INTERNET OF THINGS BASED SMART SYSTEMS

Conoscere le metodologie di progettazione di sistemi embedded con particolare riferimento ai cyber-physical systems in ambito IoT. Conoscere la visione IoT. Conoscere le tecnologie dei sensori e le problematiche di acquisizione delle informazioni dal mondo fisico. Conoscere le architetture dei core embedded, le tecnologie di memoria e le periferiche più comuni in ambito di smart sensors. Conoscere le tecniche di ottimizzazione del consumo di potenza e di efficienza energetica e di energy harvesting. Conoscere i modelli di descrizione per Smart Things con particolare riferimento a SensorML, ed i principi di virtualizzazione. Conoscenza del'architettura LoRA Alliance. Saper progettare e sviluppare applicazioni in ambito IoT.

Architetture dei calcolatori. Linguaggi di programmazione.

La frequenza delle lezioni non è obbligatoria ma consigliata.

Internet of Things Vision

• Embedded Systems, Cyber-Physical Systems, Smart Objects
• IoT Smart-X Applications
• IoT Evolution Macro-Challenges
• Internet of Things and Related Future Internet Technologies
• IoT related Paradigms: IoE, WoT, M2M, Tactile Internet

Smart Systems Case Studies

• Presentation of case studies in application scenarios, including, Smart Health, Smart Homes and Buildings, Smart Energy, Smart Mobility and Transport, Smart Manufacturing and Industrial Internet of Things, Smart Cities Smart Farming.

IoT Protocols

• Protocols for sensors/actuators: IoT protocol stack
• Application Protocols (MQTT, CoAP)
• Infrastructure Protocols (LoRA Alliance: Wide Area Network for IoT, NB-IoT)
• Hands-on (Lab)

Smart Objects

• Definitions
• Description models (e.g., SensorML)
• Access/Usage and Virtualization (Sensing as a Service)
• Hands-on (Lab)

Operating Systems for IoT

• TinyOS, FreeRTOS, Contiki, etc.
• Hands-on (Lab)
• Mobile Applications for Smart Systems
• Mobile platforms and application scenarios
• Android and iOS

Modeling, Design and Verification for CPS

• Modeling
  • Continuous and discrete dynamics
  • Hybrid systems
  • Concurrent models of computation
• Design
  • Sensors and actuators
  • Embedded processors
  • Memory architectures
  • Input/Output
  • Multitasking and scheduling
• Analysis and Verification
  • Invariants and temporal logic
  • Equivalence and refinement
  • Reachability analysis and model checking
• Hands-on (Lab)

Designing for Energy Efficiency

• Performance vs Power vs Cost vs Reliability trade-offs
• Low power design techniques and methodologies
• Approximate/Imprecise computing
• Energy harvesting techniques

1. Ovidiu Vermesan and Peter Friess. Building the Hyperconnected Society IoT Research and Innovation Value Chains, Ecosystems and Markets. River Publishers Series in Communications
2. Edward A. Lee and Sanjit A. Seshia. Introduction to Embedded Systems, A Cyber-Physical Systems Approach, Second Edition, http://LeeSeshia.org, ISBN 978-1-312-42740-2, 2015.
3. Materiale fornito dal docente sottoforma di slides, dispense e risorse online

Il materiale didattico è pubblicato sul portale Studium.UniCT di Ateneo.

Prova orale e sviluppo di un progetto.

Non sono previste prove in itinere.

Durante il corso delle lezioni (o in una data concordata con il docente) allo studente verrà assegnato un progetto di corso da sviluppare o in autonomia o in gruppo (formato al più da tre componenti). La prova di esame sarà organizzata nella discussione del progetto e in una prova orale sugli argomenti del corso.

Il materiale sarà disponibile sulla pagina del corso all'interno della piattaforma Studium.UniCT.