Nội dung GT chương trình giảng dạy iot

Internet of Things (IoT) là một thành phần quan trọng của xu hướng công nghệ tiếp theo hay còn gọi là cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (công nghiệp 4.0), nó sẽ làm thay đổi cách sống và làm việc của chúng ta và được dự đoán sẽ tác động tới hầu hết mọi ứng dụng từ dân sinh đến sản xuất. Các công nghệ lõi của IoT là truyền thông không dây (wireless communications), phát triển cảm biến, và những tiến bộ vượt bậc của các công nghệ này sẽ dẫn đến những thách thức mà chúng ta chưa từng gặp phải. Những thách thức đó là các chuẩn giao tiếp mới, tích hợp cảm biến ngày càng nhiều, quản lý hiệu quả tiêu thụ điện năng. Điều này đem đến các áp lực lớn cho việc thiết kế thiết bị IoT và chu trình đánh giá chất lượng và hiệu năng các thiết bị đó, yêu cầu các kỹ sư thiết kế cần phải cải tiến không ngừng để nhanh chóng nghiên cứu, phát triển và triển khai các sản phẩm IoT ra ngoài thị trường.

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO HỆ THỐNG IoT

I – Giới thiệu

Theo Wikipedia định nghĩa: Mạng lưới vạn vật kết nối Internet (Internet vạn vật) hoặc là Mạng lưới thiết bị kết nối Internet viết tắt là IoT (tiếng Anh: Internet of Things) là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được cung cấp một định danh của riêng mình, và tất

cả có khả năng truyền tải, trao đổi thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến

sự tương tác trực tiếp giữa người với người, hay người với máy tính IoT đã phát triển từ sự hội

tụ của công nghệ không dây, công nghệ vi cơ điện tử MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) và Internet Nói đơn giản là một tập hợp các thiết bị có khả năng kết nối với nhau, với Internet và với thế giới bên ngoài để thực hiện một công việc nào đó

Một vật trong IoT có thể là một người với một trái tim cấy ghép; một động vật ở trang trại với bộ chip sinh học; một chiếc xe với bộ cảm biến tích hợp cảnh báo tài xế khi bánh xe xẹp hoặc bất kỳ vật thể tự nhiên hay nhân tạo nào mà có thể gán được một địa chỉ IP và cung cấp khả năng truyền dữ liệu thông qua mạng lưới Cho đến nay, IoT là những liên kết máy - đến - máy (Machine to Machine - M2M) trong ngành sản xuất, công nghiệp năng lượng, kỹ nghệ xăng dầu Khả năng sản phẩm được tích hợp máy - đến - máy thường được xem như là thông minh

Một ứng dụng của IoT mà hiện nay chúng ta hay nghe đó là “Thành phố thông minh (smart cities)” với các ngôi nhà thông minh (smart home), trong đó tất cả các thiết bị như điều hòa, hệ thống đèn LED, hệ thống giám sát sức khỏe, khóa thông minh và hệ thống các cảm biến như nhận dạng chuyển động, cảnh báo khí CO2, khí gas, hệ thống báo cháy tự động, đều được kết nối thông minh Theo các thống kê thì năm 2017, trên toàn thế giới có khoảng 8.4 tỷ các thiết

bị kết nối Internet (theo nguồn Gartner)

Một ứng dụng trong ngành giao thông của IoT là ô-tô thông minh và kết quả cuối cùng là ô-tô tự hành (xe tự lái) Khi đó các nhà sản xuất ô-tô sẽ phải liên kết với các nhà cung cấp mạng hay các công ty công nghệ để có thể truyền thông tin giữa các ô-tô với nhau (vehicle-to-vehicle (V2V) communication) để quản lý giao thông, vận hành các ứng dụng an toàn; và truyền thông tin giữa ô-tô với các hạ tầng giao thông (vehicle-to-infrastructure (V2I or V2X) communication) như hệ thống tự dẫn lắp trên đường, bản đồ định vị tọa độ, thu phí tự động,…

