إنترنت الأشياء كموضوع موضوعي لجامعة تقنية متعددة التخصصات

يسأل أحد الطلاب: "وإنترنت الأشياء هو متى
أذهب إلى الإنترنت وأشتري أشياء هناك؟ "

لقد أعددنا هذه المقالة مع زملائنا من معهد MIREA لتكنولوجيا المعلومات. بدأت دورة Samsung Academy IoT (التي كتبناها عن البرنامج في وقت سابق) في MIREA في وضع تجريبي العام الماضي ، ومنذ انتهاء العام الدراسي ، نريد مشاركة الملاحظات والاستنتاجات المثيرة للاهتمام.


دراية الطلاب MIREA. إضافة عملات معدنية إلى المبرد مضلع. 25 روبل - وجهاز كمبيوتر Samsung Artik 10 لا يخشى ارتفاع درجة الحرارة! كيف تحب ذلك ، إيلون ماسك؟

أكاديمية Samsung IoT في MIREA

تم عقد فصل دراسي اختياري على إنترنت الأشياء منذ أكتوبر 2017 لطلاب السنة الثالثة والرابعة في مجالات التدريب "المعلوماتية وهندسة الكمبيوتر" و "نظم وتقنيات المعلومات" و "هندسة البرمجيات" و "أتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج". على أساس تنافسي ، تم تشكيل 5 مجموعات من 15 شخصًا (أكثر من 3000 طالب يدرسون في معهد MIREA لتكنولوجيا المعلومات).

وفي الفصل الثاني ، أدى حماس طلاب إنترنت الأشياء إلى حدثين مهمين لم يتم التخطيط لهما في البداية:

1. بناء على طلب الطلاب والمعلمين ، ساعد مدير معهد MIREA IT Andrei Sergeyevich Zuev في تنظيم دورة تدريبية إضافية حول برمجة وحدة التحكم الدقيقة.
2. في أبريل 2018 ، قام نفس الفريق بتنظيم هاكاثون للطلاب مع مسار على إنترنت الأشياء.

ونتيجة لذلك ، تبين ليس فقط ربط جميع مجالات التدريب على تكنولوجيا المعلومات بدورة الأكاديمية ، وتزويد الطلاب بالحالات الحقيقية وتقديم تنسيق لأنشطة المشروع ، ولكن أيضًا تعميق التدريب في مجال برمجة المعالجات الدقيقة. وقدم Hackathon روحًا تنافسية في عملية التعلم.

بالإضافة إلى ذلك ، كانت تجربة جديدة للطلاب في البحث عن حلول تقنية ومعمارية ، وبرمجة أجهزة وأنظمة إنترنت الأشياء ، والعمل مع الأجهزة الحقيقية التي لا يمكن التنبؤ بها في كثير من الأحيان. بالنسبة للجامعة ، هذا مهم ليس فقط من حيث المهارات اللازمة لمهنة مهنية في مجال هندسة النظم ، ولكن أيضًا في جذب الطلاب المهتمين بالأنشطة البحثية. بعد كل شيء ، إنترنت الأشياء هو أوسع مجال للبحث!


نظام المراقبة - مهمة مفيدة ومجدية تمامًا للطالب

يعتقد أنطون ميرونوف ، المعلم ومنسق الدورة:

تعد هندسة النظم من أهم المجالات ، فبدونها لا توجد فرصة لتنفيذ الثورة الصناعية الرابعة (الصناعة 4.0). إلى أن ترى الشركة مخاطر إدخال التكنولوجيا الجديدة وتفهمها وتقيمها ، لن تعمل على جذب الأموال لتطويرها. لا يشتري العميل النهائي حلاً لتكنولوجيا المعلومات ، بل يشتري الربح من استخدامه المستقبلي

كجزء من البرنامج ، نولي اهتماما كبيرا لإمكانيات تطبيق التكنولوجيا في العالم الحقيقي. يقول أنطون ميرونوف:

الآن لا تجد تكنولوجيا المعلومات والأعمال دائمًا لغة مشتركة. يتم فصل "المديرين" و "المطورين" بسبب تفاصيل مهامهم ومجالات الموضوع ومعايير تقييم الأداء. وبالتالي ، من المهم جدًا للمطورين المستقبليين أن يتقنوا أساسيات الاقتصاد والإدارة. بالإضافة إلى ذلك ، ليس سراً أنه ، مع استثناءات نادرة ، تبدأ مهنة إدارية في مجال التكنولوجيا الفائقة لدينا بموقف هندسي.

