Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Elektryczny - Teleinformatyka (S2)
specjalność: Sieci teleinformatyczne i systemy mobilne

Sylabus przedmiotu Technologie bezprzewodowe w IoT:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Teleinformatyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Technologie bezprzewodowe w IoT
Specjalność Systemy transmisyjne
Jednostka prowadząca Katedra Przetwarzania Sygnałów i Inżynierii Multimedialnej
Nauczyciel odpowiedzialny Przemysław Włodarski <Przemyslaw.Wlodarski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Piotr Lech <Piotr.Lech@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
projektyP2 15 1,20,26zaliczenie
laboratoriaL2 15 0,60,30zaliczenie
wykładyW2 30 1,20,44zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawowe wiadomości z zakresu sieci teleinformatycznych

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Opanowanie wiedzy z zakresu topologii i klasyfikacji bezprzewodowych sieci IoT oraz metod rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej WiFi i Bluetooth. Opanowanie wiedzy dotyczącej mechanizmu ARQ oraz protokołów wielodostępu. Opanowanie wiedzy z zakresu wyznaczania stopy błędów w transmisji bezprzewodowej oraz detekcji i korekcji błędów. Opanowanie wiedzy dotyczącej metod uwierzytelniania oraz szyfrowania strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT.
C-2Opanowanie wiedzy z zakresu zapewniania określonego poziomu usług w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT, jak również z zakresu sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji. Opanowanie zasad projektowania wielostandardowych bram IoT oraz modelowania stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT. Opanowanie wiedzy z zakresu problematyki zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych oraz wiedzy dotyczącej bezprzewodowych sieci samorekonfigurowalnych.
C-3Ukształtowanie umiejętności z zakresu przechwytywania i analizy ramek w standardzie IEEE 802.11, jak również umiejętności dotyczących konfiguracji różnych metod szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych IoT. Ukształtowanie umiejętności wykonywania pomiarów oraz wyznaczania stopy błędów (BER) w sieciach bezprzewodowych IoT dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego. Ukształtowanie umiejętności implementacji prostego mechanizmu detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.
C-4Ukształtowanie umiejętności przeprowadzenia symulacji działania protokołów wielodostępu ALOHA i CSMA, a także wyznaczania dostępnej przepustowości w zależności od poziomu obciążenia sieci. Ukształtowanie umiejętności konfiguracji usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego. Ukształtowanie umiejętności przeprowadzenia symulacji sieci IoT typu mesh z uwzględnieniem różnych scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT. Ukształtowanie umiejętności implementacji systemu transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Przechwytywanie i analiza ramek w standardzie IEEE 802.11.1
T-L-2Konfiguracja i analiza działania różnych metod szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych (WEP, WPA).2
T-L-3Pomiar oraz wyznaczanie stopy błędów (BER) w sieci bezprzewodowej dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego.2
T-L-4Implementacja mechanizmu detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.2
T-L-5Symulacja działania protokołów wielodostępu ALOHA oraz CSMA. Wyznaczanie dostępnej przepustowości w zależności od poziomu obciążenia sieci.2
T-L-6Konfiguracja i testowanie usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego, standard IEEE 802.1X.1
T-L-7Projekt i symulacja sieci IoT typu mesh. Testowanie i analiza efektywności działania dla scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT.2
T-L-8Implementacja systemu transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.2
T-L-9Zaliczenie zajęć laboratoryjnych.1
15
projekty
T-P-1Realizacja projektu z tematyki przedmiotu15
15
wykłady
T-W-1Klasyfikacja i topologie sieci bezprzewodowych. Różnice pomiędzy sieciami przewodowymi i bezprzewodowymi. Przyczyny i cele stosowania sieci bezprzewodowych w IoT.2
T-W-2Zakresy częstotliwości, przepustowość, zajętość pasma dla pojedynczego kanału. Schemat łącza bezprzewodowego w urządzeniach IoT. Podstawowe metody przesyłania sygnału bezprzewodowego (TDMA, FDMA, CDMA).2
T-W-3Wybrane aspekty warstwy fizycznej dla bezprzewodowych sieci IoT. Zastosowanie metod rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej Bluetooth oraz WiFi: Frequency Hoping (FH), Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS).2
T-W-4Mechanizm automatycznego powtarzania żądań ARQ. Transmisja dwukierunkowa. Bezprzewodowe sieci pakietowe. Protokoły wielodostępu: ALOHA, Slotted ALOHA, CSMA. Dobór właściwej metody dostępu do kanału radiowego w zależności od zastosowanego systemu IoT.3
T-W-5Omówienie protokołu IEEE 802.15.1. Struktura ramki, adresacja, klasy mocy, wersje standardu i przepustowość. Bluetooth Low energy (BLE) v.4.0-2 oraz v.5.0 dla urządzeń IoT (wearables).2
T-W-6Przyczyny oraz wpływ błędów transmisji na dane. Poziom błędów w transmisji bezprzewodowej: bit error rate (BER), packet error rate (PER). Pomiar oraz obliczanie BER dla transmisji nadmiarowej. Wyznaczanie czasu testowego w określaniu poziomu BER dla rónych przepustowości.2
T-W-7Detekcja i korekta błędów powstałych w wyniku zakłóceń przy pomocy kodów forward error correction (FEC). Zastosowanie kodu Hamminga. Sumy kontrolne, CRC.2
T-W-8Uwierzytelnianie oraz szyfrowanie strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT. Protokoły WEP, WPA, standard IEEE 802.1X. Metody odzyskiwania klucza w protokole WEP.2
T-W-9Zapewnianie określonego poziomu usług (QoS) w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT.2
T-W-10Sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji - integracja z systemami IoT2
T-W-11Zasady projektowania wielostandardowych bram IoT.2
T-W-12Modelowanie stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT2
T-W-13Problematyka zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych.2
T-W-14Bezprzewodowe sieci samorekonfigurowalne. Zaliczenie wykładów.3
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach15
15
projekty
A-P-1uczestnictwo w zajęciach15
A-P-2Samodzielna realizacja zadania projektowego15
30
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach30
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1pokaz
M-2ćwiczenia laboratoryjne
M-3wykład informacyjny
M-4wykład problemowy
M-5dyskusja dydaktyczna

