1. Цели освоения дисциплины
| 1.1. | Курс посвящен аппаратным и отчасти программным решениям, использующимся для построения беспроводных сетей малой мощности – сети сбора данных, управления, автоматизации. В данной работе предпринята попытка дать обзор современных аппаратных и программных решений для построения беспроводных сетей сбора данных, управления и автоматизации. Цели: формирование у обучающихся базовых знаний о современных технологиях беспроводных сетей; формирование устойчивых знаний по использованию сетевых стеков протоколов для беспроводных сетей; формирование умения собирать, устанавливать и настраивать узлы беспроводных сетей; формирование навыка проектирования системы и развёртывания сервисов и технологий распеределенного сбора данных. |
|---|
2. Место дисциплины в структуре ООП
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.04.ДВ.01 |
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
| ПК-7 | Способен выполнять разработку технических документов, адресованных специалисту по информационным технологиям; |
| ПК-10 | Способен организовывать выполнение и проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области информатики и вычислительной техники, по разработке автоматизированных систем управления технологическими процессами производства; |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | - требования, предъявляемые к проектной работе; методы представления и описания результатов проектной деятельности; критерии и параметры оценки результатов выполнения проекта - принципы построения локальных и глобальных компьютерных сетей, основы Интернет-технологий, типовые процедуры применения проблемно-ориентированных прикладных программных средств в дисциплинах профессионального цикла и профессиональной сфере деятельности. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | - формировать план-график реализации проекта в целом и план контроля его выполнения; организовывает и координирует работу участников проекта; представляет результаты проекта в различных формах - использовать современные информационные и компьютерные технологии, средства коммуникаций, способствующие повышению эффективности научной и образовательной сфер деятельности |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | - навыками осуществления деятельности по управлению проектом на всех этапах его жизненного цикла - передовым отечественным и зарубежным опытом при проведении исследований, проектировании, организации технологических процессов и эксплуатации инфокоммуникационных систем, сетей и устройств и /или их составляющих |
4. Структура и содержание дисциплины
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Сферы применения беспроводных сетей с низким энергопотреблением | ||||||
| 1.1. | Сферы применения беспроводных сетей с низким энергопотреблением | Сам. работа | 8 | 3 | ПК-7 | Л1.2, Л1.1 |
| 1.2. | Сферы применения беспроводных сетей с низким энергопотреблением | Лекции | 8 | 2 | ПК-7 | Л1.2, Л1.3 |
| 1.3. | Прикладные аспекты практической реализации беспроводных узлов | Лекции | 8 | 2 | ПК-7, ПК-10 | Л1.1 |
| 1.4. | Дальность связи. Энергопотребление Выбор частотного диапазона. Особенности аппаратной часты беспроводных систем. | Сам. работа | 8 | 8 | ПК-7 | Л1.2, Л1.1 |
| 1.5. | Антенны. Рекомендации по топологии печатной платы Оценка времени и ресурсов на разработку. Жизненный цикл разработки беспроводных систем. | Сам. работа | 8 | 8 | ПК-7 | Л1.2, Л1.1 |
| Раздел 2. Популярные и перспективные стандарты и протоколы беспроводных сенсорных сетей | ||||||
| 2.1. | Сети ZigBee. Профили ZigBee, стандарт ZigBee Light Link. | Лекции | 8 | 4 | ПК-10 | Л1.1 |
| 2.2. | Профили ZigBee, доступное программное обеспечение | Сам. работа | 8 | 8 | ПК-10 | Л1.2, Л1.3 |
| 2.3. | Установка и настройка инструментального окружения | Лабораторные | 8 | 4 | ПК-10 | Л1.2, Л1.1 |
| 2.4. | Развертывание и тестирование сетей простейшей автоматики на базе сетевого ZigBee-процессора | Лабораторные | 8 | 8 | ПК-10 | Л1.2, Л1.1 |
| 2.5. | 6LoWPAN. Thread | Лекции | 8 | 4 | ПК-7 | Л1.2 |
| 2.6. | Запуск и основы работы с сетями OpenThread | Лабораторные | 8 | 4 | ПК-10 | Л1.2, Л1.1 |
| 2.7. | Беспроводной стандарт Bluetooth Low Energy (BLE). | Лекции | 8 | 6 | ПК-7 | Л1.1 |
| 2.8. | Работа с узлами BLE | Лабораторные | 8 | 8 | ПК-10 | Л1.2, Л1.3 |
| 2.9. | Локальное позиционирование узлов по методу ToF | Лабораторные | 8 | 4 | ПК-10 | Л1.1 |
| 2.10. | Работа с внешними датчиками | Лабораторные | 8 | 4 | ПК-10 | Л1.2 |
| 2.11. | Развертывание mesh-сети стандарта BLE | Лабораторные | 8 | 4 | ПК-10 | Л1.2, Л1.1 |
| 2.12. | Стандарт LoRA | Лекции | 8 | 4 | ПК-10 | Л1.1, Л1.3 |
| 2.13. | Сравнение программных и аппаратные решений стандарта LoRa, представленных на рынке | Сам. работа | 8 | 8 | ПК-7 | Л1.2 |