علاوة على ذلك ، مع تطور تكنولوجيا المعلومات ، يحدث التخصص - على سبيل المثال ، تتسع الفجوة بين مطوري برامج التطبيقات ومطوري الأجهزة. من وجهة النظر هذه ، فإن إنترنت الأشياء هو مجال تقاطع المتخصصين في ملفات تعريف مختلفة تمامًا.

كيف تمكنت من تحقيق هذا التنوع في جامعة مع التقسيم التقليدي إلى أقسام ومجالات التدريب؟

أقسام MIREA في سياق إنترنت الأشياء

أصبح موضوع الموضوع من إنترنت الأشياء حلقة وصل بين مجالات إعداد معهد تكنولوجيا المعلومات ، وبين الملفات الشخصية المختلفة لكل اتجاه. ووجدت جميع أقسام الخريجين في المعهد تفاصيلها في هذا المجال:

• قام قسم هندسة الكمبيوتر (VT) بدراسة الدوائر المتعمقة بشكل تقليدي. بالنسبة لها ، فإن إنترنت الأشياء هي مجال جديد لتصميم وتطبيق أنظمة الحوسبة.
• يتخصص قسم الدعم الرياضي وتوحيد تقنيات المعلومات (MOSIT) في تطوير البرمجيات ، وهي من مواد الدورة أكثر اهتمامًا بهندسة النظم وهندسة أنظمة إنترنت الأشياء.
• يعتبر قسم البرمجيات الآلية والتطبيقية (IEPO) مهام إنترنت الأشياء بمثابة تمارين لتطوير الواجهة الأمامية والخلفية.
• يُجري قسم الرياضيات التطبيقية (PM) بحثًا في مجال معالجة البيانات الضخمة وتحليلها ، والتي تعد الإنترنت من خلالها مصدرًا لا ينضب.
• وجد قسم نظم المعلومات المؤسسية (CIS) ، الذي يولي اهتمامًا خاصًا لقابلية التشغيل البيني للأنظمة ، بالإضافة إلى نمذجة وإعادة هندسة العمليات التجارية ، مجالًا جديدًا للبحث في إنترنت الأشياء.
• تلقى قسم المعلوماتية الصناعية (PI) ، المتخصص في أتمتة العمليات التكنولوجية والإنتاج في الصناعة ، ناقلًا جديدًا للحركة في اتجاه الإنترنت الصناعي.
• بالنسبة لقسم المعلوماتية التطبيقية والتطبيقية (PPI) ، سيوفر مسار الأكاديمية الوصول إلى الحالات والمهام التطبيقية للعمل مع عميل أنظمة إنترنت الأشياء وتنفيذها ونشرها وصيانتها.

في البداية ، لم يتم تحديد مهمة تكييف دورة الأكاديمية مع التفاصيل والتخصصات والمجالات التي تهم أقسام المعهد. ولكن خلال العام ، في عملية تدريس الطلاب وتلقي الملاحظات منهم ، اكتشفت الأقسام فرصًا جديدة لاستخدام المواد التعليمية وخبرات وحالات الأكاديمية. على أساسها ، بدأ تداخل الكفاءات بين المبرمجين والمهندسين ("المبرمجين" و "الأجهزة") في التطور. علاوة على ذلك! بدأ طلاب معهد علم التحكم الآلي في حضور دورات بمبادرة منهم (وأولًا في وضع التخفي).

يبدو أن السؤال كان يجب أن يُطرح: وماذا عن الاختلافات بين الأقسام ومجالات التدريب والملامح؟ ولكن في حد ذاته اتضح أن الناس يحصلون على ما يفتقرون إليه: يبدأ مهندسو الأجهزة في البرمجة ، ويتقن "المبرمجون" الدوائر.

خلاصة القول: 11 طالبًا من بين طلاب الدورة يكتبون أوراقًا تأهيلية نهائية حول مواضيع إنترنت الأشياء. يتم بالطبع "شحذ" الدبلومات للأقسام ومجالات التدريب والملفات الشخصية: ينظر الجميع في قضية إنترنت الأشياء من وجهة نظر خصوصيتها.


جاء طلاب MIREA للاستماع إلى تقارير حول InoThings ++. بالنسبة للكثيرين ، كانت هذه أول تجربة لحضور مؤتمر محترف.

دورة متقدمة للمتحكم الدقيق

كما قلنا ، لتعزيز إعداد الطلاب ، تقرر تنظيم اختيار إضافي آخر حول مواضيع وحدة التحكم الدقيقة. والنتيجة هي مشروع منفصل. قاد المحاضرات الخبير أوليغ أرتامونوف ( olartamonov ) من Unwired Devices ، بناءً على موادهم ، بدأ سلسلة من المقالات ، وسجلت MIREA مقاطع فيديو ونشرتها على YouTube ، بتنسيق 360 درجة!

تم تناول المواضيع التالية في المحاضرات والعمل المخبري:

1. وحدات التحكم الدقيقة: الذاكرة ، الأجهزة الطرفية ، السجلات. البرامج الثابتة. نظام تشغيل العمل مع Git.
2. وحدات التحكم الدقيقة: GPIO ، المقاطعات ، المؤقتات. أنظمة التشغيل: تعدد المهام والخيوط والرسائل.
3. العمل مع نظام التشغيل. الوحدات والسائقين ، هال. تكوين بناء نظام التشغيل.
4. واجهات التحكم الدقيقة. SPI و I2C و UART وغيرها. العمل مع السائقين في نظام التشغيل.
5. العمل مع الإشارات التناظرية. رقمنة الإشارة (ADC). توليد الإشارات التناظرية.
6. أوضاع التشغيل الموفرة للطاقة.
7. أمن إنترنت الأشياء.

يقولون أن الشهية تأتي مع الأكل - بحلول نهاية الدورة ، قرر طلابنا أن هناك عدد قليل جدًا من المحاضرات حول موضوعين مهمين آخرين: حول أدوات التصحيح وتجربة الإنتاج الصغير لأجهزة الكمبيوتر. ونتيجة لذلك ، فقط في مايو 2018 ، تم الانتهاء من الدورة الكاملة لتسعة محاضرات.


ورشة عمل حول الواجهات. مرسمة الذبذبات بدلاً من ألف كلمة.

هاكاثون

في 15 أبريل 2018 ، تم عقد هاكاثون معهد تكنولوجيا المعلومات المفتوح لمدة 12 ساعة يسمى PandaHack ، وضم أكثر من 110 مشاركًا من الجامعات والكليات. كان هناك ثلاثة مسارات في الهاكاثون ، أحدها مخصص لإنترنت الأشياء.


حسن الباندا - رمز غير رسمي للمعهد

كانت مهمة المسار هي تطوير مجمع برمجيات الأجهزة لمراقبة معلمات المناخ المحلي (درجة الحرارة والرطوبة والضغط وتكوين الغاز) في حجرات المركبات الفضائية باستخدام مجموعة قياسية من أجهزة Samsung Academy IoT وغيرها من المكونات. تمكنت الفرق من الوصول إلى أجهزة استشعار الرطوبة ودرجات الحرارة ، وأجهزة تحليل الغاز ، وأجهزة الكمبيوتر الصغيرة Samsung Artik 10 ؛ بناء على التعليمات ، كان يجب فصل مكونات نظام المراقبة في الفضاء ، مما يعني أنه يجب توصيلها لاسلكيًا - ولهذا السبب ، تم إصدار وحدات اتصال WiFi و LoRa. كان من المفترض أن يعرض النظام الرسوم البيانية للتغيرات في المؤشرات ، ويحذر من المعلمات التي تتجاوز الحدود المسموح بها ، ولها واجهة مستخدم مريحة.


كسر القوالب النمطية بأن الإلكترونيات ليست من أعمال المرأة

كانت أهداف الهاكاثون:

• انغمس الطلاب (مقدمًا ، قبل الجلسة) في ظروف قريبة من الحقائق المهنية: العمل في المواعيد النهائية ، وتوزيع المسؤوليات في فريق ، ومشاكل وأخطاء غير متوقعة أثناء العمل في المشروع.
• خلق بيئة إبداعية وتنافسية للطلاب. تبين أن هاكاثون هو متعة وغنية بالمعلومات ولذيذ!

بالنسبة للكثيرين ، كانت هذه أول تجربة من هذا القبيل. شكك الطلاب فيما إذا كان الأمر يستحق المشاركة ، وما إذا كان سيتم "سحب" المهام.

