Δίκτυα αισθητήρων και διαδίκτυο των αντικειμένων

Α. Εισαγωγή στο IoT: Ορισμός, βασικά χαρακτηριστικά και αρχιτεκτονικές IoT, εφαρμογές ΙοΤ, αντιδιαστολή με τον ιστό των αντικειμένων (Web of Things / WoT), προκλήσεις του IoT όπως προτυποποίηση, κλιμάκωση, μέγεθος συσκευών, κατανάλωση ενέργειας, διευθυνσιοδότηση, ασφάλεια/ιδιωτικότητα, ποιότητας υπηρεσιών, κινητικότητα κ.α. Υλικό / Συσκευές ΙοΤ: Έξυπνες συσκευές, Αισθητήρες και Ενεργοποιητές (sensors / actuators), RFIDs, GPS, Cyber Physical Systems, πλατφόρμες BeagleBone Black, Arduino και RaspberryPi, κ.α.

Β. Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων & Αισθητήρων-Ενεργοποιητών. Δομή και τεχνολογία κόμβων. Αρχιτεκτονική και τοπολογίες. Πρότυπα και πρωτόκολλα φυσικού επιπέδου. Θέματα διανομής, επικοινωνίας και οργάνωσης. Πρωτόκολλα δρομολόγησης. Ενεργειακά αποδοτικοί αλγόριθμοι συλλογής και επεξεργασίας δεδομένων. Θέματα και αλγόριθμοι συνδεσιμότητας, εντοπισμού θέσης, κάλυψης περιοχής και ελέγχου τοπολογίας. Θέματα κατανάλωσης ενέργειας και επαναφόρτισης κόμβων. Λειτουργικά συστήματα και ενδιάμεσο λογισμικό. Θέματα σχεδιασμού και υλοποίησης. Θέματα και εργαλεία προγραμματισμού. Εξομοιωτές και προσομοιωτές.

Γ. Πρωτόκολλα και Περιβάλλοντα Ανάπτυξης Εφαρμογών ΙοΤ. Πρωτόκολλα επικοινωνίας / διασυνδεσιμότητας συσκευών IoT. Αρχιτεκτονικές και πρωτόκολλα δικτυακής επικοινωνίας. Διευθυνσιοδότηση και εύρεση πληροφορίας. Γλώσσες περιγραφής και ανάπτυξης εφαρμογών σε διάφορες πλατφόρμες. Εξομοιωτές και προσομοιωτές. Θέματα προγραμματισμού συσκευών, διαλειτουργικότητας, υλοποίησης-ολοκλήρωσης σε επίπεδο εφαρμογής, ενδεικτικά παραδείγματα.

Δ. Αρχιτεκτονική ΙοΤ και Διαχείριση Πόρων. Αρχιτεκτονικές κατανεμημένων συστημάτων. Αρχιτεκτονικές του μελλοντικού διαδικτύου. Διασύνδεση συσκευών στη βάση του προτύπου δημοσιοποίησης/εγγραφής. Δεδομένα μεγάλου όγκου, υπολογιστική νέφους (cloud computing) και data centers. Χρήση υπολογιστικών νεφών και ομιχλώδους υπολογισμού (fog computing) για την υλοποίηση υπηρεσιών ΙοΤ. Τεχνικές υπολογισμού στα άκρα (edge computing).

Ε. Ασφάλεια ΙοΤ. Δικτυακές και άλλες επιθέσεις στα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων και στο ΙοΤ. Ασφάλεια / αξιόπιστη μετάδοση δεδομένων στα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων. Ασφαλής επικοινωνία συσκευών πάνω από το διαδίκτυο. Δικτυακοί μηχανισμοί ασφαλείας στο ΙοΤ.

ΣΤ. Εφαρμογές ΙοΤ. Ηλεκτρονική υγεία. Έξυπνα σπίτια. Έξυπνες πόλεις. Γεωργία ακριβείας. Μεταφορές/Logistics. Άλλες βιομηχανικές εφαρμογές. Mobile edge εφαρμογές. Ενδεικτικά παραδείγματα εφαρμογής (case studies).

Ζ. Άλλα θέματα – μελλοντικές κατευθύνσεις. Ευφυΐα και επίγνωση κατάστασης – αυτογνωσία συσκευών. Οικοσύστημα διαδικτύου των πάντων. Κοινωνικό διαδίκτυο των αντικειμένων. Ρυθμιστικά, νομικά και ηθικά θέματα.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

  1. P.Raj and A. Raman, The Internet of Things: Enabling Technologies, Platforms, and Use Cases, CRC Press, March 2017.
  2. A Bahga and V. Madisetti, “Internet of Things: A Hands-On Approach”, ISBN 978-0-99602-552-2, September 2014.
  3. Hakima Chaouchi, The Internet of Things: Connecting Objects, Wiley, ISBN 978-1-84821-140-7, May 2010.
  4. P. Waher, “Learning Internet of Things”, Packt Publishing, ISBN 978-178355-353-2, January 2015.
  5. 1.Daniel Kellmereit, Daniel Obodovski, “The Silent Intelligence: The Internet of Things”, DND Ventures LLC, September 2013.
  6. 2.Adrian McEwen, Hakim Cassimally, “Designing the Internet of Things”, Wiley, December, 2013.
  7. 3.Samuel Greengard, “The Internet of Things”, The MIT Press, March 2015.
  8. Wireless Sensor Networks: Principles, Design and Applications, Yang, Shuang-Hua, Springer, 2014.
  9. Wireless Sensor Networks: Security, Coverage, and Localization, Rastko R. Selmic, Vir V. Phoha Abdul Serwadda, Springer, 2016.
  10. Wireless Sensor Networks: Concepts, Applications, Experimentation and Analysis, Fahmy, Hossam, Mahmoud Ahmad, Springer, 2016.
  11. Fundamentals of Wireless Sensor Networks: Theory and Practice, Waltenegus Dargie and Christian Poellabauer, Wiley, 2010.
  12. Wireless Sensor Networks, Ian F. Akyildiz, Mehmet Can Vuran, Wiley, 2010.
  13. D. Norris, “The Internet of Things: Do-It-Yourself at Home Projects for Arduino, Raspberry Pi and BeagleBone Black”, McGraw-Hill Education, ISBN 978-00718-352-0, January 2015.
  14. M. Schwartz, “Internet of Things with the Raspberry Pi: Build Internet of Things Projects Using the Raspberry Pi Platform”, Kindle Edition, Amazon Digital Services, May 2015.
  15. M. Schwartz, “Internet of Things with Arduino: Build Internet of Things Projects With the Arduino Platform”, Kindle Edition, Amazon Digital Services, March 2015.
  16. C. Rowland, E. Goodman, M. Charlier, A. Light, A. Lui, “Designing Connected Products: UX for the Consumer Internet of Things”, O’Reilly Media, ISBN 978-144937-256-9, May 2015.