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IC212 (Mineure IA & Cyberphysique)

Réseaux sans fil & Internet des Objets

Programmation détaillée 2020-21

Professeurs : Benoît Geller, Tarak Arbi, Thomas Watteyne, Dominique Barthel, Quentin Lampin


Objectifs :

    Les réseaux informatiques sans fil ont changé en profondeur l’organisation de notre société au cours des deux dernières décennies. C’est pourtant un changement encore plus radical qui se prépare avec l’internet des objets (Internet of Things, IoT) afin de créer une ambiance dite intelligente pour nous accompagner en toute situation. Immeubles connectés, routes et véhicules autonomes, contrôle de l’environnement et bio-diversité, agriculture de précision, soins médicaux, ville intelligente, industrie 4.0, monde de la défense, grandes chaînes de distribution : tous les domaines semblent touchés par le phénomène, et les analystes prédisent que de 3 milliards de personnes connectées, on devrait passer à 30 voire 100 milliards d’objets connectés d’ici 5 à 10 ans.
 
    Cette révolution numérique se produira grâce à l’omniprésence de nœuds à faible ressources (micro-controleur, capteurs et radio à faible débit) qui tirent toute leur puissance de leur nombre et de leur faculté à communiquer, de façon similaire à une colonie de fourmis. Ceci permet à ces réseaux de cartographier en espace et en temps l'ensemble de notre environnement physique, et ainsi de repousser les limites du monde numérique bien au-delà de la frontière traditionnelle des écrans de nos ordinateurs et autres smartphones.
 
    Tous les grands défis des réseaux informatiques doivent être relevés : sécurité, énergie, changement d’échelle, faibles ressources calculatoires. En particulier, les réseaux doivent nativement savoir s’auto-organiser de façon ad-hoc et se reconfigurer pour faire face aux changements de topologie dus à la mortalité des nœuds abandonnés, chacun de ces nœuds étant limité par son faible coût et par l’énergie finie de sa batterie.
 
    Tous ces challenges seront analysés pendant le cours, depuis les principes théoriques jusqu’à la standardisation. Les cours comporteront une partie expérimentale forte : les étudiants pourront développer leur projet autour de l’IoT, depuis les nœuds contraints jusqu’au back-end.

    The Internet of Things (IoT) is developing at such a tremendous pace that it is easy to get lost in the soup of product announcements, press releases and technologies. This course provides you with a very detailed introduction to the IoT, what it is, what it is not, what are the challenges and what are the solutions that exist today. We will put a particular on talking about what the IoT “really” is, building up all the material presented from real-world use cases, both from exploratory academic experiments and real-world commercial (and critical) applications. All of these examples will be taken from the personal experience of the instructors.

    To keep it real, a lot of focus is given on hands-on work. IoT technology is deeply embedded, and touches upon very technologies, including low-power electronics and wireless. There is no better way of learning about the IoT than trying it for real. In lockstep with the “theory” seen through slideware, you will all be playing with state-of-the-art technology. Specifically, we will be using the market leading IoT technology used in industrial application, called SmartMesh, by Analog Devices. A SmartMesh IoT network offers over 99.999% end-to-end requires, with each device consuming less than 50 μA. Each of you will receive a set of SmartMesh devices for you to take home and apply to a real-world use case. Throughout the hands-on labs, you will be able to build a low-power wireless network, attach sensors to it, deploy it at home, and connect it to the Internet. The module will end with a project in which we will all be building one large sensor-to-cloud solution.

    This course will be fun. The instructors are super enthusiastic IoT professionals who are driven to teach you the ropes and build something together. This course will be fulfilling because it allows you to put many different things you have used to good use: embedded systems, electronics, networking, web programming, etc. This course will be nice challenging in that the entire class will work together in building a complete solution where each element has to work together.


Mode d'évaluation :
  • Contrôle continu, par des questions courtes posées au cours de chaque séance
  • Une note de projet individuel présenté à la dernière séance.

  CRÉNEAU  
  DESCRIPTIF DE LA SÉANCE
INTERVENANT(E) RESSOURCES
Mardi 23/3 9:00--12:15
  • PHY: coding, modulation, Multiple Access
Tarak Arbi
Jeudi 25/3  9:00--12:15
  • Lab1: Physical layer
Tarak Arbi
Mardi 30/3 9:00--12:15
  • Wireless & IoT
Tarak Arbi
Jeudi 1/4 9:00--12:15
  • Lab2: Wireless & IoT
Tarak Arbi
Vendredi 2/4 9:00--12:15
  • Use cases
Thomas Watteyne
Mardi 6/4 9:00--12:15
  • Low-power Techniques
Tarak Arbi

Vendredi 9/4 9:00--12:15
  • Lab3: Networks
Thomas Watteyne
Mardi 13/4 9:00--12:15
  • Lab4: Sensor Integration
Thomas Watteyne
Vendredi 16/4  9:00--12:15
  • Hardware
Dominique Barthel
Mardi 27/4 9:00--12:15
  • MAC & Routing
Quentin Lampin
Vendredi 30/4 9:00--12:15
  • Lab5: Back-end
Thomas Watteyne
Mardi 4/5 9:00--12:15
  • Standardization
Thomas Watteyne
Vendredi 7/5 9:00--12:15
  • Project
Thomas Watteyne
Mardi 11/5 9:00--12:15
  • Final Presentation
Thomas Watteyne


About the instructors: