT
- Cenni ad architetture di supporto alla lettura dei segnali: condizionamento e conversione A/D
Tecniche digitali per il condizionamento dei segnali: filtraggi e operazioni di miglioramento del segnale
Cenni di analisi dei dati di sensori: tecniche di apprendimento automatico dai dati
Bibliografia
- Dispense e slides del docente
- Per trattazione generale di digital signal processing: Proakis, Manolakis “Digital Signal Processing, 4th ed.”, Pearnson, 2013.
- Per linee guida generali su IoT: Lea, "Internet of Things for Architects: Architecting IoT solutions by implementing sensors, communication infrastructure, edge computing, analytics, and security", Packt Publishing, 2018.
Metodi didattici
Il corso è organizzato in una serie di lezioni frontali in modalità online sincrona (con possibilità di rivedere le lezioni in modalità asincrona) in cui verranno esposte le principali tematiche, con una particolare attenzione agli scenari applicativi e ai casi di studio
Modalità verifica apprendimento
La prova finale dell’esame consiste nella discussione delle tematiche e casi di studio presentati durante le lezioni. Gli esami verranno svolti in modalità da remoto.
Altre informazioni
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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