Ficha Unidade Curricular (FUC)
Informação Geral / General Information
Carga Horária / Course Load
Área científica / Scientific area
Ciências e Tecnologias da Informação
Departamento / Department
Departamento de Ciências e Tecnologias da Informação
Ano letivo / Execution Year
2024/2025
Pré-requisitos / Pre-Requisites
Electrónica Programada e Processamento Digital de Sinais, Sistemas Embebidos, Programação orientada por objectos
Objetivos Gerais / Objectives
Esta disciplina visa fornecer aos alunos conhecimentos sobre conceitos gerais e específicos de arquitetura geral dos sensores e atuadores inteligentes, e dos sistemas distribuídos, promovendo conhecimento e compreensão das tecnologias das Internet das Coisas (IoT) com aplicação nas cidades inteligentes, cuidados de saúde inteligentes, monitorização ambiental e agricultura de precisão. Pretende-se que os alunos vão conhecer aspetos fundamentais de arquitetura e algoritmos para projeto e implementação de sensores inteligente, redes de sensores IoT compatíveis. Pretende-se igualmente que tenha desenvolvido competências relativamente aos processos de projeto para IoT Com estes, o aluno terá mais ferramentas para melhorar as suas práticas e o desempenho no domínio da implementação sistemas distribuídos de sensores inteligentes e acumular conhecimentos básicos de IoT Analytics suportada por computação em nivens.
Objetivos de Aprendizagem e a sua compatibilidade com o método de ensino (conhecimentos, aptidões e competências a desenvolver pelos estudantes) / Learning outcomes
Pretende-se desenvolver em aluno competências para: OA1: Identificar os principais componentes dos sensores inteligentes e atuadores como parte integrante das tecnologias IoT utilizadas em aplicações de tipo cidades inteligentes, cuidados de saúde inteligente ou monitorização ambiental. OA2: Realizar análise crítica e realizar a otimização do projeto de sensores inteligentes, incluindo aquisição, processamento em tempo real e comunicação de dados compatível IoT. OA3: . Utilizar linguagens de programação e algoritmos específicos para sensores inteligentes e redes de sensores. OA4: Implementar algoritmos específicos ao nível dos sensores inteligentes para IoT. OA5:. Projectar e implementar redes de sensores inteligentes for IoT com aplicações específicas.
Conteúdos Programáticos / Syllabus
CP1: Arquitectura geral dos sensores inteligentes: sensores módulos de aquisição, plataformas de processamento real-time, protocolos de comunicação e redes de sensores, compatibilização com IoT CP2: Sensores: condicionamento de sinal: sensores analógicos e digitais, amplificação, filtragem analógica CP3: Atuadores: motores de cc. e passo a passo, servomotores, atuadores por fluidos CP4: Sistemas embebidos para sensores inteligentes e IoT: plataformas com microcontroladores, microprocessadores e sistemas reconfiguráveis CP5: Protocolos de comunicação para sensores inteligentes: Bluetooth LE, IEEE802.15.4, RFID, Wi-Fi, LoRa, CP6: Linguagens de programação para sensores inteligentes e IoT CP7: Processamento de sinal para sensores inteligentes e IoT: identificação, linearização numérica, fusão de dados CP8 Projeto, implementação de redes de sensores inteligentes IoT compatíveis e aplicações
Demonstração da coerência dos conteúdos programáticos com os objetivos de aprendizagem da UC / Evidence that the curricular units content dovetails with the specified learning outcomes
A interligação entre os conteúdos programáticos e os objectivos de aprendizagem (OA) realiza-se da seguinte forma: - Arquitectura geral dos sensores inteligentes: OA1, OA4, OA5; - Sensores, atuadores e condicionamento de sinal: OA1, OA3, OA4, OA5; - Sistemas embebidos para sensores inteligentes e IoT: OA1, OA2, OA3, OA4, OA5; - Processamento embebido para sensores inteligentes:OA2; OA3, OA5; -- Protocolo de comunicação para sensores inteligentes e IoT: OA2, OA4, OA5; - Linguagem de programação para sensores inteligentes e IoT: OA2, OA3, OA4, OA5; - Processamento de sinal para sensores inteligentes:OA2, OA3,OA4; - Projeto e implementação de redes de sensores e atuadores inteligentes compatíveis IoT:OA3, OA4, OA5.
