Belépés címtáras azonosítással
magyar nyelvű adatlap
IoT rendszerek kommunikációs megoldásai
A tantárgy angol neve: Communication in the Internet of Things
Adatlap utolsó módosítása: 2016. november 6.
Mérnökinformatikus Szak
Villamosmérnöki Szak
Szabadon választható tárgy
1. hét előadás
Bevezetés: A tárgyak internetének világa (IoT), trendek az IoT világában. Az IoT megjelenése az okos városokban, intelligens otthonokban és az iparban. Az IoT és a M2M (Machine-to-Machine) viszonya.
2. hét gyakorlat
Az Arduino eszközök ismertetése. Az Arduino alapú mikrokontroller a szenzorokhoz. Programfejlesztés az Arduino fejlesztő környezettel. Modulok közötti kommunikáció az Arduino segítségével: SPI (Serial Peripheral Interface), I2C (Inter-Integrated Circuit), szinkron és aszinkron kommunikáció.
3. hét előadás
IoT hálózati architektúrák. Szenzorhálózatok evolúciója az IoT területen. Egy és többugrásos kommunikáció az IoT esetében. Adat aggregáció. Lokalizáció és nyomonkövetés.
4. hét gyakorlat
Raspberry Pi eszközök ismertetése. A Raspberry Pi, mint az internetre kötött tárgy. Linux alapú rendszerek Rasberry Pi alapokon. Programfejlesztés Raspberry Pi-re. Modulok közötti kommunikáció Raspberry Pi esetén. A Raspberry Pi GPIO (General-Purpose Input/Output) kezelése.
5. hét előadás
Alacsony fogyasztású, rövid hatótávolságú rádiókommunikációs megoldások. Az IEEE 802.15.4 protokoll. 6LoWPAN, ZigBee, Bluetooth LE, ANT+ protokollok ismertetése. Széles körben elterjedt hobbi rádiós modulok bemutatása.
6. hét gyakorlat
Alacsony fogyasztású, rövid hatótávolságú rádió modul illesztése Arduino és Raspberry Pi eszközökhöz. Üzenetküldés megvalósítása a rádiós modulok segítségével.
7. hét előadás
Alacsony fogyasztású, nagy hatótávolságú rádiókommunikációs megoldások. A SigFox és a LoRa protokollok. A LoRaWAN (Low Power Wide Area Network) hálózat felépítése és működése. NB-IoT (Narrow-Band IoT) és LTE-M (Long-Term Evolution - Machine-Type Communication), a mobil szolgáltatók megoldása.
8. hét gyakorlat
LoRa modul illesztése Arduino és Raspberry Pi eszközökhöz. LoRaWAN kommunikácó megvalósítása. LoRaWAN átjáró és szerver működésének bemutatása.
9. hét előadás
Mérési adatok szállítása az Interneten. Szerver/kliens és hirdetés/feliratkozás modellek az IoT kommunikációban. A CoAP (Constrained Application Protocol) és az MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) protokollok. XMPP (Extensible Messaging and Presence Protocol) és az AMQP (Advanced Message Queuing Protocol) protokollok. Üzenetek irányítása, szűrés, terheléskiegyenlítés a hirdetés/feliratkozás megoldások esetén.
10. hét gyakorlat
Mosquitto (MQTT) és RabbitMQ (AMQP) üzenetkezelők telepítése, konfigurálása és használata. Példák csatornák szervezésére és üzenetek elosztására. Programkönyvtárak az üzenetkezeléshez. Üzenetkezelés megfigyelése, statisztikai információk kinyerése. Kliens oldali példák.
11. hét előadás
IoT a felhőben. Különböző IoT felhő platformok és kapcsolódásuk a fizikai szenzorokhoz. HTTP REST (Representational State Transfer) alapú kommunikáció az IoT platformokhoz. Kapcsolódás különböző platformokhoz: ThingSpeak, DeviceHubNet. Kommunikáció különböző platformok és komponensek között.
12. hét gyakorlat
IoT üzenetek kezelése Android és webes alkalmazásokon. HTTP, MQTT, WebSocket technológiák kliens és szerver oldali használata. Üzenetek küldése és fogadása alkalmazásokban.
13. hét előadás
Esettanulmányok bemutatása: Okos város parkolási rendszerek / kis és nagy hatótávolságú rádiók együttműködése. Intelligens otthon tervezése / különböző IoT protokollok integrálása. Intelligens sportpályák / az adatok útja a sporteszköztől a megjelenítőig.
14. hét gyakorlat
Esettanulmányok gyakorlati bemutatása: Intelligens otthon vezérlése az OpenHAB (open Home Automation Bus) segítségével. Különböző eszközök üzeneteinek egységes kezelése, eszközök egy rendszerbe integrálása.
b. A zárthelyi dolgozaton kívül a hallgatók részteljesítmény értékelő otthoni feladatot kapnak, melynek során egy, a tárgyhoz kapcsolódó témát kell feldolgozniuk és esszé vagy prototípus formájában benyújtaniuk.
Az otthoni munka és a zárthelyi dolgozatok azonos súllyal vesznek részt a végső érdemjegy kialakításában.
- Charalampos Doukas, „Building Internet of Things with the Arduino (Volume 1)"
- Dieter Uckelmann, Mark Harrison, Florian Michahelles, „Architecting the Internet of Things"
- Jean-Philippe Vasseur & Adam Dunkels, „Interconnecting Smart Objects with IP"
- Olivier Hersent, David Boswarthick, Omar Elloumi, „The Internet of Things: Key Applications and Protocols"