Internet rzeczy (IoT) 390-FG1-3IOT

Profil studiów: ogólnoakademicki
Forma studiów: stacjonarne
Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy
Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina nauki fizyczne
Poziom kształcenia: studia pierwszego stopnia
Rok studiów/semestr: 3. rok/5. semestr
Punkty ECTS: 2
Wymagania wstępne:

Bilans nakładu pracy studenta:
- udział w laboratoriach (45 godz.),
- udział w konsultacjach (15 godz.),
- praca własna studenta w domu (5 godz.),

Wskaźniki ilościowe:
- nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela - 1.8 ECTS;
- nakład pracy studenta związany z samodzielna pracą - 0.2 ECTS.

Zasady użycia sztucznej inteligencji (SI):
Podczas zajęć dozwolone jest korzystanie z systemów SI w zakresie:
1. Tłumaczenia maszynowego tekstów źródłowych z języków obcych.
2. Wyszukiwania i organizowania źródeł naukowych.
3. Tworzenia symulacji i modelowania omawianych na wykładzie zjawisk fizycznych.

Podczas egzaminu niedozwolone jest korzystanie z systemów SI.
W przypadku stwierdzenia naruszeń powyższych zasad, osoba kształcąca się może zostać pociągnięta do odpowiedzialności na podstawie odrębnych przepisów dyscyplinarnych.

Tematyka zajęć:

Arduino Uno i moduły sieciowe z kontrolerem W5100 (Ethernet Shield). Konfiguracja lokalnej sieci komputerowej. Protokoły: UDP, TCP i HTTP.
Moduły WiFi z mikrokontrolerami ESP8266 i ESP32. Programowanie ESP8266 i ESP32 w Arduino IDE oraz za pomocą języków skryptowych.
Internetowa aplikacja monitorująca i sterująca układami Arduino, ESP8266 i ESP32 (HTML5, JavaScript, jQuery, WebSockets).
Zdalna aktualizacja oprogramowania mikrokontrolerów z zastosowaniem technologii OTA.
Protokół MQTT i broker Mosquitto.
Projekt Tasmota.
Projekt ESPHome.
Projekt OpenPLC (protokoły Modbus TCP i Modbus RTU).
ESP32-CAM
Arduino z modułem WiFi RS232.
Raspberry Pi i Node-RED (sterowanie układami Arduino i ESP8266, tworzenie graficznego interfejsu, MQTT, Modbus).

W cyklu 2025:

Profil studiów: ogólnoakademicki.
Forma studiów: stacjonarne.
Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy (Moduł: Kształcenie specjalistyczne).
Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina: nauki fizyczne, informatyka.
Specjalność, poziom kształcenia : fizyka gier komputerowych i robotów, studia pierwszego stopnia.
Rok studiów/semestr: 3 rok/5 semestr.
Liczba godzin zajęć dydaktycznych: laboratorium - 45 godz.
Punkty ECTS: 2.
Wskaźniki ilościowe: zajęcia wymagające bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich i studentów: 2 punkty ECTS; zajęcia o charakterze praktycznym: 2 punkty ECTS; zajęcia z zakresu nauk podstawowych właściwych dla danego kierunku studiów, do których odnoszą się efekty kształcenia dla danego kierunku, poziomu i profilu kształcenia: 1 punkt ECTS.

Tematyka zajęć:

Arduino Uno i moduły sieciowe z kontrolerem W5100 (Ethernet Shield). Konfiguracja lokalnej sieci komputerowej. Protokoły: UDP, TCP i HTTP.
Moduły WiFi z mikrokontrolerami ESP8266 i ESP32. Programowanie ESP8266 i ESP32 w Arduino IDE oraz za pomocą języków skryptowych.
Internetowa aplikacja monitorująca i sterująca układami Arduino, ESP8266 i ESP32 (HTML5, JavaScript, jQuery, WebSockets).
Zdalna aktualizacja oprogramowania mikrokontrolerów z zastosowaniem technologii OTA.
Protokół MQTT i broker Mosquitto.
Projekt Tasmota.
Projekt ESPHome.
Projekt OpenPLC (protokoły Modbus TCP i Modbus RTU).
ESP32-CAM
Arduino z modułem WiFi RS232.
Raspberry Pi i Node-RED (sterowanie układami Arduino i ESP8266, tworzenie graficznego interfejsu, MQTT, Modbus).

