Licenciatura | Engenharia de Redes e Segurança Informática
Cibersegurança em IoT
Área Científica
Electrónica e Automação
Duração
Semestral
ECTS
6
Horas de Contacto Teórico Práticas
48h
Objetivos de aprendizagem e a sua compatibilidade com o método de ensino
1. Compreender e explicar os conceitos, componentes, ligações e processamento na Internet das Coisas (Internet of Things – IoT);
2. Descrever o processo de desenvolvimento de uma solução de IoT;
3. Criar protótipos para soluções IoT simples usando componentes eletrónicos e microcontroladores (Arduino);
4. Compreender programas simples em Python e Node. js para automatizar o comportamento de dispositivos IoT e ligá-los a serviços em nuvem através de APIs;
5. Reproduzir pequenos projetos IoT usando Raspberry Pi (SBC) para resolução de problemas reais, com processamento local e comunicação com serviços na Internet;
6. Ser capaz de descrever os principais mecanismos de comunicação M2M para IoT (CoAP, MQTT, HTTP), e como um sistema IoT pode distribuir o processamento entre as redes de nevoeiro (fog) e nuvem (cloud);
7. Compreender e aplicar cenários de integração de IoT simples, usando ferramentas próprias (Alexa skills) e/ou serviços externos (ThingsBoard);
8. Compreender e ser capaz de construir sistemas simples que combinem microcontroladores e SBCs.
Conteúdos programáticos
1. Introdução à IoT (Internet of Things):
1.1. Componentes IoT;
1.2. Sistemas IoT aplicados a situações reais;
1.3. Interligação de componentes IoT;
1.4. Circuitos eletrónicos simples usando Breadboard;
1.5. Sensores e Atuadores.
2. Microcontroladores e sistemas embebidos:
2.1. Utilização prática do Arduino;
2.2. Portos de entrada e saída (GPIO);
2.3. Programação usando Sketchs.
3. Computadores em placa única (SBCs):
3.1. Arquitetura e componentes;
3.2. Sistemas operativos de SBC (utilização prática do Raspbian);
3.3. Sistema de desenvolvimento do Raspberry Pi;
3.4. Utilização de código em Python.
4. Comunicação em IoT:
4.1. Comunicação em redes de dispositivos / redes de sensores;
4.2. Comunicação com a Internet;
4.3. Redes de Nevoeiro (Fog Networks) e Serviços em Nuvem (Cloud Services);
4.4. Exemplos práticos usando APIs RESTful e o protocolo MQTT para integração de dispositivos IoT.
5. Ecossistemas e integração de dispositivos IoT:
5.1. Plataformas de Integração (uso prático de ThingsBoard).
Demonstração da coerência dos conteúdos programáticos com os objetivos de aprendizagem da unidade curricular.
Os objetivos 1 e 2 são alcançados através dos pontos 1.1. a 1.5. do conteúdo programático. Os objetivos 3, 5 e 8 são alcançados através dos pontos 2.1. a 2.3. do conteúdo programático. Os objetivos 4 e 6 são alcançados através dos pontos 4.1. a 4.4. do conteúdo programático. O objetivo 7 é atingido através do ponto 5.1. do conteúdo programático.
Metodologias de ensino e de aprendizagem específicas da unidade curricular articuladas com o modelo pedagógico.
A metodologia utilizada nesta unidade curricular é baseada na utilização e demonstração prática de soluções IoT com python e no desenvolvimento de um projeto final que envolva a criação de um sistema de Internet das Coisas.
Em suma, a metodologia de ensino e aprendizagem encontra-se consubstanciada nos princípios enumerados no modelo pedagógico de ensino do ISTEC Lisboa (Aprendizagem Significativa, Motivação, Orientação, Interação, inclusão e Aprendizagem Centrada no Estudante).
Demonstração da coerência das metodologias de ensino e avaliação com os objetivos de aprendizagem da unidade curricular.
A componente teórico-prática das aulas e o projeto a desenvolver, asseguram que os objetivos definidos para esta unidade curricular, consistem em familiarizar os alunos com a utilização e as respetivas características de um sistema de base de dados relacional. Assim, utilizando metodologias ativas em que o estudante controla a sua aprendizagem e participa diretamente nela, estamos em crer que poderemos atingir os objetivos propostos de uma forma mais eficiente e aprofundada. Dada a especificidade da unidade curricular serão utilizados exemplos reais e atuais que contextualizem os conteúdos programáticos. Deste modo procura-se estimular o trabalho autónomo dos estudantes e desenvolver os seus sentidos e pensamentos críticos sobre as questões que o envolvem, direta ou indiretamente. Com estas metodologias crê-se uma boa execução dos conteúdos programáticos e como consequência a consecução com sucesso dos objetivos da unidade curricular.
Bibliografia
Coelho, Pedro. “Internet das Coisas”. 1ª Edição, FCA – Editora de Informática, 2017.
Cisco Networking Academy, IoT Fundamentals: Connecting Things 2. 0. 1, Cisco Systems, 2018.
S. Monk, “Programming Arduino: getting started with Sketches”, 2nd ed. McGraw-Hill Education, 2016.
Perry Lea (2020). IoT and Edge Computing for Architects: Implementing edge and IoT systems from sensors to clouds with communication systems, analytics, and security, 2nd Edition. Packt. Gary Smart (2020).
Practical Python Programming for IoT: Build advanced IoT projects using a Raspberry Pi 4, MQTT, RESTful APIs, WebSockets, and Python 3. Packt.
Hillar, G. C. (2017) MQTT Essentials – A Lightweight IoT Protocol. Birmingham, England: Packt Publishing.
Pulver, T. (2019) Hands-on internet of things with MQTT: Build connected IoT devices with arduino and MQ telemetry transport (MQTT). Birmingham, England: Packt Publishing.
Schwartz, M. (2016) Internet of things with arduino cookbook. Birmi.
INTERNET:
Acesso a publicações da especialidade, gratuitamente, através da rede SPRINGER:
https://link.springer.com/