على سبيل المثال ، تحتوي الصورة أدناه ببساطة على واجهة "مساحة" للنظام ، تم إنشاؤها بواسطة طالب من قسم المعلوماتية الصناعية فياتشيسلاف ستاروفيتوف. تم اكتشاف مثل هذه الموهبة في هاكاثون! لكنه شكك في المشاركة. لكن الحدث مر وسأل: "ومتى يكون الهاكاثون القادم؟"



العودة إلى الموضوع الرئيسي للمقالة - الحاجة إلى توحيد الجهود من الإدارات المختلفة ، ومجالات التدريب والملفات الشخصية. أظهر الهاكاثون أن هذا صحيح: بدأ الرجال أنفسهم في الإعلان عن فرق مختلطة متعددة التخصصات. وكشف العمل بوضوح ميزة تقسيم العمل: شخص ما يرسم الواجهة ، شخص ما يبرمج الواجهة الخلفية ، شخص ما يفهم اتصال أجهزة الاستشعار.


في الهاكاثون ، بدأ الطلاب أنفسهم في تشكيل فرق متعددة التخصصات!

ملاحظة أخرى مثيرة للاهتمام في هاكاثون: أظهر الطلاب من سنة إلى سنتين (يظهرون فجأة على مسار إنترنت الأشياء بأعداد كبيرة) ، مجتمعة في فريق واحد كبير ، حماسًا مذهلاً (وبشكل غير متوقع ، الدقة في استخدام التقنية). كانوا يفتقرون إلى الخبرة والمعرفة مقارنة بالمشاركين الأكبر سنًا ، لكن بشكل عام بدوا لائقين.

ونتيجة لذلك ، ظهرت الفكرة العام المقبل للسماح تجريبيًا لطلاب السنة الثانية بالدراسة في إطار برنامج Samsung IoT Academy. لكن الحساب الأولي لطلاب البكالوريوس لمدة 4 سنوات أظهر أن الطلاب يشعرون بالإرهاق ببساطة: الممارسة الجامعية ، دبلوم ، امتحانات الدولة - في مثل هذه الظروف ، من الصعب تخصيص وقت لحضور مادة اختيارية ، حتى إذا كانت مثيرة للاهتمام ومفيدة للغاية.


فريق كبير موحد من الطلاب الجامعيين

خططنا في MIREA

للسنة الدراسية القادمة ، ستقوم MIREA مرة أخرى بدور موقع تجريبي: بمبادرة من الجامعة ، سيتم تكييف الدورة التدريبية مع مستوى الطلاب في كلية MIREA. ترحب Samsung بإمكانية تطوير البرنامج وفقًا لاحتياجات أو أولويات جامعة معينة.

في العام المقبل سيتم تجنيد 5 مجموعات من 15-20 شخصًا في MIREA مرة أخرى. يعتقد الزملاء أن الاختيار التنافسي قد أثمر - فقد اتضح أنه تم اختيار رجال أكثر استعدادًا وتحفيزًا. على الرغم من أنه في السنة الأولى من البرنامج ، "فقد" العديد من الطلاب المحتملين هذه الفرصة ، والتي ندموا عليها لاحقًا. انتشرت الشائعات حول الدورة بالفعل في جميع أنحاء MIREA. وإذا كانت المجموعة الأولى لا تزال غير مفهومة حقًا لما ينتظرهم ، فعندئذٍ يبدو أن اللاعبين سيختارون العام المقبل اختيارًا مستنيرًا ، وسيكون لديهم بالفعل دليل لنتائج ومشاريع المجموعة السابقة.

في السنة الأولى ، قام المعلمون بعمل رائع: عندما أتقن الطلاب دورة جديدة لأنفسهم ، أعطوا مؤلفي الدورة ملاحظات نشطة. لقد قمنا بتحليل جميع النتائج ونقوم بإعداد الدورة التدريبية في الإصدار الجديد. نأمل أن يقدر طلابنا التغييرات بشكل إيجابي!

الخلاصة

تأثير غير متوقع! أصبحت الدورة التدريبية "IoT Academy Samsung" منصة موحدة لمعهد MIREA لتكنولوجيا المعلومات - وهو نشاط لم يجمع فقط بين الطلاب من مختلف الأقسام والاتجاهات والملفات التدريبية ، ولكن أيضًا معلمي الأكاديمية الشباب من مختلف الأقسام. أصبحت أكاديمية إنترنت الأشياء تدريجيًا مركزًا لتوحيد الأشخاص الذين اختاروا إنترنت الأشياء كمجال لمصالحهم المهنية والعلمية. انخرطت آليات التنظيم الذاتي ، مما يعني أن كل شيء يتم بشكل صحيح.

هذه هي اللحظة التي تحولت فيها إنترنت الأشياء إلى "إنترنت الناس".