Fundamentos e Oficina para Implantação de Aplicações envolvendo IoT em Cidades Inteligentes (Ref. FEE215)

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Carga horária: 30 horas.

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Ementa:

O curso, com carga horária de 30 horas, oferece uma visão abrangente e integrada da Internet das Coisas (IoT), explorando as diversas partes que compõem esse ecossistema multidisciplinar. Por meio de um modelo de referência, os alunos compreenderão os conceitos fundamentais e as tecnologias envolvidas na criação de soluções IoT.

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São abordadas tecnologias amplamente discutidas na mídia especializada, como LoRa, LoRaWAN, SigFox, ZigBee, MQTT, CoAP, gateways, IoT Proxy Manager, micro-operadores de IoT, QoS, SLA, entre outras. O objetivo é permitir que o aluno entenda o papel de cada tecnologia na construção de uma aplicação IoT.

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O curso combina teoria e prática, utilizando uma plataforma didática open source (software, firmware e hardware), onde o aluno poderá implementar uma solução IoT completa. Durante as atividades práticas em laboratório, o aluno aprenderá sobre coleta e tratamento de dados, além de técnicas de comunicação, como propagação de sinais, uso de antenas, controle de acesso ao meio, roteamento e arquitetura de redes.

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Serão também exploradas questões relacionadas à conexão com a Internet, gerência de dispositivos e disponibilização de dados na nuvem, incluindo armazenamento, abstração, exibição e oportunidades de negócio. Na etapa final, o aluno aplicará os conhecimentos adquiridos em um projeto prático, integrando todos os conceitos teóricos e laboratoriais discutidos ao longo do curso.

 

 

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Metodologia para Desenvolvimento de Projetos IoT (Ref. FEE225)

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Carga horária: 30 horas.

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Ementa:

 

O curso apresenta a Metodologia das Três Fases (M3F) para o desenvolvimento de projetos IoT. Por meio de uma abordagem prática e baseada em projetos, o aluno desenvolverá um projeto IoT completo, seguindo as etapas da M3F: Análise do Negócio, Definição dos Requisitos e Implementação.

Durante o curso, o aluno utilizará o ambiente Web IoTM3F, uma placa didática fornecida para aprendizado, e ferramentas de desenvolvimento de firmware e software. As atividades são estruturadas para promover uma experiência prática e integrada ao ciclo completo do projeto IoT.

 

Fase 1 - Análise do Negócio:

 

Identificação dos propósitos, regras, especialistas e componentes IoT (sensores, atuadores, etc.) envolvidos no contexto de aplicação. Essa etapa culmina na definição do projeto a ser desenvolvido.

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Fase 2 - Levantamento dos Requisitos:

 

Utilizando um modelo de referência de seis níveis (1.exibição, 2.abstração, 3.armazenagem dos dados, 4.borda, 5.conectividade e 6.nó local), o aluno levantará os requisitos necessários para o projeto IoT.

 

Nesta fase serão exploradas:

• Técnicas para captura e tratamento de grandezas físicas;

• Tecnologias de comunicação sem fio;

• Estratégias de armazenamento e abstração de dados;

• Introdução a inteligência artificial e mineração de dados;

• Apresentação de resultados na Web.

 

Fase 3 - Implementação:

Desenvolvimento de uma solução IoT funcional, utilizando a Plataforma IoT Oficina, uma placa didática com microcontrolador, e implementações em C e Python.

 

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Redes de Sensores Sem Fios para Internet das Coisas (Ref. FEE230)

 

Carga horária: 30 horas de encontros com o professor
                         30 horas de atividades extra classe

 

Ementa:

 

O objetivo do curso é capacitar os alunos a projetar, implementar e gerenciar Redes de Sensores Sem Fios (RSSF) no contexto da Internet das Coisas (IoT) por meio de uma Metodologia de Três Fases. O curso visa desenvolver habilidades práticas para análise, projeto e gerência de redes, considerando aspectos de propagação, cobertura, eficiência e integração tecnológica por intermédio do seguinte conteúdo:

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1. Introdução às Redes de Sensores Sem Fios (RSSF) e Metodologia de Três Fases para IoT:

• Estruturação do processo de criação de uma RSSF.

• Identificação prática dos parâmetros de projeto.

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2. Pilha de Protocolos e Tecnologias para RSSF:

• Conceituação das pilhas de protocolos empregadas.

• Tunelamento de informações de gerência para independência tecnológica.

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3. Projeto de Enlace Rádio:

• Principais parâmetros de projeto de enlace para determinar cobertura.

• Estudo de antenas: eficiência, perdas sistêmicas e acoplamento.

• Modelos de propagação: espaço livre, log-distance e Shadowing.

• Etapas do projeto de enlace rádio e análise da comunicação sem fio.

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4. Cobertura para RSSF e Ferramentas Práticas:

• Projeto de cobertura utilizando diferentes modelos de propagação.

• Desenvolvimento de ferramentas em planilhas para análise de cobertura.

• Realização de site survey (medidas reais) em ambientes definidos.

• Análise estatística de RSSI e caracterização da instabilidade de sinais.

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5. Gerenciamento de Redes de Sensores Sem Fio:

• Introdução às áreas de gerência: configuração, desempenho e falhas.

• Estratégias de monitoramento e controle em RSSF.

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6. Experimentação Prática com Tecnologias de Rádio:

• Uso de placas didáticas para experimentos em ambiente local.

• Identificação e solução de problemas de desempenho em sistemas reais.

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 IoT e Blockchain para Contratos Inteligentes (Ref. FEE244)

 

Carga Horária: 30 horas

 

Ementa:

 

O curso aborda o desenvolvimento de soluções baseadas em Internet das Coisas (IoT) integradas ao blockchain, com foco no suporte a contratos inteligentes, utilizando a metodologia TpM (Three Phase Methodology) desenvolvida na UNICAMP.

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O objetivo é fazer com que os alunos compreendam como as soluções de Internet das Coisas (IoT) em conjunto com blockchain são criadas para suporte a contratos inteligentes, através da aplicação de uma metodologia de desenvolvimento criada na UNICAMP promovendo a inovação e o impacto estratégico em negócios.

 

Conteúdo Programático:

Compreender o processo de desenvolvimento de soluções IoT, utilizando a metodologia TpM (Three Phase Methodology) em três etapas distintas: negócios, requisitos e implementação. Empregar um modelo de referência que identifica os 6 níveis que compõem a solução IoT. Identificar os requisitos para os 6 níveis e sua implementação.

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Compreender os mecanismos utilizados no blockchain, os quais proporcionam segurança por meio de criptografia assimétrica, imutabilidade dos dados registrados, descentralização das informações, transparência, ser auditável.

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Entender como um contrato inteligente utiliza a solução IoT&Blockchain para tomar decisões automáticas.

Identificar na solução IoT&blockchain a capacidade de envolver múltiplos participantes para a escrita/leitura e compartilhamento de dados.

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Apresentar ferramentas de acompanhamento para o desenvolvimento de soluções IoT&Blockchain. Entender o impacto nos negócios através de canvas.

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Empregar simulação para ilustrar a interação dos mecanismos da blockchain com a solução IoT para suporte aos contratos inteligentes.

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Explorar aspectos tecnológicos de soluções IoT e blockchain por meio de exemplos que destacam a aplicação estratégica em diversos segmentos.

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Desenvolver um projeto integrado de IoT e Blockchain que viabilize a consolidação dos conceitos previamente apresentados.

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Desenvolvimento e Projeto com Framework (Ref. FEE245)

 

Carga Horária: 30 horas

 

Ementa:

 

No curso é apresentado ao aluno

Neste curso é presentado um framework com uma visão lógica e sistêmica real em que o aluno entenda como projetar e implementar uma solução IoT.

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É realizado experimentos práticos da solução IoT implementada utilizando-se de uma metodologia realizada em três fases que permite o desenvolvimento de soluções IoT.

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Na Primeira Fase o aluno irá identificar quais as necessidades de um negócio a ser atendido pela solução IoT analisando: necessidades do negócio, regras de negócio, especialistas e identificação das Coisas.

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Para a Segunda e Terceira fase será apresentado um modelo de referência (MR) para IoT, que divide uma solução IoT em seis níveis: exibição, abstração, armazenamento, coleta de dados, comunicação sem fio e captura de grandezas/controle.

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Na Segunda Fase será apresentada a necessidade do levantamento de requisitos para cada um dos seis níveis do modelo de referência.

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Na Terceira Fase será apresentada a metodologia para identifica as tecnologias necessárias para a implementação da solução IoT para cada um dos seis níveis do MR.

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Ao final o aluno será levado a uma solução IoT real com uma implementação prática com a identificação de tecnologias para cada um dos seis níveis do MR. Irá executar experimentos, utilizando Python e plataforma Arduino, para consolidar os conceitos apresentados, instalar a plataforma Arduino e Python para realização de experimentos práticos, analisar as soluções IoT apresentadas no mercado e identificar os seis níveis do MR, como um referencial para análise de projetos IoT.

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