Προτεινόμενη Διπλωματική εργασία Προπτυχιακού προγράμματος Σπουδών
Ο στόχος της διπλωματικής είναι να διερευνήσει και να αξιολογήσει την εγκατάσταση, χρήση και λειτουργία κατάλληλων ΙοΤ πλατφορμών λογισμικού που επιτρέπουν τη γρήγορη ανάπτυξη ΙοΤ εφαρμογών και να εξετάσει μέσα από μια πειραματική δοκιμασία πώς τέτοιες πλατφόρμες μπορούν να αξιοποιηθούν στην εκπαιδευτική διαδικασία και πιο συγκεκριμένα σε προγράμματα σπουδών σχετικά με τον Διάχυτο Υπολογισμό και το Διαδίκτυο των Αντικειμένων.
Μια πλατφόρμα λογισμικού για την ανάπτυξη ΙοΤ εφαρμογών προσφέρει διάφορα εργαλεία για την διαχείριση των εφαρμογών και των δεδομένων που συλλέγονται. Στα βασικά χαρακτηριστικά μιας τέτοιας πλατφόρμας περιλαμβάνονται: α) η εύκολη σύνδεση συσκευών ή και η εξομοίωση των πραγματικών συσκευών στον ψηφιακό κόσμο, β) η γρήγορη ανάπτυξη εφαρμογών (rapid prototyping), γ) η υποστήριξη βασικών λειτουργιών διαχείρισης δεδομένων: συλλογή, αποθήκευση, ανάλυση (με αξιοποίηση τεχνικών ΑΙ & μηχανικής μάθησης) και οπτικοποίηση (π.χ. δημιουργία Dashboards). Συνήθως κάθε πλατφόρμα υιοθετεί ένα συγκεκριμένο μοντέλο ανάπτυξης το οποίο μπορεί να περιγράφει μια συλλογή από οντότητες που αντιπροσωπεύουν τις συνδεδεμένες συσκευές, την επιχειρησιακή λογική αλλά και την ίδια την εφαρμογή. Μια πλατφόρμα με χαρακτηριστικά όπως τα παραπάνω είναι η πλατφόρμα ThingWorx (https://www.ptc.com/en/products/iiot/thingworx-platform). Η ανάπτυξη εφαρμογών με την πλατφόρμα ThingWorx γίνεται με μια αντικειμενοστρεφή προσέγγιση σύμφωνη με αρχές όπως η κελυφοποίηση και η κληρονομικότητα σε συνδυασμό με μια λογική ενεργοποίησης δράσεων οδηγούμενη από γεγονότα (event-driven programming). Άλλο ένα παράδειγμα είναι η πλατφόρμα ανοικτού κώδικα ThingSpeak (https://thingspeak.com/). Η πλατφόρμα ThingSpeak επιτρέπει τη συλλογή δεδομένων μέσω ενός μοντέλου "καναλιών" και την αποθήκευσή τους σε περιβάλλον cloud. Παρέχει επίσης εργαλεία τα οποία σε συνδυασμό με το Matlab υποστηρίζουν την ανάλυση και την απεικόνιση των δεδομένων.
Στο πλαίσιο της εργασίας:
α) θα γίνει μελέτη και ανάλυση των δυνατοτήτων αλλά και των προκλήσεων των ΙοΤ πλατφορμών λογισμικού στο πλαίσιο της υποστήριξης της διαδικασίας ανάπτυξης ΙοΤ εφαρμογών και θα καταγραφούν τα κριτήρια που πρέπει να ικανοποιούν πλατφόρμες κατάλληλες για αξιοποίηση στην εκπαιδευτική διαδικασία σε προγράμματα σπουδών σχετικά με τον Διάχυτο Υπολογισμό και το Διαδίκτυο των Αντικειμένων.
β) από την πληθώρα των διαθέσιμων ΙοΤ πλατφορμών (μια ενδεικτική λίστα παρέχεται ως Παράρτημα του παρόντος) θα επιλεγεί ένα υποσύνολο 3-5 πλατφορμών, σύμφωνα με τα κριτήρια του βήματος α), ώστε να αξιολογηθούν σε μια πειραματική δοκιμασία.
γ) θα σχεδιασθεί και θα υλοποιηθεί μια πειραματική δοκιμασία που θα περιλαμβάνει i) τον ορισμό των προδιαγραφών αντιπροσωπευτικών εφαρμογών ΙοΤ (π.χ. αυτοματισμοί στο περιβάλλον ενός έξυπνου σπιτιού) και ii) το σχεδιασμό και την υλοποίηση των εφαρμογών ΙοΤ με τη χρήση των πλατφορμών που θα επιλεγούν στο βήμα β). Για τις ανάγκες της πειραματικής δοκιμασίας θα αναπτυχθεί ένας εξομοιωτής για την παραγωγή δεδομένων για τους διάφορους αισθητήρες που θα περιλαμβάνονται στις προδιαγραφές των εφαρμογών ΙοΤ.
δ) θα καταγραφούν υπό τη μορφή συζήτησης τα συμπεράσματα που προέκυψαν, τα lessons leant και οι προτάσεις θεμάτων για μελλοντική εξέλιξη.
Συστήματα Διάχυτου Υπολογισμού
Γνώση Αγγλικής γλώσσας
Δεξιότητες προγραμματισμού
Čolaković, A., & Hadžialić, M. (2018). Internet of Things (IoT): A review of enabling technologies, challenges, and open research issues. Computer Networks
Ebling, M. R. (2016). Pervasive computing and the Internet of Things. IEEE Pervasive Computing, 15(1), 2-4.
Hejazi, H., Rajab, H., Cinkler, T., & Lengyel, L. (2018, January). Survey of platforms for massive IoT. In 2018 IEEE International Conference on Future IoT Technologies (Future IoT) (pp. 1-8). IEEE
Singh, K. J., & Kapoor, D. S. (2017). Create Your Own Internet of Things: A survey of IoT platforms. IEEE Consumer Electronics Magazine, 6(2), 57-68.