Corso di Internet of Things (IoT)

Modulo 1: l'Internet of Things (IoT) Cos'è l'Internet of Things (IoT) e perché è importante. Storia e evoluzione dell'IoT. Architettura di un sistema IoT: sensori, attuatori, dispositivi di comunicazione. Applicazioni principali dell'IoT nei vari settori (domotica, sanità, industria, agricoltura). Modulo 2: Componenti Fondamentali di un Sistema IoT Sensori: tipi e principi di funzionamento. Attuatori: ruolo e tipologie. Dispositivi di comunicazione: wireless (Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth, LoRa) vs. cablati. Microcontrollori e piattaforme IoT (Arduino, Raspberry Pi, ESP32). Modulo 3: Architettura di un Sistema IoT Modello di architettura IoT: dispositivo, gateway, cloud. Gateway IoT: funzioni e configurazione. Connettività IoT: reti cellulari, Wi-Fi, LPWAN, Bluetooth Low Energy (BLE). Analisi delle architetture IoT in vari scenari: smart home, smart city, industrial IoT (IIoT). Modulo 4: Protocollo di Comunicazione in IoT Introduzione ai protocolli di comunicazione IoT: MQTT, CoAP, HTTP. Analisi dei protocolli leggeri: come funzionano e i loro vantaggi. Differenze tra MQTT e HTTP per l'IoT. Connettività di basso consumo per dispositivi IoT. Modulo 5: Tecnologie di Rete e Connettività IoT Panoramica delle tecnologie di rete per IoT: Wi-Fi, Zigbee, Z-Wave, LoRaWAN, NB-IoT. LPWAN (Low Power Wide Area Network): caratteristiche e applicazioni. Reti Cellulari 5G per IoT. Analisi delle reti mesh e come vengono utilizzate in IoT. Modulo 6: Architettura Cloud e Edge Computing per IoT Cos'è il cloud computing e come si integra con l'IoT. Piattaforme cloud per IoT: AWS IoT, Microsoft Azure IoT, Google Cloud IoT. Edge computing: cos'è e come supporta l'IoT. Differenza tra Edge e Cloud Computing in scenari IoT. Modulo 7: Sicurezza nell'IoT Pericoli e rischi legati alla sicurezza nell'IoT. Tecniche di sicurezza per la protezione dei dispositivi IoT. Autenticazione, crittografia e gestione delle chiavi. Protezione dei dati IoT e privacy. Sicurezza nelle comunicazioni e nelle reti IoT. Modulo 8: Gestione dei Dati e Big Data nell'IoT Raccolta e analisi dei dati generati dai dispositivi IoT. Tecniche di data mining e machine learning per IoT. Gestione dei Big Data nell'ecosistema IoT. IoT e analytics: come ottenere valore dai dati. Visualizzazione dei dati e monitoraggio in tempo reale. Modulo 9: Progettazione di Dispositivi IoT Progettazione di sensori e dispositivi per IoT. Sviluppo di firmware per microcontrollori (es. Arduino, ESP32). Come scegliere i componenti hardware per un progetto IoT. Tecniche di integrazione tra hardware e software. Gestione della durata della batteria in dispositivi IoT. Modulo 10: IoT e Automazione Domestica (Smart Home) Cos'è la domotica e come l'IoT la rende possibile. Piattaforme di automazione domestica (Amazon Alexa, Google Home, Apple HomeKit). Creazione di un sistema di smart home con sensori e dispositivi IoT. Sicurezza e privacy nelle smart home. Integrazione dei dispositivi IoT per il controllo di luci, riscaldamento, sicurezza. Modulo 11: Industrial Internet of Things (IIoT) Cos'è l'Industrial IoT (IIoT) e le sue applicazioni. Monitoraggio e controllo dei processi industriali con IoT. Sensori industriali e loro applicazioni (temperatura, vibrazione, pressione). Mantenimento predittivo e gestione delle risorse in IIoT. Standard industriali e protocolli per l'IoT industriale (OPC-UA, Modbus, etc.). Modulo 12: Smart Cities e IoT Cos'è una Smart City e come l'IoT è alla base della sua costruzione. Applicazioni dell'IoT nelle smart cities: gestione traffico, illuminazione intelligente, gestione dei rifiuti. Infrastrutture intelligenti e sostenibili. IoT e monitoraggio ambientale: qualità dell'aria, consumo energetico. Sicurezza e privacy nelle Smart Cities. Modulo 13: IoT in Agricoltura (Smart Agriculture) Cos'è l'agricoltura intelligente e come l'IoT la supporta. Utilizzo dei sensori IoT per monitorare e ottimizzare i raccolti (umidità, temperatura, pH del suolo). Tecnologie IoT per la gestione delle risorse idriche. Sistemi IoT per il monitoraggio e la gestione del bestiame. IoT e tecniche di precision farming. Modulo 14: Sostenibilità e IoT Come l'IoT può contribuire alla sostenibilità ambientale. Gestione delle risorse naturali tramite dispositivi IoT (energia, acqua, rifiuti). Monitoraggio dell'impatto ambientale attraverso sensori IoT. IoT e riduzione degli sprechi nelle città e nelle industrie. Progettazione di soluzioni IoT per un futuro più sostenibile. Modulo 15: Tendenze Future e Innovazioni nell'IoT Le nuove frontiere dell'IoT: 5G e la connessione massiva di dispositivi. IoT e intelligenza artificiale: come l'AI supporta l'analisi dei dati IoT. Tecnologie emergenti: blockchain per l'IoT, smart contracts. Sfide e problematiche future nell'IoT (sicurezza, interoperabilità, gestione dei dati). Il futuro dell'IoT nelle industrie, nelle città e nella vita quotidiana.