课程大纲

第1节:物联网为何如此重要的业务概述

  • Nest、CISCO及顶级行业的案例研究。
  • 北美物联网的发展速度及他们如何围绕物联网调整未来的商业模式和运营。
  • 广泛的应用领域。
  • 2020年的智能工厂。
  • 工业互联网。
  • 机器的预测性和预防性维护。
  • 跟踪机器的利用率和生产率。
  • 制造厂的能源和成本优化。
  • 物联网的业务规则生成。
  • 大数据的3层架构——物理层(传感器)、通信层和数据智能层。

第2节:物联网简介:传感器的一切

  • 传感器的基本功能和架构——传感器主体、传感器机制、传感器校准、传感器维护、成本和定价结构、传统与现代传感器网络——关于传感器的所有基础知识。
  • 传感器电子技术的发展——物联网与传统,开源与传统PCB设计风格。
  • 传感器通信协议的发展——从历史到现代。从Modbus、继电器、HART等传统协议到现代Zigbee、Zwave、X10、蓝牙、ANT等。
  • 传感器部署的业务驱动因素——FDA/EPA法规、欺诈/篡改检测、监督、质量控制和流程管理。
  • 不同的校准技术——手动、自动化、现场、一级和二级校准——及其在物联网中的影响。
  • 传感器的供电选项——电池、太阳能、无线电力、移动和PoE。
  • 单硅和其他传感器(如温度、压力、振动、磁场、功率因数等)的实践培训。

演示:从温度传感器记录数据

第3节:M2M通信基础:传感器网络和无线协议

  • 什么是传感器网络?什么是自组织网络?
  • 无线与有线网络。
  • WiFi——802.11系列:从N到S——标准应用及常见供应商。
  • Zigbee和Zwave——低功耗网状网络的优势。长距离Zigbee。不同Zigbee芯片的介绍。
  • 蓝牙/BLE:低功耗与高功耗,检测速度,BLE的类别。蓝牙供应商的介绍及其评价。
  • 使用BLE创建Piconet等无线协议的网络。
  • BLE和Zigbee的协议栈和数据包结构。
  • 其他长距离RF通信链路。
  • LOS与NLOS链路。
  • 容量和吞吐量计算。
  • 无线协议的应用问题——功耗、可靠性、PER、QoS、LOS。
  • 使用LPWAN的广域网部署传感器网络。比较各种新兴协议,如LoRaWAN、NB-IoT等。
  • 传感器网络的实践培训。

演示:使用BLE控制设备

第4节:电子平台、生产和成本预测的回顾

  • PCB vs FPGA vs ASIC设计——如何做出决策。
  • 原型电子与生产电子。
  • IoT的QA认证——CE/CSA/UL/IEC/RoHS/IP65:这些是什么,何时需要?
  • 多层PCB设计的基本介绍及其工作流程。
  • 电子可靠性——FIT和早期死亡率的基本概念。
  • 环境和可靠性测试——基本概念。
  • 基本开源平台:Arduino、Raspberry Pi、Beaglebone,何时需要?

第5节:制造业IIoT的硬件/协议元素

  • 当前技术现状及市场现有技术的回顾。
  • PLC——架构。
  • PLC数据的云集成。
  • PLC数据的可视化。
  • 数字孪生。
  • PLC协议(Modbus、Field bus、Profibus)及其与云的集成。
  • 工业网关的概念。

第6节:物联网移动应用平台简介

  • 物联网移动应用的协议栈。
  • 移动与服务器集成——需要注意的因素。
  • 可以在移动应用层面引入哪些智能层?
  • iBeacon在iOS中的应用。
  • Windows Azure。
  • Amazon AWS-IoT。
  • 移动应用的Web接口(REST/WebSockets)。
  • 物联网应用层协议(MQTT/CoAP)。
  • 物联网中间件的安全性——密钥、令牌和随机密码生成,用于网关设备的认证。

演示:用于跟踪物联网垃圾桶的移动应用

第7节:智能IIoT的机器学习

  • 机器学习简介。
  • 学习分类技术。
  • 贝叶斯预测——准备训练文件。
  • 支持向量机。
  • 预测机器故障——振动分析。
  • 电流特征分析。
  • 时间序列数据及预测。

演示:使用KNN算法进行回归分析

演示:基于SVM的图像和视频分类

第8节:IIoT的分析引擎

  • 洞察分析。
  • 可视化分析。
  • 结构化预测分析。
  • 非结构化预测分析。
  • 推荐引擎。
  • 模式检测。
  • 工厂电气故障的根本原因分析。
  • 机器故障的根本原因。
  • 制造业的物流供应链分析。

第9节:物联网实施中的安全性

  • 为什么安全性对物联网至关重要。
  • 物联网层中的安全漏洞机制。
  • 隐私增强技术。
  • 网络安全基础。
  • 物联网数据的加密和密码学实现。
  • 可用平台的安全标准。
  • 欧洲物联网平台的安全立法。
  • 安全启动。
  • 设备认证。
  • 防火墙和入侵防御系统(IPS)。
  • 更新和补丁。

第10节:物联网云的数据库实现

  • SQL vs NoSQL——哪种更适合您的物联网应用。
  • 开源与许可数据库。
  • 可用的M2M云平台。
  • Cassandra——时间序列数据。
  • Mongo-DB。
  • 西门子MindSphere。
  • GE Predix。
  • IBM BlueMix。
  • AWS IoT。

第11节:制造业中的一些常见IIoT系统

  • 制造业中的能源优化。
  • 振动分析以构建预测性维护。
  • 电能质量分析以构建预防性维护。
  • 物流供应链的推荐系统。
  • 工业安全的IIoT系统。
  • 资产识别的IIoT系统。
  • 制造厂公用设施(冷水机、空压机、HVAC)的IIoT系统。

演示:零售、运输和物流的物联网用例

第12节:物联网中的大数据

  • 大数据的4V——体量、速度、多样性和真实性。
  • 为什么大数据在物联网中很重要。
  • 物联网中的大数据与传统数据。
  • Hadoop在物联网中的应用——何时及为什么?
  • 图像、地理空间和视频数据的存储技术。
  • 分布式数据库——以Cassandra为例。
  • 物联网的并行计算基础。
  • 微服务架构。

演示:Apache Spark

要求

基本了解业务运营、设备、电子系统和数据系统。

基本了解软件和系统。

基本了解统计学(Excel水平)。

 21 小时

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