Introdução à Internet das Coisas e aos Sistemas Embebidos

Mestrado em Engenharia Informática-Internet das Coisas
7.5 ECTS; 1º Ano, 1º Semestre, 30,0 PL + 30,0 TP + 15,0 OT + 10,0 O

Docente(s)
- Manuel Fernando Martins de Barros
- Ana Cristina Barata Pires Lopes

Pré-requisitos
Não aplicável.

Objetivos
1. O objectivo geral desta unidade curricular é desenvolver competências no domínio dos sistemas embebidos (SE) e redes de sensores sem fios (WSN). Conhecer as tendências tecnológicas que deram origem à Internet das Coisas (IoT) e o seu impacto na sociedade.
2. Conhecer os fundamentos das tecnologias, plataformas e arquiteturas de SE, WSN e da IoT.
Definir para cada um destes sistemas a sua arquitetura, os modelos de comunicação, os seus interfaces, os seus componentes e as interações como o mundo físico. Explorar as novas tecnologias de comunicações sem fios. Identificar as principais componentes e plataformas de hardware mais usadas em dispositivos IoT. Descrever as interações entre software e hardware num dispositivo IoT. Descrever a função de um sistema operativo e o seu suporte de software num dispositivo IoT. Breve introdução aos protocolos de rede para IoT, IPV6, 6LowPan, MQTT, CoAP, RPL e protocolos RESTFull.
3. Desenvolver aplicações práticas no domínio das redes WSN e IoT usando o sistema operativo Contiki. Explorar as potencialidades e aplicações de sistemas baseados em IoT desenvolvendo aplicações IPV6 ponto-a-ponto usando dispositivos IoT de última geração e conecção a plataformas de gestão na"cloud", ThingSpeak, NodeRed, SicsthSense.

Programa
1. Introdução à Internet das coisas: histórico, conceitos, definições e perspetivas
2. Cenários e aplicações e tendências da IoT
3. Tecnologia de comunicação para redes de sensores sem fios (WSN), ZigBee, Sigfox, LoraWan.
4. Plataformas e arquiteturas de hardware para redes WSN e IoT.
5. Sistemas operativos embebidos (SE) para IoT
6. Tecnologias e standards: o protocolo ZigBee, 6LowPAN, e protocolo (RPL) e protocolos da camada de aplicação: COAP, MQTT
7. Serviços Web: ThingSpeak, NodeRed e SicsthSense
8. Desenvolvimento de aplicações para redes WSN como serviços WEB

Metodologia de avaliação
Desempenho nos laboratórios (40%);
Apresentação e Demonstração do projeto final (20%);
Relatório final de projeto (20%);
Pesquisa bibliográfica e Fichas de Avaliação (Teórica) (20%).

Bibliografia
- The Internet of Things: A survey.(2010, 0 de outubro). Comput. Netw. 54, pp. 2787-2805.
- A survey on the ietf protocol suite for the internet of things: standards, challenges, and opportunities.(2013, 0 de dezembro). IEEE Transactions on Wireless Communications, pp. 91-98.
- TinyOS: Operating System Design for Wireless Sensor Networks.(2006, 0 de maio). Sensors,
- Overview of Sensor Networks.(2004, 0 de agosto). IEEE Computer Special Issue,
- Colina, A. e Vives, A. (0). Internet of Things in five Days. Acedido em 16 de outubro de 2018 em https://github.com/marcozennaro/IPv6-WSN-book

Método de interação
Sessões teórico-práticas nas quais são lecionados os conteúdos programáticos previstos, usando-se material de apoio, apresentações powerpoint, bem como de aulas práticos laboratoriais de aplicação dos conceitos adquiridos.

Software utilizado nas aulas
Instant Contiki;
VMWare Player;
Simulador de redes Cooja;
Distribuição Linux Ubuntu.