Kiến trúc hệ thống IoT được mô tả một theo kiến trúc 3 lớp như sau:

Ngoài ra, chúng ta có thể thấy kiến trúc của một hệ thống IoT- là một kiến trúc nhiều liên kết bao gồm các bộ ghép nối giao tiếp Gateway, đóng vai trò như điểm trung chuyển giữa “vạn vật” và hệ thống lưu trữ đám mây (phân tích và xử lý dữ liệu thông minh):

“Vạn vật” kết nối với các Gateway thông qua lớp kết nối, trước đây chủ yếu là các kết nối có dây như USB, cáp quang, cáp đồng, nhưng xu hướng hiện nay là các công nghệ kết nối không dây hay còn gọi là vô tuyến như NFC (trong thanh toán di động), kết nối vệ tinh, và các kết nối Bluetooth®, Wireless LAN (WLAN), ZigBee, thông tin di động 3G, 4G,

Đào tạo Nguồn nhân lực cho IoT

Internet of Things (IoT) là một thành phần quan trọng của xu hướng công nghệ tiếp theo hay còn gọi là cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (công nghiệp 4.0), nó sẽ làm thay đổi cách sống và làm việc của chúng ta và được dự đoán sẽ tác động tới hầu hết mọi ứng dụng từ dân sinh đến sản xuất Các công nghệ lõi của IoT là truyền thông không dây (wireless communications), phát triển cảm biến, và những tiến bộ vượt bậc của các công nghệ này sẽ dẫn đến những thách thức mà chúng ta chưa từng gặp phải Những thách thức đó là các chuẩn giao tiếp mới, tích hợp cảm biến ngày càng nhiều, quản lý hiệu quả tiêu thụ điện năng Điều này đem đến các áp lực lớn cho việc thiết kế thiết bị IoT và chu trình đánh giá chất lượng và hiệu năng các thiết bị đó, yêu cầu các kỹ sư thiết kế cần phải cải tiến không ngừng để nhanh chóng nghiên cứu, phát triển và triển khai các sản phẩm IoT ra ngoài thị trường

Các thế hệ kỹ sư mới sẽ đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong việc phát triển công nghệ IoT và việc các sinh viên mới tốt nghiệp được đào tạo các chương trình sẵn sàng giải quyết các thách thức về thiết kế điện tử, đo lường và kiểm tra trong công nghiệp là một nhu cầu thiết yếu Để đạt được mục tiêu này, các trường đại học không chỉ đào tạo cho sinh viên những kiến thức cơ bản về thiết kế và đo kiểm hệ thống IoT mà còn phải cung cấp cho sinh viên những hiểu biết về toàn bộ hệ sinh thái công nghệ IoT và các kinh nghiệm trong các ứng dụng thực tế

Với hơn 75 năm dẫn đầu trong lĩnh vực đo lường và kiểm tra, Keysight Technologies sẵn sàng đồng hành các trường Đại học để đào tạo các thế hệ chuyên gia tiếp theo về IoT Các khóa học ứng dụng IoT tập trung vào giảng dạy các thiết kế thực tế, nền tảng hệ thống và kỹ thuật đo kiểm IoT, mang lại cho các sinh viên cơ hội được tiếp xúc với các thiết bị đo kiểm theo tiêu chuẩn công nghiệp được thực hiện ngay trong phòng thí nghiệm Những thiết bị này cũng chính

là các thiết bị mà các sinh viên sẽ trực tiếp sử dụng trong công việc sau này

Đào tạo hệ thống IoT bao gồm 4 phần:

1 Nền tảng cơ bản IoT – Sau khi hoàn thành phần này của khóa học, sinh viên sẽ có

cái nhìn tổng quát nhất về cấu trúc, kỹ thuật và hệ sinh thái công nghệ IoT

2 Thiết kế hệ thống IoT – Giới thiệu kỹ thuật thiết kế hệ thống IoT, hệ thống nhúng và

tập trung vào các ví dụ IoT cụ thể Sinh viên có thể thiết kế và phát triển các hệ thống IoT như IoT gateway và mạng lưới cảm biến

3 Truyền thông không dây IoT – Cho phép sinh viên phát triển các ứng dụng IoT

điển hình với nhiều chuẩn kết nối không dây Sinh viên có thể thực hiện việc kiểm tra thiết kế và đo kiểm nhanh cho các ứng dụng IoT này

4 Cảm biến IoT và quản lý công suất tiêu thụ – Phần này hướng đẫn cho sinh viên

làm thế nào để xác định được công suất tiêu thụ của thiết bị IoT trên bo mạch điều khiển, cảm biến và mô đun không dây Sinh viên sẽ nắm được nguyên tắc quản lý công suất tiêu thụ và mô tả được đặc tính các thiết bị vi cơ điện tử MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems)

Mỗi phần của khóa học này đều bao gồm bộ kit đào tạo chuyên dụng và tài liệu giảng dạy Bộ kit đào tạo bao gồm một kit phát triển, thiết bị cảm biến IoT, kit XBee ZigBee, các bài thực hành trong phòng Lab và các bài tập dựa trên các vấn đề thực tế Sinh viên cũng có thể sử dụng bộ kit này để phát triển các thiết kế của mình sau khi hoàn thành khóa học

II – Phần 1: Nền tảng cơ bản IoT

Tổng quan về khóa học

Kết quả của khóa học:

Sau khi hoàn thành khóa học này, sinh viên sẽ:

- Nắm được khái niệm về IoT, các khối được tích hợp, các ứng dụng

và hệ thống liên quan đến IoT

- Hiểu rõ được kiến trúc, các chuẩn và giao thức kết nối của IoT

- Hiểu được sơ đồ hệ thống phần cứng và phần mềm được phát triển trên IoT từ các cảm biến đến thiết bị di dộng

- Hoàn toàn có thể thiết lập các

mô đun phần mềm liên quan, và kết nối từ một nút IoT, đến gateway, cloud hoặc người dùng cuối cùng

- Có cái nhìn sâu sắc về các thiết

kế ở lớp cao, chứng minh các khái niệm của ứng dụng IoT với trọng tâm là ứng dụng của người dùng

Khóa học nền tảng cơ bản IoT - U3801/02A là một gói

đào tạo tập trung vào nền tảng cơ bản IoT Sinh viên sẽ

hiểu cấu trúc, kỹ thuật và hệ sinh thái công nghệ IoT

Khóa học này được xây dựng như một nguồn tài liệu cho

các giảng viên, bao gồm các tài liệu hướng dẫn giảng dạy

và kit đào tạo

- Áp dụng cho các môn học: Hệ thống IoT, Nền

tảng IoT

- Đối tượng sinh viên: Sinh viên năm 3 đến năm

cuối

- Điều kiện: Phải có nền tảng lập trình cơ bản

Tài liệu Microsoft

Thiết bị cảm biến IoT

Kit XBee ZigBee Tài liệu hướng dẫn thực hành và các câu hỏi mẫu

Bài tập dựa trên các vấn đề thực

tế Bao gồm 18+ giờ giảng dạy

Các đặc điểm và chức năng của khóa học:

- Khóa học nền tảng cơ bản IoT được thiết kế cho toàn bộ một học kỳ giảng dạy, cùng với các tài liệu giảng dạy và bộ kit đào tạo Các giáo viên có thể sử dụng giải pháp này

để đẩy nhanh quá trình biên soạn một khóa học IoT mới

- Khóa học này tích hợp các kinh nghiệm thực tế trong ngành công nghiệp và các ứng dụng thiết kế và đo kiểm hiện nay của IoT, cho phép sinh viên tiếp cận với kỹ thuật thiết kế và đo kiểm thực tế trong công nghiệp