| 2.14. | Стандарт Wireless SMBus | Сам. работа | 8 | 10 | ПК-7 | Л1.1 |
| Раздел 3. Примеры аппаратных решений решения для беспроводных сетей различных технологий | ||||||
| 3.1. | Решения Texas Instruments | Лекции | 8 | 4 | ПК-7 | Л1.2 |
| 3.2. | Решения Texas Instruments | Сам. работа | 8 | 12 | Л1.1 | |
| 3.3. | Решения STMicroelectronics | Лекции | 8 | 6 | ПК-7 | Л1.2, Л1.3 |
| 3.4. | Решения STMicroelectronics | Сам. работа | 8 | 12 | Л1.1 | |
| 3.5. | Трансиверы и сетевые процессоры | Лекции | 8 | 4 | ПК-7 | Л1.2 |
| 3.6. | Трансиверы и сетевые процессоры | Сам. работа | 8 | 12 | Л1.1 | |
| Раздел 4. Аттестация | ||||||
| 4.1. | Экзамен | 8 | 27 | Л1.2, Л1.1, Л1.3 | ||
5. Фонд оценочных средств
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Фонд оценочных средств представлен в Приложени. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Не предусмотрено. |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Фонд оценочных средств представлен в Приложени. |
| Приложения |
6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Дибров М.В. | СЕТИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ. МАРШРУТИЗАЦИЯ В IP-СЕТЯХ В 2 Ч. ЧАСТЬ 2: Учебник и практикум для вузов | М.: Издательство Юрайт, 2018 // ЭБС «Юрайт» | urait.ru |
| Л1.2 | Дибров М.В. | СЕТИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ. МАРШРУТИЗАЦИЯ В IP-СЕТЯХ В 2 Ч. ЧАСТЬ 1: Учебник и практикум для вузов | М.: Издательство Юрайт, 2018 // ЭБС «Юрайт» | urait.ru |
| Л1.3 | Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. | Вычислительные машины, сети и телекоммуникационные системы : учебно-методический комплекс: | Москва : Евразийский открытый институт, 2009 // ЭБС | biblioclub.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Курс на образовательном портале | portal.edu.asu.ru | ||
| Э2 | Курс на образовательном портале | portal.edu.asu.ru | ||
| Э3 | Российская государственная библиотека. | www.rsl.ru | ||
| Э4 | Государственная публичная научно-техническая библиотека. | www.gpntb.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Mozila FireFox (https://www.mozilla.org/en-US/about/legal/eula/), бессрочно 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), бессрочно GIMP (https://docs.gimp.org/2.8/ru/), бессрочно DjVu reader (http://djvureader.org/), бессрочно Python c расширениями PIL, Py OpenGL (https://docs.python.org/3/license.html), бессрочно Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 49464762 от 14.12.2011), бессрочно Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 60674416 от 17.07.2012), бессрочноMicrosoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| Профессиональная база данных: электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); Профессиональная база данных: научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru) | ||||
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| 208К | лаборатория метрологии и электроники - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 15 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доски меловые 1шт.; учебный стол-10 шт.; компьютеры: марка Aquarius модель Cel-2533 - 10 единиц; генератор GFG-8219A – 22 шт.; источник питания АТН-1023 – 25 шт.; микровольтметр ВМС-4; микровольтметр WMS-4; монитор 17"LCD Samsung 793 MB; мультиметр APPA-203 – 3 шт.; мультиметр APPA-207; осциллограф 211; осциллограф АСК-1052 – 8 шт.; осциллограф DS5152M; осциллограф АСК-1021 – 13 шт.;осциллограф-приставка двухканальный АСК-3116; паяльная станция АТР-1121 - 3 шт.; паяльная станция АТР-4302; принтер лазерный HP L J 1100; программное обеспечение АСК-3106-PO; стабилизатор 3218 - 2 шт.; учебный комплекс для проведения лабораторных работ по курсу " Микропроцессорные системы" |
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| 001вК | склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования | Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032 |
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска, мультимедийное оборудование стационарное или переносное) |
8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
| Изучение курса «Моделирование и проектирование беспроводных сетей» предполагает последовательное изучение всех лекций и примеров представленных в разделе «Ресурсы»: изучение материалов лекций; ответы на вопросы по лекциям; прохождение всех итоговых тестов по каждой теме курса; изучение материалов курса. Рекомендуется лекционный материал изучать в тот же день, когда была лекция или позднее. После освоения всего лекционного материала рекомендуется изучить ещё раз все материалы представленные в курсе. После этого преступить к выполнению итоговых тестов по курсу. Зачёт/экзамен проходит в виде лабораторного занятия на котором студент получает билет в котором представлен два вопроса по теории и два практических задания, которые нужно реализовать. |