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: ocena testu
S-2Ocena formująca: ocena sprawozdań
S-3Ocena formująca: aktywność na zajęciach laboratoryjnych
S-4Ocena formująca: ocena ciągła
S-5Ocena podsumowująca: ocena testu
S-6Ocena podsumowująca: test zaliczający wykład

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
TI_2A_D09-ST_W01
Student posiada wiedzę z zakresu topologii i klasyfikacji bezprzewodowych sieci IoT. Zna metody rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej WiFi oraz Bluetooth. Zna mechanizm ARQ oraz protokoły wielodostępu. Posiada wiedzę z zakresu wyznaczania stopy błędów oraz ich detekcji i korekcji. Zna metody uwierzytelniania oraz szyfrowania strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT.
TI_2A_W07, TI_2A_W09, TI_2A_W01C-1T-W-5, T-W-6, T-W-8, T-W-4, T-W-3, T-W-7, T-W-1, T-W-2M-1, M-3, M-4, M-5S-6
TI_2A_D09-ST_W02
Student posiada wiedzę z zakresu zapewniania określonego poziomu usług w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT, również z zakresu sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji. Zna zasady projektowania wielostandardowych bram IoT oraz modelowanie stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT. Zna problematykę zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych oraz posiada wiedzę na temat bezprzewodowych sieci samorekonfigurowalnych.
TI_2A_W07, TI_2A_W09C-2T-W-11, T-W-10, T-W-9, T-W-14, T-W-12, T-W-13M-1, M-3, M-4, M-5S-6

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
TI_2A_D09-ST_U01
Student potrafi przechwycić i przeprowadzić analizę ramek w standardzie IEEE 802.11. Potrafi skonfigurować różne metody szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych. Potrafi wykonać pomiar oraz wyznaczyć stopę błędów (BER) w sieci bezprzewodowej dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego. Potrafi zaimplementować prosty mechanizm detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.
TI_2A_U02, TI_2A_U12, TI_2A_U13C-3T-P-1, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-9M-1, M-2S-1, S-2, S-3
TI_2A_D09-ST_U02
Student potrafi przeprowadzić symulację działania protokołów wielodostępu ALOHA oraz CSMA, a także wyznaczyć przepustowość w zależności od poziomu obciążenia sieci. Potrafi skonfigurować usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego. Potrafi przeprowadzić symulację sieci IoT typu mesh z uwzględnieniem różnych scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT. Potrafi zaimplementować system transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.
TI_2A_U02, TI_2A_U12, TI_2A_U13C-4T-L-1, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-5, T-L-9M-1, M-2S-1, S-2, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
TI_2A_D09-ST_W01
Student posiada wiedzę z zakresu topologii i klasyfikacji bezprzewodowych sieci IoT. Zna metody rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej WiFi oraz Bluetooth. Zna mechanizm ARQ oraz protokoły wielodostępu. Posiada wiedzę z zakresu wyznaczania stopy błędów oraz ich detekcji i korekcji. Zna metody uwierzytelniania oraz szyfrowania strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT.
2,0Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
5,0Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
TI_2A_D09-ST_W02
Student posiada wiedzę z zakresu zapewniania określonego poziomu usług w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT, również z zakresu sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji. Zna zasady projektowania wielostandardowych bram IoT oraz modelowanie stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT. Zna problematykę zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych oraz posiada wiedzę na temat bezprzewodowych sieci samorekonfigurowalnych.
2,0Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
5,0Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
TI_2A_D09-ST_U01
Student potrafi przechwycić i przeprowadzić analizę ramek w standardzie IEEE 802.11. Potrafi skonfigurować różne metody szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych. Potrafi wykonać pomiar oraz wyznaczyć stopę błędów (BER) w sieci bezprzewodowej dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego. Potrafi zaimplementować prosty mechanizm detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.
2,0Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
5,0Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
TI_2A_D09-ST_U02
Student potrafi przeprowadzić symulację działania protokołów wielodostępu ALOHA oraz CSMA, a także wyznaczyć przepustowość w zależności od poziomu obciążenia sieci. Potrafi skonfigurować usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego. Potrafi przeprowadzić symulację sieci IoT typu mesh z uwzględnieniem różnych scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT. Potrafi zaimplementować system transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.
2,0Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
5,0Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.

Literatura podstawowa

  1. A. Holt, C-Y. Huang, 802.11 Wireless Networks, 2010
  2. D. Guinard, V. Trifa, Internet rzeczy. Budowa sieci z wykorzystaniem technologii webowych i Raspberry Pi, Helion, 2017
  3. V. Ramachandran, BackTrack 5 Wireless Penetration Testing, 2011

Literatura dodatkowa

  1. J. Kluczewski, Internet rzeczy IoT i IoE w symulatorze Cisco Packet Tracer. Praktyczne przykłady i ćwiczenia, ITStart, 2018

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Przechwytywanie i analiza ramek w standardzie IEEE 802.11.1
T-L-2Konfiguracja i analiza działania różnych metod szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych (WEP, WPA).2
T-L-3Pomiar oraz wyznaczanie stopy błędów (BER) w sieci bezprzewodowej dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego.2
T-L-4Implementacja mechanizmu detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.2
T-L-5Symulacja działania protokołów wielodostępu ALOHA oraz CSMA. Wyznaczanie dostępnej przepustowości w zależności od poziomu obciążenia sieci.2
T-L-6Konfiguracja i testowanie usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego, standard IEEE 802.1X.1
T-L-7Projekt i symulacja sieci IoT typu mesh. Testowanie i analiza efektywności działania dla scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT.2
T-L-8Implementacja systemu transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.2
T-L-9Zaliczenie zajęć laboratoryjnych.1
15

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Realizacja projektu z tematyki przedmiotu15
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Klasyfikacja i topologie sieci bezprzewodowych. Różnice pomiędzy sieciami przewodowymi i bezprzewodowymi. Przyczyny i cele stosowania sieci bezprzewodowych w IoT.2
T-W-2Zakresy częstotliwości, przepustowość, zajętość pasma dla pojedynczego kanału. Schemat łącza bezprzewodowego w urządzeniach IoT. Podstawowe metody przesyłania sygnału bezprzewodowego (TDMA, FDMA, CDMA).2
T-W-3Wybrane aspekty warstwy fizycznej dla bezprzewodowych sieci IoT. Zastosowanie metod rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej Bluetooth oraz WiFi: Frequency Hoping (FH), Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS).2
T-W-4Mechanizm automatycznego powtarzania żądań ARQ. Transmisja dwukierunkowa. Bezprzewodowe sieci pakietowe. Protokoły wielodostępu: ALOHA, Slotted ALOHA, CSMA. Dobór właściwej metody dostępu do kanału radiowego w zależności od zastosowanego systemu IoT.3
T-W-5Omówienie protokołu IEEE 802.15.1. Struktura ramki, adresacja, klasy mocy, wersje standardu i przepustowość. Bluetooth Low energy (BLE) v.4.0-2 oraz v.5.0 dla urządzeń IoT (wearables).2
T-W-6Przyczyny oraz wpływ błędów transmisji na dane. Poziom błędów w transmisji bezprzewodowej: bit error rate (BER), packet error rate (PER). Pomiar oraz obliczanie BER dla transmisji nadmiarowej. Wyznaczanie czasu testowego w określaniu poziomu BER dla rónych przepustowości.2
T-W-7Detekcja i korekta błędów powstałych w wyniku zakłóceń przy pomocy kodów forward error correction (FEC). Zastosowanie kodu Hamminga. Sumy kontrolne, CRC.2
T-W-8Uwierzytelnianie oraz szyfrowanie strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT. Protokoły WEP, WPA, standard IEEE 802.1X. Metody odzyskiwania klucza w protokole WEP.2
T-W-9Zapewnianie określonego poziomu usług (QoS) w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT.2
T-W-10Sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji - integracja z systemami IoT2
T-W-11Zasady projektowania wielostandardowych bram IoT.2
T-W-12Modelowanie stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT2
T-W-13Problematyka zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych.2
T-W-14Bezprzewodowe sieci samorekonfigurowalne. Zaliczenie wykładów.3
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach15
15
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1uczestnictwo w zajęciach15
A-P-2Samodzielna realizacja zadania projektowego15
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach30
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięTI_2A_D09-ST_W01Student posiada wiedzę z zakresu topologii i klasyfikacji bezprzewodowych sieci IoT. Zna metody rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej WiFi oraz Bluetooth. Zna mechanizm ARQ oraz protokoły wielodostępu. Posiada wiedzę z zakresu wyznaczania stopy błędów oraz ich detekcji i korekcji. Zna metody uwierzytelniania oraz szyfrowania strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówTI_2A_W07Ma zaawansowaną wiedzę w zakresie zastosowań usług teleinformatycznych w wybranych dziedzinach techniki, w szczególności w automatyce, robotyce i elektrotechnice.
TI_2A_W09Zna zaawansowane metody modelowania i symulacji systemów technicznych z użyciem odpowiednich narzędzi informatycznych.
TI_2A_W01Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu wybranych metod matematycznych i zna narzędzia informatyczne niezbędne do jej praktycznego wykorzystania w systemach przemysłowych, elektronicznych i informatycznych.
Cel przedmiotuC-1Opanowanie wiedzy z zakresu topologii i klasyfikacji bezprzewodowych sieci IoT oraz metod rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej WiFi i Bluetooth. Opanowanie wiedzy dotyczącej mechanizmu ARQ oraz protokołów wielodostępu. Opanowanie wiedzy z zakresu wyznaczania stopy błędów w transmisji bezprzewodowej oraz detekcji i korekcji błędów. Opanowanie wiedzy dotyczącej metod uwierzytelniania oraz szyfrowania strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT.
Treści programoweT-W-5Omówienie protokołu IEEE 802.15.1. Struktura ramki, adresacja, klasy mocy, wersje standardu i przepustowość. Bluetooth Low energy (BLE) v.4.0-2 oraz v.5.0 dla urządzeń IoT (wearables).
T-W-6Przyczyny oraz wpływ błędów transmisji na dane. Poziom błędów w transmisji bezprzewodowej: bit error rate (BER), packet error rate (PER). Pomiar oraz obliczanie BER dla transmisji nadmiarowej. Wyznaczanie czasu testowego w określaniu poziomu BER dla rónych przepustowości.
T-W-8Uwierzytelnianie oraz szyfrowanie strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT. Protokoły WEP, WPA, standard IEEE 802.1X. Metody odzyskiwania klucza w protokole WEP.
T-W-4Mechanizm automatycznego powtarzania żądań ARQ. Transmisja dwukierunkowa. Bezprzewodowe sieci pakietowe. Protokoły wielodostępu: ALOHA, Slotted ALOHA, CSMA. Dobór właściwej metody dostępu do kanału radiowego w zależności od zastosowanego systemu IoT.
T-W-3Wybrane aspekty warstwy fizycznej dla bezprzewodowych sieci IoT. Zastosowanie metod rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej Bluetooth oraz WiFi: Frequency Hoping (FH), Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS).
T-W-7Detekcja i korekta błędów powstałych w wyniku zakłóceń przy pomocy kodów forward error correction (FEC). Zastosowanie kodu Hamminga. Sumy kontrolne, CRC.
T-W-1Klasyfikacja i topologie sieci bezprzewodowych. Różnice pomiędzy sieciami przewodowymi i bezprzewodowymi. Przyczyny i cele stosowania sieci bezprzewodowych w IoT.
T-W-2Zakresy częstotliwości, przepustowość, zajętość pasma dla pojedynczego kanału. Schemat łącza bezprzewodowego w urządzeniach IoT. Podstawowe metody przesyłania sygnału bezprzewodowego (TDMA, FDMA, CDMA).
Metody nauczaniaM-1pokaz
M-3wykład informacyjny
M-4wykład problemowy
M-5dyskusja dydaktyczna
Sposób ocenyS-6Ocena podsumowująca: test zaliczający wykład
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
5,0Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięTI_2A_D09-ST_W02Student posiada wiedzę z zakresu zapewniania określonego poziomu usług w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT, również z zakresu sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji. Zna zasady projektowania wielostandardowych bram IoT oraz modelowanie stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT. Zna problematykę zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych oraz posiada wiedzę na temat bezprzewodowych sieci samorekonfigurowalnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówTI_2A_W07Ma zaawansowaną wiedzę w zakresie zastosowań usług teleinformatycznych w wybranych dziedzinach techniki, w szczególności w automatyce, robotyce i elektrotechnice.
TI_2A_W09Zna zaawansowane metody modelowania i symulacji systemów technicznych z użyciem odpowiednich narzędzi informatycznych.
Cel przedmiotuC-2Opanowanie wiedzy z zakresu zapewniania określonego poziomu usług w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT, jak również z zakresu sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji. Opanowanie zasad projektowania wielostandardowych bram IoT oraz modelowania stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT. Opanowanie wiedzy z zakresu problematyki zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych oraz wiedzy dotyczącej bezprzewodowych sieci samorekonfigurowalnych.
Treści programoweT-W-11Zasady projektowania wielostandardowych bram IoT.
T-W-10Sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji - integracja z systemami IoT
T-W-9Zapewnianie określonego poziomu usług (QoS) w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT.
T-W-14Bezprzewodowe sieci samorekonfigurowalne. Zaliczenie wykładów.
T-W-12Modelowanie stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT
T-W-13Problematyka zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych.
Metody nauczaniaM-1pokaz
M-3wykład informacyjny
M-4wykład problemowy
M-5dyskusja dydaktyczna
Sposób ocenyS-6Ocena podsumowująca: test zaliczający wykład
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
5,0Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięTI_2A_D09-ST_U01Student potrafi przechwycić i przeprowadzić analizę ramek w standardzie IEEE 802.11. Potrafi skonfigurować różne metody szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych. Potrafi wykonać pomiar oraz wyznaczyć stopę błędów (BER) w sieci bezprzewodowej dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego. Potrafi zaimplementować prosty mechanizm detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówTI_2A_U02Potrafi, wykorzystując właściwe metody i narzędzia informatyczne, przetwarzać sygnały oraz dane celem wydobycia z nich pożądanych informacji.
TI_2A_U12Umie dokonać analizy i syntezy złożonych systemów teleinformatycznych, potrafi ocenić przydatność nowych rozwiązań w tych systemach.
TI_2A_U13Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł, także w języku angielskim; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie.
Cel przedmiotuC-3Ukształtowanie umiejętności z zakresu przechwytywania i analizy ramek w standardzie IEEE 802.11, jak również umiejętności dotyczących konfiguracji różnych metod szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych IoT. Ukształtowanie umiejętności wykonywania pomiarów oraz wyznaczania stopy błędów (BER) w sieciach bezprzewodowych IoT dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego. Ukształtowanie umiejętności implementacji prostego mechanizmu detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.
Treści programoweT-P-1Realizacja projektu z tematyki przedmiotu
T-L-1Przechwytywanie i analiza ramek w standardzie IEEE 802.11.
T-L-2Konfiguracja i analiza działania różnych metod szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych (WEP, WPA).
T-L-3Pomiar oraz wyznaczanie stopy błędów (BER) w sieci bezprzewodowej dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego.
T-L-4Implementacja mechanizmu detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.
T-L-9Zaliczenie zajęć laboratoryjnych.
Metody nauczaniaM-1pokaz
M-2ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: ocena testu
S-2Ocena formująca: ocena sprawozdań
S-3Ocena formująca: aktywność na zajęciach laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
5,0Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięTI_2A_D09-ST_U02Student potrafi przeprowadzić symulację działania protokołów wielodostępu ALOHA oraz CSMA, a także wyznaczyć przepustowość w zależności od poziomu obciążenia sieci. Potrafi skonfigurować usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego. Potrafi przeprowadzić symulację sieci IoT typu mesh z uwzględnieniem różnych scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT. Potrafi zaimplementować system transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówTI_2A_U02Potrafi, wykorzystując właściwe metody i narzędzia informatyczne, przetwarzać sygnały oraz dane celem wydobycia z nich pożądanych informacji.
TI_2A_U12Umie dokonać analizy i syntezy złożonych systemów teleinformatycznych, potrafi ocenić przydatność nowych rozwiązań w tych systemach.
TI_2A_U13Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł, także w języku angielskim; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie.
Cel przedmiotuC-4Ukształtowanie umiejętności przeprowadzenia symulacji działania protokołów wielodostępu ALOHA i CSMA, a także wyznaczania dostępnej przepustowości w zależności od poziomu obciążenia sieci. Ukształtowanie umiejętności konfiguracji usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego. Ukształtowanie umiejętności przeprowadzenia symulacji sieci IoT typu mesh z uwzględnieniem różnych scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT. Ukształtowanie umiejętności implementacji systemu transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.
Treści programoweT-L-1Przechwytywanie i analiza ramek w standardzie IEEE 802.11.
T-L-6Konfiguracja i testowanie usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego, standard IEEE 802.1X.
T-L-7Projekt i symulacja sieci IoT typu mesh. Testowanie i analiza efektywności działania dla scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT.
T-L-8Implementacja systemu transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.
T-L-5Symulacja działania protokołów wielodostępu ALOHA oraz CSMA. Wyznaczanie dostępnej przepustowości w zależności od poziomu obciążenia sieci.
T-L-9Zaliczenie zajęć laboratoryjnych.
Metody nauczaniaM-1pokaz
M-2ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: ocena testu
S-2Ocena formująca: ocena sprawozdań
S-3Ocena formująca: aktywność na zajęciach laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
3,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,0Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
4,5Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
5,0Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.