- Kit phát triển IoT dựa trên bo mạch cầm tay với giao diện mẫu của Arduino UNO và

bổ sung trên model của ZigBee Rất nhiều cảm biến ngoài được kết nối trên bo mạch, cho phép sinh viên hoàn toàn có thể thực hiện các ứng dụng khác nhau của IoT

- Kit phát triển cho phép sinh viên tiếp cận với mạng không dây nội bộ WLAN, Bluetooth công suất thấp (LE) và kết nối không dây ZigBee Ngoài ra, bộ kit phát triển này được thiết kế cho phép mở rộng kết nối với các cảm biến và kết nối không dây khác

- Kit phát triển cho phép kiểm tra các điểm đo khác nhau để khắc phục sửa lỗi và tính

toán được công suất tiêu thụ dòng trên các bo mạch con và cảm biến

- Khối phần cứng được xây dựng trong bo mạch dễ dàng nhìn thấy bằng mắt thường trên

bo mạch phát triển

- Kit phát triển được trang bị một mô đun tính toán Intel Edison cho phép hoạt động trên Yocto Linux và tương thích với Intel System Studio IoT Edition – là một môi trường phát triển tích hợp dựa trên Eclipse (IDE), cho phép sinh viên biên dịch với file C/C++ hoặc chạy các lệnh Python

NỘI DUNG KHÓA HỌC

Tài liệu giảng dạy

Tài liệu giảng dạy mà Keysight cung cấp cho các giảng viên hoàn toàn có thể hiệu chỉnh được, cho phép các giảng viên có thể chỉnh sửa theo các mục tiêugiảng dạy Tài liệu này có thời lượng

36 giờ giảng dạy cho một học kỳ, bao gồm các bài học sau:

Các thành phần cơ bản của

IoT

Giới thiệu tới sinh viên các thành phần cơ bản của một hệ thống nhúng IoT, nền tảng phần cứng (ví dụ như gateway hoặc nút cảm biến), các khối trong IoT (cảm biến, kết nối hoặc dữ liệu), các ứng dụng của IoT và hệ sinh thái công nghệ

Phần cứng cho IoT Giới thiệu các loại phần cứng khác nhau được sử dụng trong nút

cảm biến IoT, ví dụ như cảm biến, các linh kiện, chip và bo mạch

Phần mềm của IoT Giới thiệu các ngôn ngữ lập trình đa dạng (Python, Java, C) có

thể sử dụng trong hệ thống nhúng IoT, đám mây và các ứng dụng của người dùng cuối cùng

Giao thức kết nối IoT Giới thiệu các giao thức kết nối có dây và không dây (ví dụ như

SPI, I2C, Bluetooth LE, WLAN 802.11, Z-wave, 6LoWPAN, NFC,…) cũng như các tiêu chuẩn mới xuất hiện (như MQTT) được sử dụng trong việc triển khai các hệ thống nhúng IoT Các ứng dụng thiết kế IoT

cần thiết

Giới thiệu khái niệm giao diện lập trình ứng dụng cho điện toán đám mây, thiết bị cầm tay (chẳng hạn như REST hoặc JSON) nhằm tương thích giữa các giải pháp IoT Chủ đề này bao gồm quản lý bảo mật và nhận diện

Kit đào tạo

Kit phát triển IoT

Phần cứng của Kit này là bộ công cụ phát triển hệ thống nhúng có thể tùy chỉnh được cấu hình như một thiết bị gateway hoặc cảm biến Nó kết hợp với một mô đun máy tính Intel Edison được thiết kế cho thị trường thương mại, các doanh nghiệp hay các ứng dụng IoT trong công nghiệp Hệ thống này chạy trên Yocto Linux với khả năng hỗ trợ phát triển các phần mềm mã nguồn mở tương thích với Eclipse (C, C++, Python) Các mô hình mẫu của dự án cũng được phát triển sẵn

để tăng cường quá trình nghiên cứu và cho phép mở rộng các ứng dụng tiềm năng

Tất cả các khóa học ứng dụng IoT sử dụng cùng một bộ kit phát triển

Bộ kit phát triển có các đặc điểm như sau:

- Môi trường phát triển phần mềm mã nguồn mở

- CPU lõi kép và bộ vi điều khiển lõi đơn hiệu suất cao hỗ trợ thu thập

dữ liệu phức tạp với mức tiêu thụ công suất thấp

- Tích hợp kết nối không dây WLAN 802.11, Bluetooth LE, ZigBee

- 1GB DRR và bộ nhớ flash 4GB, đơn giản hóa cấu hình và tăng cường khả năng mở rộng

- Hỗ trợ giao diện của Arduino UNO và Xbee

- Đầu kết nối chuẩn UARTs, I2C, SPI, 40 GPIB, thẻ SD, LCD

- Micro USB (UART), micro USB OTG

- Nguồn cấp linh động: AC hoặc USB host

- Nhiều điểm đo kiểm tra

- Kết nối cảm biến cho cả tín hiệu cảm biến số và tương tự

Thiết bị cảm biến IoT

Bộ kit TI SensorTag bao gồm 10 cảm biến công suất thấp: cảm biến ánh sáng, cảm biến âm thanh, cảm biến từ trường, cảm biến độ ẩm, cảm biến áp suất, gia tốc kế, con quay, máy đo từ trường, đo nhiệt độ của đối tượng, cảm biến nhiệt môi trường

Kit XBee ZigBee

Kit XBee ZigBee là một nền tảng nhỏ gọn cung cấp chuẩn giao tiếp nối tiếp UART tới mô đun XBee ZigBee Giao diện logic 5V TTL cung cấp giao tiếp đơn giản cho hệ điều hành phát triển nhúng không dây

Tài liệu hướng dẫn

Khóa học Nền tảng ứng dụng IoT bao gồm 6 tài liệu hướng dẫn có thể hiệu chỉnh được Mỗi tài liệu yêu cầu 2-3 giờ giảng dạy Các câu hỏi mới nhất về IoT cũng được cung cấp trong các tài liệu này

Chủ đề của tài liệu hướng dẫn

1 Tổng quan hệ thống IoT – Thực hiện thiết lập hệ thống, kết nối giữa máy chủ và máy đích, chạy kiểm tra một ứng dụng đã được thiết kế sẵn bằng cách sử dụng ứng dụng mẫu để minh họa, và xây dựng một ứng dụng IoT đơn giản để đọc dữ liệu từ cảm biến

và hiển thị kết quả lên màn hình

2 Hiểu rõ các giao thức kết nối LAN/PAN và nắm bắt được mục đích của IoT gateway –

Sử dụng các giao thức kết nối khác nhau để kết nối đối tượng tới thiết bị cảm biến

3 Nghiên cứu các dịch vụ đám mây dựa trên web cho IoT – Khám phá các dịch vụ web tiềm năng được cung cấp bởi Google và XAMPP, tìm hiểu cách gọi tên và sử dụng các dịch vụ đám mây này

4 Khám phá giao thức bản tin MQTT dành cho IoT – Sử dụng các giao thức kết nối khác nhau để kết nối thiết bị cảm biến lên đám mây, thiết lập và kiểm tra đường tải xuống của IoT ví dụ như kỹ thuật MQTT với thiết bị di động

5 Nghiên cứu phương pháp phân tích và hiển thị dữ liệu – Hiệu chỉnh các ứng dụng người dùng đã có sẵn trên đám mây bằng cáchsử dụng ngôn ngữ lập trình được hỗ trợ với cách thức phân tích dữ liệu khác nhau

