Parunov_2016

Предлагаемые темы выпускных квалификационных работ
Руководитель ВКР: Парунов Александр Владимирович
Максимальное число (2015-2016 учебный год): 2
Темы бакалаврских ВКР
1. Сеть IoT на основе контроллеров ESP8266
Число исполнителей: 1
Исполнитель:
Аннотация
Целью данной работы является разработка сети «интернета вещей» (IoT) на основе
микроконтроллеров ESP8266 с поддержкой беспроводной сети Wi-Fi. В рамках данной
работы необходимо разработать протоколы обмена информацией, начального
конфигурирования объектов и осуществить их реализацию на основе микроконтроллеров
ESP8266. Осуществить поддержку протокола MQTT и популярных интернет-сервисов
мониторинга датчиков. Сеть должна представлять ячеистую структуру с возможностью
покрывать расстояния больше чем радиус распространения Wi-Fi сигнала одного
микроконтроллера с автоматическим распознаванием топологии.
Применение разработки возможно в самых широких сферах автоматизации, например, системы «умного дома» автоматизация тепличных хозяйств или промышленных объектов.
Разработка должна быть совместима с работами: «Автоматизация объектов с использованием
модуля ESP8266» и «Система управления IoT сетью»
Задание на ВКР
Исходные данные: описание контроллера ESP8266, описание протокола MQTT, ПО модулей с
открытым исходным кодом, SDK ESP8266.
Необходимо выполнить следующие работы:
1. Провести анализ сетей IoT на основе Wi-Fi, вариантов идентификации объектов и их
начального конфигурирования;
2. Разработать протокол обмена данных с системой управления;
3. Разработать протоколы начального конфигурирования объектов и распознавание
топологии сети объектов;
4. Провести реализацию модулей поддержки сетевых протоколов;
5. Интегрировать модули с отрытым исходным кодом, например, поддержка протокола
MQTT, интернет сервисы мониторинга датчиков;
6. Провести тестовую реализацию сети с поддержкой MQTT сервера.
Разработка должна вестись с использованием операционной системы Linux.
Компиляторы: GCC, MinGW C++, Crosstool-NG.
Среда разработки: Eclipse, Make.
Исходные данные для программы – перечень протоколов.
Результат работы программы – выполняемый код для программирования микропроцессора
ESP8266.
Общее содержание ВКР
1. Обзор сетей IoS, вариантов автоматического распознавания и конфигурирования
конечных объектов и узлов ПО;
2. Изучение микроконтроллера ESP8266;
3. Изучение протокола MQTT;
4. Разработка протокола обмена с системой управления;
5. Разработка протокола начального конфигурирования объектов;
6. Разработка протокола распознавания топологии сети;
7. Разработка программного кода протоколов и интеграция протоколов с отрытым
исходным кодом;
8. Разработка и сборка демонстрационного примера, тестирование;
9. Описание полученных результатов в пояснительной записке.
Знания, навыки, необходимы при выполнении ВКР






знание языка программирования C++;
навыки в программирования на языке C++;
навыки в разработке консольных приложений и работы в среде Eclipse;
умение пользоваться инструментальными средствами разработки программ на C++, не
привязанными к конкретным операционным системам;
навыки работы в вычислительных сетях Wi-Fi;
навыки программирования микроконтроллеров.
Литература для первоначального ознакомления
1. Работа с ESP8266: Собираем компилятор и пишем первую прошивку
(http://geektimes.ru/post/241842/)
2. http://esp8266.ru/
3. Конфигурируемые процессоры Xtensa фирмы Tensilica для встраиваемых систем:
http://www.kit-e.ru/articles/elcomp/2009_10_66.php
4. Система Cisco IoT и промышленные решения: ускорение создания опытных образцов,
сокращение сроков ввода в эксплуатацию и повышение эффективности.
http://www.cisco.com/web/RU/news/releases/txt/2015/07/03a.html
5. Компания Cisco представила систему Cisco Internet of Things (IoT)
http://www.cisco.com/web/RU/news/releases/txt/2015/06/30cc.html
2. Система управления IoT сетью
Число исполнителей: 1-2
Исполнитель:
Аннотация
Целью данной работы является разработка программного обеспечения (ПО) управления
сетью объектов IoT на основе микроконтроллеров ESP8266 с поддержкой беспроводной сети
Wi-Fi. Система управления должна содержать управление настройками объектов,
конфигурацией и отображением сети и реализацию общего алгоритма взаимодействия
объектов. Выбрать тип системы управления: централизованную, децентрализованную или с
частичной децентрализацией.
Стандартные алгоритмы управления должны быть реализованы на одном из сценарных
языков программирования, например, JavaScript. Интерфейс пользователя должен быть
реализован или в виде программы с графическим интерфейсом или в виде страниц webсервера.
Применение разработки возможно в самых широких сферах автоматизации, например, системы «умного дома» автоматизация тепличных хозяйств или промышленных объектов.
Разработка должна быть совместима с работами: «Сеть IoT на основе контроллеров
ESP8266» и «Сеть IoT на основе контроллеров ESP8266»
Задание на ВКР
Исходные данные: Алгоритмы управления, протоколы сети.
Необходимо выполнить следующие работы:
1. Провести анализ систем управления сетей IoT на основе Wi-Fi, вариантов реализации.
Произвести выбор варианта реализации;
2. Разработать структуру программного обеспечения системы управления;
3. Разработать пользовательский интерфейс;
4. Реализовать систему управления;
5. Реализовать стандартные шаблоны управления объектами в рамках на языке сценария;
Разработка должна вестись с использованием операционной системы Linux или Windows 10.
Компиляторы: GCC, MinGW C++, Crosstool-NG или MS Visual C++ , или Visual C#.
Среда разработки: Eclipse, Make или MS Visual Studio.
Исходные данные для программы – Алгоритмы управления.
Результат работы программы – выполняемый код или код страниц web-сервера.
Общее содержание ВКР
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Обзор систем управления сетей IoS, вариантов реализации;
Разработка структуры программного обеспечения;
Разработка пользовательского интерфейса, отображения сети;
Реализация системы управления;
Разработка шаблонов управления;
Разработка демонстрационного примера, тестирование;
Описание полученных результатов в пояснительной записке.
Знания, навыки, необходимы при выполнении ВКР

знание языка программирования C++ или C# или сценарных языков для web-



программирования;
навыки в программирования на языке C++ или C# или сценарных языков для webпрограммирования;
навыки в разработке консольных приложений и работы в среде Eclipse или MS Visual
Studio;
знания в области систем управления и программирования микроконтроллеров.
Литература для первоначального ознакомления
1. IoT: на пути к экономике реального времени
https://books.google.ru/books?id=OjmBCgAAQBAJ&pg=PA13&lpg=PA13&dq=%D1%81
%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B+%D1%83%D0%BF%D1%80
%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F+IoT&source=bl&ot
s=tdABF3VOT&sig=_aDLbwekjVY5r_iBSiCze9Vylzk&hl=ru&sa=X&ved=0ahUKEwjXituVqfHJA
hXIa3IKHXgHByY4ChDoAQgrMAM#v=onepage&q=%D1%81%D0%B8%D1%81%D1
%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B%20%D1%83%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%
D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20IoT&f=false
или http://www.osp.ru/lan/2015/07-08/13046647/
2. http://iotconf.ru/
3. Единый центр управления различными IoT проектами GO+
http://internetofthings.ru/startups/103-edinyj-tsentr-upravleniya-razlichnymi-iot-proektamigo