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IA/0020 - INTERNET OF THINGS

Anno Accademico 2017/2018

Docente
MICHELE NITTI (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/81]  INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI [81/00 - Ord. 2016]  INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI660
Obiettivi

L’internet of Things (IoT) è una rete globale di oggetti interconnessi univocamente indirizzabili, basata su protocolli standard di comunicazione. Il corso ha l’obiettivo di presentare agli studenti le tecnologie e i principali scenari applicativi del mondo IoT.
Le lezioni teoriche saranno affiancate da dimostrazioni ed esercitazioni pratiche in laboratorio. Gli studenti impareranno a creare reti di sensori tramite l’utilizzo di Raspberry e Arduino ed a implementare diversi protocolli di comunicazione a livello applicazione, quali MQTT o CoAP.

Nel dettaglio, gli obiettivi formativi, declinati secondo i Descrittori di Dublino, e in accordo con gli obiettivi formativi del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria delle Telecomunicazioni, sono i seguenti.

Conoscenza e comprensione:
Lo studente, al termine del corso dovrà conoscere e comprendere:
- caratteristiche e funzionalità dei vari livelli dell’architettura di rete IoT e le sue possibili varianti;
- principali specifiche protocollari che caratterizzano le comunicazioni a livello applicazione tra gli oggetti;
- i meccanismi di funzionamento delle reti di sensori per l’acquisizione di dati di interesse e la loro comunicazione verso le rete Internet attraverso opportuni gateway.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente, al termine del corso, dovrà:
- saper descrivere, analizzare e progettare un’applicazione IoT, identificandone i requisiti e le specifiche;
- essere in grado di comprendere le differenze, in termini di punti di forza e possibili svantaggi, tra le possibili tecnologie abilitanti in riferimento al caso d’uso specifico;
- saper configurare correttamente vari dispositivi affinché possano implementare i protocolli di comunicazione richiesti dalle varie applicazioni;
- saper predisporre le interfacce più opportune per presentare i servizi offerti agli utenti.

Autonomia di giudizio
Lo studente, al termine del corso, dovrà saper distinguere i principali vantaggi e svantaggi delle possibili soluzioni IoT a tutti i livelli dell’architettura di rete; dovrà inoltre essere in grado di scegliere autonomamente le tecnologie di accesso abilitanti e l’utilizzo dei protocolli di comunicazioni a livello applicazione sulla base dello scenario di riferimento.

Abilità comunicative
L’approccio didattico e le modalità di accertamento della conoscenza acquisita abitueranno lo studente a comunicare le nozioni e i metodi appresi, nonché a formalizzare i problemi in termini di protocolli utilizzati e relative configurazioni e a discutere le relative soluzioni ad interlocutori specialisti e non specialisti.

Capacità di apprendimento
Tramite il corso gli studenti integreranno le conoscenze acquisite negli altri corsi con riferimento ai protocolli usati nella rete Internet e ai principali standard per le tecnologie d’accesso alla stessa. Inoltre, lo svolgimento di attività di studio e presentazione in classe dei progetti sviluppati durante il corso darà agli studenti la capacità di integrare in autonomia le conoscenze apprese con il corso con ulteriori conoscenze e di sintetizzare tali argomenti al fine di impostare con chiarezza una presentazione alla platea di colleghi.

Prerequisiti

Comunicativi: saper presentare concetti ed informazioni in forma orale, scritta e grafica
Organizzativi: saper organizzare le attività nell'arco della giornata e programmare un piano di lavoro/studio a medio termine.
Conoscenze: lo studente deve avere una conoscenza adeguata delle architetture di reti di telecomunicazioni e dei protocolli della rete Internet. Inoltre è necessaria la conoscenza dell’inglese tecnico e della suite di protocolli TCP/IP (corso Internet). Non necessarie, ma consigliabili: basi di tecnologie d’accesso, concetti base di programmazione.
Abilità: Le abilità acquisite da precedenti insegnamenti riguardano la capacità di saper analizzare le architetture base delle reti di telecomunicazioni.
Competenze: Le competenze acquisite nei precedenti insegnamenti propedeutici sono indispensabili alla comprensione, interpretazione, analisi critica e risoluzione architetture di rete e configurazione dei protocolli.

