Schwerpunkt: "Internet der Dinge"

Diese Lehrveranstaltung wendet sich an Studenten, welche in ihrem zukünftiges Berufsleben für den Umgang mit innovativen Anwendungen der Eelektrotechnik und Informationstechnologie gewappnet sein wollen.Anliegen der Lehrveranstaltung ist es, für den Trend zur Digitalisierung sowohl das erforderliche theoretische Rüstzeug als auch praktische Fertigkeiten zu vermitteln. Diese Lehrveranstaltung wird in Form einer Fortsetzungsreihe mit wechselnden Schwerpunkten geboten.

Erläuterung zum Inhalt:

Diese Lehrverranstaltung nimmt engen Bezug zu den im Curriculum verankerten WPF-Veranstaltungen Advanced Network Administration, Schaltungsdesig, Systemintegration und Schnittstellenprogrammierung. Es besteht die Möglichkeit, in einem vertiefenden Praktikum zur Schnittstellenprogrammierung in Form einer Projektbearbeitung eine  weitere Note und Creditpoints zu erwerben.

Inhalte

  1.  Einführung mit Bezug auf die im Curriculum enthaltenen Fächer und fachübergreifende Inhalte des IoT
    • Das Wesen des IoT und Umfang der Adressierungsaufgaben
    • Bestandteil von Advanced Network Administration
    • Bezug zu Systemintegration, Schnittstellenprogrammierung und dem Schaltungsdesign
  2. Wahl Betriebssystem, Serverrollen und Features
    • Gegenüberstellung Windows, Linux, MacOS
    • Alleinstellungsmerkmale von Windows
    • Neuerungen von W2k16 und Raspberry gegenüber früheren Server-Varianten
  3. TCP/IP-Adressierung v.4 und v.6
    • Grundsätze der Adressierung bezüglich MAC und IP-Adressen
    • IP-Klassen und Classless-Inter-Domain-Routing
    • Umgang mit TCP/IP v.4- und TCP/IP v.6-Adressen
  4. WEB-und File-Server
    • Vorstellung verschiedener alternativer Varianten
    • Der Internet Information Server
    • Hinweise zur Nutzung des IIS
  5. DNS und DHCP
    • Namensauflösung im Internet (FQDN, Alias, numerische Adresse)
    • DNS-Server-Typen und deren Konfiguration
    • Automatisierte Adressvergabe (DHCP, APIPA)
  6. Arbeit mit Gruppen (Profiles), Active Directory und Cloud
    • Domänenkonzepte und Besonderheiten Arbeit im Cloud
    • Azure Active Directory und Federation Services
    • Nutzung des Docker-Konzepts
  7. Transportprotokolle und Übertragungsformate
    • Nachrichtentransport über TCP: Transportprotokoll HTTP und MQTT
    • Datenübertragungsformate: XML, JSON, MessagePack
    • Web Services: SOAP, REST
  8. Schnittstellen und Bussysteme zu intelligenten Sensoren (elektrische Eigenschaften, Zeitverhalten, Datencodierung)
    • Asynchrone Kommunikation: RS232 und UART
    • Der I²C Bus
    • Single-Wire Kommunikation; Der One-Wire Bus
  9. Funksysteme für das IoT
    • Vorstellung ZigBee, BluetoothLE u.a.
    • Frequenzbänder und Reichweite
    • Energiebedarf und Sendeleistung
  10. Verschlüsselung und Authentifizierung
    • asymmetrische und symmetrische Verschlüsselung
    • HTTP- und TLS-Authentifizierung
    • Public-Key-Infrastruktur: Sicherheit durch Zertifikate
  11. Schaltungstechnische Aspekte von IoT-Komponenten
    • Maßnahmen zur Reduzierung des Strombedarfs
    • Bedeutung und Realisierung von sleep-Varianten
    • Stromversorgung per Harvesting und Akkumulator
  12. Systemkonzepte und Trend zur Digitalisierung
    • Anschluss von Sensoren und Aktoren
    • Funktionsumfang smarter Sensoren
    • Erörterung von Einsatzbeispielen in Smart-Home und AAL

Das wöchentliche Praktikum beinhaltet grundlegende Versuche für Teilnehmer mit gerringern Vorkentnissen und optional einen vertiefenden Teil zur Schnittstellenprogrammierung für Teilnehmer mit Erfahrungen. 

Lehrumfang:

Gesamtstundenzahl 15 x 4 SWS Semesterwochen zuzüglich 6 SWS E-Learning und Selbststudium = 150 h.Die Lehrveranstaltung beinhaltet sowohl Vorlesungen, Seminare als auch Praktika.
Maximal 15 Teilnehmer beliebiger Fachrichtung. 

Abschluss: E-Klausur, Note, 5 ECTS-Punkte.

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