Rodzaj przedmiotu

obowiązkowe

Założenia (opisowo)

Znajomość systemów Linux i Windows. Znajomość języków programowania: C, C++, JavaScript, Python. Umiejętność programowania układów Arduino. Umiejętność konfigurowania i programowania komputerów SBC (Raspberry Pi).

Koordynatorzy przedmiotu

Cezary Walczyk

Wymagania (lista przedmiotów)

Programowanie mikroprocesorów
Programowanie obiektowe
Programowanie skryptowe
Programowanie strukturalne
Systemy operacyjne
Wstęp do elektroniki

Tryb prowadzenia przedmiotu

w sali

Efekty kształcenia

K_W24: ma podstawową wiedzę z zakresu algorytmiki i struktur danych
K_W25: zna podstawy programowania w wybranym języku wyższego poziomu
K_W27: zna budowę i rozumie fizyczne podstawy działania wybranych podzespołów elektroniki analogowej i cyfrowej, w zakresie przewidzianym programem specjalności
K_W28: zna budowę wybranych elektronicznych przyrządów pomiarowych i rozumie zasady ich działania, w zakresie przewidzianym programem specjalności
K_U22: umie pracować w środowisku różnych systemów operacyjnych oraz korzystać z wybranych programów aplikacyjnych
K_U23: umie napisać prosty program komputerowy w wybranym języku programowania, skompilować go i uruchomić
K_U25: umie wyszukiwać i wykorzystywać specjalistyczne oprogramowanie komputerowe w zasobach Internetu z poszanowaniem własności intelektualnej oraz zasad użytkowania
K_U27: umie ze zrozumieniem i krytycznie korzystać z literatury i zasobów Internetu w odniesieniu do zagadnień elektroniki w zakresie przewidzianym programem specjalności
K_U35: potrafi optymalnie dobrać zestaw przyrządów do zadania pomiarowego w zakresie przewidzianym programem specjalności
K_K01: zna ograniczenia swojej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia, podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych
K_K05: potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze i zasobach Internetu, także w językach obcych

Kryteria oceniania

Zaliczenie laboratorium odbywa się na podstawie obecności, pracy na laboratorium oraz prac domowych.

Literatura

Podstawowa:

"W labiryncie IoT", A.Gromczyński, Helion 2025
„Internet rzeczy. Budowa sieci z wykorzystaniem technologii webowych i Raspberry Pi”, Dominique D. Guinard, Helion 2017
"Raspberry Pi. Receptury" - wydanie III, Simon Monk, Helion 2020
„Arduino. 65 praktycznych projektów”, John Boxall, Helion 2014
„Arduino dla początkujących. Kolejny krok”, Simon Monk, Helion 2015
„Arduino. Automatyka domowa dla każdego”, Marco Schwartz, Helion 2015
„Python. 14 Twórczych projektów dla dociekliwych programistów”, Mahesh Venkitachalam, Helion 2016.
"Internet rzeczy", Mariusz Duka, Helion 2023.
Źródła internetowe: https://randomnerdtutorials.com; http://virtuino.com/; https://www.atnel.pl/download/elektronika/atb_wifi/ATNEL-WIFI232-T_PL.pdf; https://tasmota.github.io/docs/; https://esphome.io; https://nodered.org

Uzupełniająca:

"Roboty JavaScript od podstaw", R. Waldron, Backstop Media, Helion 2016
„Komputerowe systemy automatyki przemysłowej”, Roman Kwiecień, Helion 2014

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 390-FG1-3IOT w USOSweb