6 Ứng dụng của IoT trên đám mây – Dựa trên các ứng dụng nhà thông minh, triển khai các nút IoT trên đám mây và hiển thị kết quả trên thiết bị của người dùng

Hình 1 Thiết lập điển hình

Các bài tập dựa trên các vấn đề phát sinh trong thực tế

Các bài tập này cho phép sinh viên nâng cao kỹ năng giải quyết vấn đề gặp phải trong thực tế Nhà thông minh Xây dựng bộ điều khiển thông minh bằng cách sử dụng các

cảm biến có sẵn và các bộ truyền động để điều khiển các thiết

Các tham số kỹ thuật của bộ kit phát triển IoT

Kit phát triển IoT

Mô đun máy tính Intel Edison (lõi kép, Intel Atom CPU đa

luồng tại 500MHz và bộ điều khiển Intel Quark 32 bits tại 100MHz)

Truyền thông không dây WLAN 802.11 a/b/g/n, Bluetooth LE (ver

4.0) và kết nối không dây ZigBee

Tham số chung cho bộ kit

USB port

3 tháng (đối với phụ kiện)

Yêu cầu hệ thống và cài đặt

Máy tính hoạt động Windows 8 hoặc 10 (64-bit)

Nội dung của khóa học

Dưới đây là một số trang trong tài liệu giảng dạy của khóa học ứng dụng IoT Tài liệu giảng dạy mẫu và tài liệu hướng dẫn thực hành có sẵn trên trang web: www.keysight.com/find/TechIoT

Hình 2 Tài liệu giảng dạy mẫu – Chương 5, Các thành phần cơ bản trong thiết kế ứng dụng IoT

Hình 3 Tài liệu hướng dẫn thực hành mẫu – Lab 6, Ứng dụng IoT trên điện toán đám mây

Video tổng quan và các video hướng dẫn trực tuyến

Danh sách các video tổng quan có trên kênh youtube: videos Truy cập link trên để tìm hiểu chi tiết về khóa học IoT và làm thế nào để áp dụng bộ kit phát triển cho công việc giảng dạy

bộ kit đào tạo và tài liệu giảng dạy

III - Phần 2: Thiết kế hệ thống IoT

Tổng quan về khóa học:

Kết quả của khóa học

Sau khi hoàn thành khóa học này, sinh viên sẽ:

- Thiết kế được một cổng IoT nhúng và các thiết bị IoT

- Cấu hình hệ thống đầu cuối IoT từ thiết bị IoT đến điện toán đám mây

- Tạo ra các hoạt động cho các thiết bị I/Okhác nhau

- Thiết lập kết nối mạng nội bộ không dây (WLAN) 802.11, Bluetooth LE và ZigBee

- Áp dụng các công cụ phần mềm tiêu chuẩn công nghiệp trong phát triển IoT

- Đánh giá tín hiệu I/O và khắc phục sửa lỗi trong hệ thống IoT bằng cách sử dụng thiết bị kiểm tra và đo lường công nghiệp

Khóa học ứng dụng thiết kế hệ thống IoT - U3803/04A là một gói

đào tạo cho môn học IoT, với mục đích nhằm cung cấp cho sinh

viên khả năng phát triển và lập trình nhúng hệ thống với các tính

năng IoT Khóa học này được thiết kế như một nguồn tài liệu cho

các giảng viên, bao gồm các tài liệu hướng dẫn giảng dạy và kit đào

tạo

- Áp dụng cho các môn học: Hệ thống IoT, Các hệ thống nhúng

- Đối tượng sinh viên: Sinh viên năm 3 đến năm cuối

- Điều kiện: Phải có nền tảng lập trình cơ bản

Tài liệu Microsoft

PowerPoint có thể

chỉnh sửa được

Kit phát triển IoT

Bao gồm 36+ giờ học Thiết bị cảm biến IoT

Kit XBee ZigBee Tài liệu hướng dẫn thực hành (Microsoft Word) và các câu hỏi mẫu

Bài tập dựa trên các vấn đề thực tế Bao gồm 18+ giờ giảng dạy

Các đặc điểm và chức năng của khóa học:

- Khóa học thiết kế hệ thống IoT được thiết kế cho toàn bộ một học kỳ giảng dạy, cùng với các tài liệu giảng dạy và bộ kit đào tạo Các giáo viên có thể sử dụng giải pháp này để đẩy nhanh quá trình biên soạn một khóa học IoT mới

- Khóa học này tích hợp các kinh nghiệm thực tế trong ngành công nghiệp và các ứng dụng thiết

kế và đo kiểm hiện nay của IoT, cho phép sinh viên tiếp cận với kỹ thuật thiết kế và đo kiểm thực tế trong công nghiệp

- Tài liệu của khóa học sẽ được cập nhập miễn phí hàng năm trong vòng 3 năm Điều này cho phép các giảng viên và sinh viên theo kịp xu hướng IoT và công nghệ thay đổi nhanh chóng trong một vài năm tới

- Kit phát triển IoT dựa trên bo mạch chính với giao diện mẫu của Arduino UNO và bổ sung thêm mô đun ZigBee Rất nhiều các cảm biến ngoài được kết nối trên bo mạch, cho phép sinh viên hoàn toàn có thể thực hiện các ứng dụng khác nhau của IoT

- Kit phát triển cho phép sinh viên tiếp cận với mạng không dây nội bộ WLAN 802.11, Bluetooth công suất thấp (LE) và kết nối không dây ZigBee Do bộ kit được thiết kế dạng mô đun nên cho phép mở rộng kết nối với các cảm biến và kết nối không dây khác

- Kit phát triển cho phép kiểm tra các điểm đo khác nhau để khắc phục sửa lỗi và tính toán được công suất tiêu thụ dòng trên các bo mạch con và cảm biến

- Khối phần cứng được xây dựng trong bo mạch dễ dàng nhìn thấy bằng mắt thường trên bo mạch phát triển

- Kit phát triển được trang bị một mô đun máy tính Intel Edison hoạt động trên Yocto Linux và tương thích với Intel System Studio IoT Edition – là một môi trường phát triển tích hợp dựa trên Eclipse (IDE), cho phép sinh viên biên dịch với file C/C++ hoặc chạy các lệnh Python

NỘI DUNG KHÓA HỌC:

Tài liệu giảng dạy

Tài liệu giảng dạy mà Keysight cung cấp cho các giảng viên hoàn toàn có thể hiệu chỉnh được, cho phép người biên soạn có thể chỉnh sửa theo các mục tiêu giảng dạy Tài liệu này có thời lượng 36 giờ giảng dạy cho một học kỳ, bao gồm các bài học sau:

Các thành phần cơ bản của

IoT

Giới thiệu tới sinh viên các thành phần cơ bản của một hệ thống nhúng IoT, nền tảng phần cứng (ví dụ như gateway hoặc nút cảm biến), các khối cơ bản của IoT (cảm biến, kết nối hoặc dữ liệu), các ứng dụng của IoT và hệ sinh thái công nghệ

Kết nối IoT Giới thiệu các kỹ thuật kết nối không dây và có dây được sử dụng

để triển khai cho hệ thống IoT

Thiết kế các ứng dụng IoT

sử dụng hệ thống nhúng

Giới thiệu chuỗi công cụ gì, làm thế nào để biên dịch và kiểm tra chương trình Linux, giao tiếp giữa các chương trình, thao tác trên chương trình

Giới thiệu về điện toán

Tài liệu hướng dẫn thực hành:

Khóa học Thiết kế hệ thống IoT bao gồm 7 tài liệu hướng dẫn thực hành có thể hiệu chỉnh được Mỗi tài liệu yêu cầu 2-3 giờ học Các câu hỏi mới nhất cũng được cung cấp trong tài liệu này Thiết bị bổ trợ yêu cầu cho khóa học này là một đồng hồ vạn năng DMM và một máy hiện sóng

có tính năng phát dạng sóng

1 Giới thiệu bộ kit phát triển IoT – Sử dụng kit phát triển IoT để

thực hiện thiết lập hệ thống, kết nối máy chủ với mục tiêu và kiểm

tra chạy một chương trình đơn giản sử dụng Eclipse C/C++ IDE

Không

2 Giới thiệu Các ngoại vi của bộ kit phát triển IoT – Nghiên cứu

các chức năng đa dạng của bộ kit phát triển IoT, phát triển các

chương trình để giao tiếp phím bấm, LCD, bộ nhớ ngoài, UART và

GPIO

Không

3 Kết nối tới các thiết bị IoT – Thiết lập bộ kit phát triển để kết nối

với các cảm biến và cơ cấu chuyển động mở rộng, nghiên cứu để

kết nối gateway tới các cảm biến và hiển thị kết quả trên LCD

Không

4 Giao thức truyền thông tin số cho IoT – Viết các ứng dụng để sử

dụng I2C và SPI để truyền thông tin và cấu hình các cảm biến số

với giao tiếp I2C và SPI

Có, sử dụng máy hiện sóng

5 Mạng lưới cảm biến không dây cho IoT – Sử dụng kết nối không

dây thông qua Bluetooth LE, ZigBee bằng cách phát triển các thiết

bị nút IoT

Có, sử dụng DMM

6 Nghiên cứu giao thức bản tin đám mây – Nghiên cứu cách gọi và

sử dụng các dịch vụ đám mây, sử dụng giao thức HTTP và MQTT

để kết nối tới đám mây, thiết lập và kiểm tra sử dụng các thiết bị di

động

Không

7 Hoạt động của IoT trên đám mây – Triển khai các nút cảm biến

IoT trên đám mây và hiển thị kết quả trên giao diện người dùng, ví

dụ như thiết bị đeo tay để theo dõi hoạt động

Không

Hình 1 Thiết lập điển hình

Các bài tập dựa trên các vấn đề phát sinh trong thực tế:

Các bài tập này cho phép sinh viên nâng cao kỹ năng giải quyết vấn đề gặp phải trong thực tế Đèn đường thông

minh

Phát triển hệ thống đèn đường thông minh bằng cách sử dụng các cảm biến có sẵn và cơ cấu truyền động Đèn đường thông minh có thể được điều khiển thông qua một mạng dựa trên cường độ ánh sáng của môi trường xung quanh

Ô tô thông minh Phát triển các bộ theo dõi cho ô tô bằng cách sử dụng cảm biến có sẵn

và xuất kết quả ra thẻ SD, người lái xe có thể theo dõi hiệu suất và độ

an toàn của ô tô thông qua một điện thoại thông minh

Các tham số kỹ thuật của bộ kit phát triển IoT:

Kit phát triển IoT

Mô đun máy tính Intel Edison (CPU Intel Atom CPU lõi kép,

đa luồng tại 500 MHz và bộ điều khiển Intel Quark 32 bits tại 100 MHz)

Truyền thông không dây WLAN 802.11 a/b/g/n, Bluetooth LE (ver

4.0) và kết nối không dây ZigBee

Tham số chung cho bộ kit

USB port

3 tháng (đối với phụ kiện)

Yêu cầu hệ thống và cài đặt

Máy tính hoạt động Windows 8 hoặc 10 (64-bit)

Giao tiếp USB (3 cổng)

Xem qua về nội dung của khóa học:

Dưới đây là một số trang trong tài liệu giảng dạy của khóa học ứng dụng IoT Tài tiệu giảng dạy mẫu và tài liệu hướng dẫn thực hành có sẵn trên trang web: www.keysight.com/find/TechIoT