Avaliação / Assessment
Avaliação durante o semestre (com teste na 1a época): Laboratório (grupo 3-4 alunos)+ Relatório (30%)+Projeto (40%) + teste (30%) O projeto será realizado em grupos de 3-4 alunos e será entregue um relatório no formato artigo IEEE na 1a época de exames sendo marcada uma apresentação do projeto e uma demo. O teste será realizado numa data marcada na primeira época de exames Nota mínima: - laboratório: 8, - projeto: 8, - teste 8. Para avaliação durante o semestre é recomendável uma presença de 100% nas aulas de laboratório. - Avaliação por exame (1a época, 2a época e a Época especial): Inclui uma componente teórico prática (80%) +componente de avaliação dos conhecimentos da atividade laboratorial (20%). Nota mínima >9,5
Metodologias de Ensino / Teaching methodologies
O estudo individual, tendo por base a biblio.recomendada, será orientado e apoiado pela realização de aulas T e TP.Nas aulas práticas da disciplina serão utilizados KITs de desenv. baseados em microcontrol. e sis reconfig com módulos de com. para sensores intelig. com fios ou sem fios.Os princip. mater. de apoio são:as apresent. dos conteúdos; refs. biblio. pr exemplos de implementações hardware e software. A ativ. autónoma de equipa com suporte da parte do professor é considerada para o proj.
Demonstração da coerência das metodologias de ensino e avaliação com os objetivos de aprendizagem da UC / Evidence that the teaching and assessment methodologies are appropriate for the learning outcomes
A disciplina encontra-se organizada em módulos teóricos, teórico-práticos e práticos. Realizar-se-ão diversos tipos de exposições relacionadas com os temas em análise, demonstrações, trabalhos de grupo, exemplificações, realização de exercícios práticos, avaliação contínua. A metodologia de aprendizagem ativa que visa a realização do projeto por grupos de alunos cujo tema é estabelecida depois de um seminário de apresentação de temas possíveis com relação aos temas de mestrado de cada grupo foi considerada. Os métodos e técnicas pedagógicas que serão usados são: método expositivo, demonstrativo, interrogativo, métodos ativos, brainstorming, método de contingência de reforço, métodos experiências com exercícios de simulação. Os conteúdos da disciplina são transdisciplinares incluindo conhecimentos de áreas como telecomunicações, instrumentação, informática, engenharia de software. O trabalho de experimentação e de implementação de sensores inteligentes vai contribuir para desenvolvimento de competências para desenvolvimento de plataformas baseadas em microcontroladores e plataformas reconfiguráveis. As aulas práticas e os miniprojectos com demonstração vão promover as competências OA1, OA2, OA3, OA4, OA5.
Observações / Observations
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Bibliografia Principal / Main Bibliography
- Nathan Ida, "Sensors, Actuators, and Their Interfaces: A multidisciplinary introduction (Control, Robotics and Sensors) 2nd Edition, The Institution of Engineering and Technology, 2020. - Habib F. Rashvand, Jose M. Alcaraz Calero. Distributed sensor systems: practice and applications. Wiley, 2012; - Charles Bell ? Beginning Sensor Networks with Arduino and Rasbery Pi; - Andrew Minteer, Analytics for the Internet of Things (IoT), Packt Publishing, 2017 - Octavian Postolache,Smart sensors and actuators for IoT, Teorical- Practical and Laboratory Guide, ISCTE 2022; - Clarence W. de Silva, Sensors and Actuators: Engineering System Instrumentation, Second Edition, CRC Press 2017
Bibliografia Secundária / Secondary Bibliography
- Gerard Meijer, Michiel Pertijs, Kofi Makinwa, Smart Sensor Systems: ?Emerging Technologies and Applications? , Wiley 2014; -Eben Upton ?Raspberry Pi User Guide?, Wiley 2014; - Bob Tucker ?Handbook of Smart Actuators and Smart Sensors?; -Henry Leung and Subhas Chandra Mukhopadhyay Intelligent Environmental Sensing (Smart Sensors, Measurement and Instrumentation), Springer, February 2015 - Subhas Chandra Mukhopadhyay (editor), Internet of Things: Challenges and Opportunities (Smart Sensors, Measurement and Instrumentation), Springer 2014, -Robin Heydon , ?Bluetooth Low Energy: The Developer's Handbook, Prentice Hall, 2012.
Data da última atualização / Last Update Date
2024-08-01