Insegnamenti

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Docente
EMANUELE BODANO (Tit.)
ANDREA MORELLI
ANTONIO SOLINAS
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
INGLESE 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/83]  INGEGNERIA ELETTRONICA [83/15 - Ord. 2018]  EMBEDDED ELECTRONICS 5 50

Obiettivi

Conoscenza e capacità di comprensione: approfondire la conoscenza dei sistemi cyber-fisici, ossia dei sistemi ibridi artificiali e naturali, e capacità di comprendere le implicazioni di specifche scelte progettuali.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate: capacità di individuare i meccanismi di funzionamento di un'architettura hardware che implementa un sistema ibrido artificiale e naturale ai fini di una progettazione efficiente.
Autonomia di giudizio: sviluppare la capacità di utilizzare criticamente e sinergicamente vari strumenti di analisi e progettazione e software di sviluppo.
Abilità comunicative: capacità di esprimersi in linguaggio tecnico
Capacità di apprendere: capacità di leggere datsheet, application note e documentazione tecnica per lo sviluppo di sistemi ibridi cyber-fisici.

Prerequisiti

Sistemi a microcontrollore, sistemi embedded, tecniche di accesso wireless.

Contenuti

Il corso è suddiviso in tre principali argomenti che coprono i tre aspetti fondamentali di un cyber-physical system: software embedded, piattaforma hardware e sistemi di comunicazione.

INTRODUZIONE
Principi, livelli e discipline di progettazione di CPSA
- Definizione, evoluzione, requisiti;
- Casi studio:
industria 4.0;
guida autonoma;
internet delle cose;
agricoltura di precisione;
medicina personalizzata;
energia intelligente;

SOFTWARE EMBEDDED
Prototipazione dispositivi e software embedded (5 ore)
- Protocolli di comunicazione "offline" : SPI, I2C, CAN, e altri
- Esempi in C/C++
- Esercitazione con scheda a microcontrollore (le porto io ma costano 10 eur/uno quindi i ragazzi se la possono comprare)
Prototipazione componenti online (7 ore)
- Protocolli di comunicazione "online" : REST, MQTT, CoAP, LWM2M etc
- Esempi in C/C++
- Esercitazione con servizi "cloud" : Broker Mosquitto in locale e online, Thingsboard, Thingspeak, Thinger

PIATTAFORME HARDWARE
Partizionamento del sistema e parti
Sicurezza ISO26262
Sistemi di alimentazione:
- considerazione di sistema;
- architetture e progettazione;

Sensori nei sistemi automobilistici:
- panoramica dei diversi tipi di sensori;
- analisi più approfondita dell'accelerometro;
- principali circuiti elettronici all'interno di un sensore;

SVILUPPO INDUSTRIALE DI SOLUZIONI IoT

Prototipazione di uno scenario di distribuzione industriale completo che integra sensori remoti e applicazione cloud mediante la connettività IoT che combina funzionalità di gestione dei dispositivi, gestione della connettività e abilitazione delle applicazioni.

Lo sviluppo sarà basato su una piattaforma IoT proprietaria, inclusi driver di dispositivo predefiniti, strumenti di gestione della connettività e connettori delle applicazioni.

Il framework dell'applicazione include un set completo di API programmabili in linguaggio C, che consente l'accesso a modem, hardware, periferiche, sistema operativo e altri servizi garantendo facilità e l'integrazione di librerie di terze parti, stack di protocolli e periferiche.

Metodi Didattici

Lezioni frontali (15 ore) ed esercitazioni pratiche (35 ore). Anche la lezione frontale è da considerarsi partecipata e viene svolta in modo interattiva stimolando gli studenti a proporre soluzioni e idee.

Verifica dell'apprendimento

La valutazione dello studente prevede lo sviluppo di un piccolo progetto, che per gli studenti che seguono le lezioni verrà parzialmente sviluppato durante le ore di esercitazione.
Lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di sviluppare un semplice sistema ibrido cyber-fisico attraverso la concezione dello schema a blocchi, lo sviluppo dei singoli blocchi, la loro simulazione e implementazione su una piattaforma hardware/software.
Il punteggio della prova d'esame è attribuito mediante un voto espresso in trentesimi, determinato per l'80% dalla valutazione del progetto e per il restante 20% dalla sua presentazione. Alla valutazione del progetto contribuiranno l'attiva partecipazione degli studenti alle esercitazioni.
Nella valutazione dell'esame la determinazione del voto finale tiene conto dei seguenti elementi:
1. Capacità di partizionare il problema nelle sue compenenti
2. Capacità di sviluppare i moduli hardware e software richiesti
3. Semplicità e chiarezza del progetto
4. Uso delle piattaforme di sviluppo.

Il soddisfacimento dell'aspetto 1 è condizione necessaria per il raggiungimento di una valutazione pari a 18. I voti superiori a 18 verranno attribuiti agli studenti le cui prove soddisfano tutti e quattro gli aspetti sopra elencati.

Testi

Copia dei lucidi di lezione e materiale fornito dal docente.

Questionario e social

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