Contenuti

Il corso di Internet of Things ha l’obiettivo di presentare agli studenti i concetti base del panorama IoT e aiutarli a sviluppare le capacità di sviluppo, gestione e presentazione di semplici progetti IoT.
Il corso si articola, anche temporalmente, nelle seguenti unità didattiche.
Generalità sull’Internet of Things (11 ore di teoria, 5 ore di laboratorio):
- Introduzione all’IoT;
- Organizzare e gestire un progetto IoT;
- Architettura generale IoT e panoramica su tecnologie abilitanti, protocolli e applicazioni.

Reti di sensori, oggetti fisici e virtuali (12 ore di teoria, 10 ore di laboratorio):
- Tipologie di reti di sensori;
- Protocolli di comunicazione a livello fisico;
- Oggetti virtuali;
- Gestione degli oggetti virtuali.

Applicazioni, protocolli, interfacce utente (10 ore di teoria, 12 ore di laboratorio):
- Protocolli di comunicazione a livello applicazione;
- Presentazione piattaforma IoT sviluppata al DIEE;
- Analisi requisiti applicazioni IoT;
- Possibili varianti del paradigma IoT.

Metodi Didattici

La didattica è organizzata in modalità tradizionale con lezioni frontali con uso di slide ed esercitazioni in aula mediante l’uso di emulatori e sensori e gateway di vario tipo. Sono inoltre organizzate attività di presentazione da parte degli studenti di argomenti aggiuntivi assegnati loro durante il corso.

Verifica dell'apprendimento

Al fine di verificare le conoscenze e la capacità di comprensione e di apprendere, la verifica dell’apprendimento viene effettuata a fine corso attraverso una prova scritta con domande a risposta aperta.
A ciascuna domanda è assegnato un punteggio massimo. Ciascun esercizio viene valutato con un punteggio compreso fra 0 e il punteggio massimo assegnato. Il punteggio massimo viene assegnato in caso di risposta corretta, mentre viene assegnato un punteggio inferiore in presenza di errori. Errori di distrazione o dovute a incomprensioni del testo attribuibili a possibili ambiguità nel testo stesso, avranno un peso inferiore rispetto a errori concettuali chiaramente causati da una conoscenza parziale dell’argomento.
Al fine di verificare la capacità di applicare la conoscenza, l’autonomia di giudizio e le abilità comunicative, verranno assegnati dei progetti a gruppi di studenti per la progettazione e lo sviluppo di applicativi IoT. Tali applicazioni saranno basati su richieste ad alto livello da parte del docente che gli studenti dovranno cercare di soddisfare utilizzando le conoscenze acquisite durante il corso.
Una volta concluso il progetto, i risultati verranno presentati in aula davanti alla platea di colleghi. Verranno valutate le scelte progettuali e l’abilità nell'esporre i risultati del progetto.
Il voto finale si ottiene come somma dei punteggi ottenuti per le due parti. Il punteggio massimo delle prove è pari a 32. Chi ottiene un punteggio complessivo superiore a 30 avrà il voto pari a 30 e lode.

Testi

Guinard, Dominique, and Vlad Trifa, "Building the web of things: with examples in node.js and raspberry pi". Manning Publications Co., 2016. (ISBN: 9781617292682)

Dieter Uckelmann, Mark Harrison, Florian Michahelles, “Architecting the Internet of Things” (ISBN: 9783642191565, ISBN-online: 978-3642191572).

Inoltre, vista l’attualità dell’argomento trattato, verranno forniti dal docente gli articoli scientifici di riferimento necessari per l’approfondimento dello studio della materia.

Altre Informazioni

Durante il corso verranno fornite le slide e le tracce delle esercitazioni svolte.

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