开始设计课程时，将哪些内容包含在课程中的问题是完全不容易的。 特别是如果这是物联网课程。 今天，我们要分享我们的经验，我们如何为
三星物联网学院开发培训计划，我们追求的目标以及我们做了什么。
我们的主要目标是帮助大学提出物联网的主题，以及那些大学难以独自实现的领域。 实际上，物联网领域中存在的问题，从术语不明确，缺乏通用标准和设备的“ zoo”开始，到在俄罗斯大学课程中没有该主题的情况下，成为制定要求的基础：
- 该计划的内容应满足现代市场的需求：研究物联网行业的实际案例，公认的标准，工业设备，设计工作等。
- 该计划的入学门槛应足以满足技术大学技术专业的广泛IT学生的需求，即 成为物联网上的“教育程序”。
- 该计划应导致在物联网大学中建立实验室，作为选择在大量物联网技术中找到自己的学生和教师的渠道。
这就是我们得到的。
这门课程适合谁？
我们专注于在入口处具有以下技能的学生：
- 软件工程的基本实践：编程风格，版本控制，教育或个人项目的自我开发经验。
- 熟练使用高级编程语言（Python，C ++，Java）。
- 了解Web编程的基础知识，JavaScript语言。
- 能够在Linux控制台中工作。
正如您所看到的，没有什么超级复杂的了，我们希望到3-4课时，学生已经完全掌握了它们。
当然，最主要的是-他应该对物联网这个主题感兴趣。
案例
他们决定以五个案例研究的形式组织材料。 每个都取自现实生活。 多亏了奥列格·阿塔莫诺夫（Oleg Artamonov），他才得以诞生，他根据他独特的专业经验提出了真实的故事。
案例的重要特征：我们提供的问题陈述与真实客户的交付方式非常接近。 从任务到任务的过渡，例如：
- 要研究现有传感器的范围，请从中选择适合该参数的价格质量参数。 请注意，廉价产品与昂贵的产品，新产品-旧产品和中国产品-与博世传感器的区别。
- 检查现有解决方案，记下成功和失败的时刻。 我们建议您去哪里看看。
- 选择合适的通信技术：如果选择WiFi，您将必须安装多少个路由器？ 如果我们选择ZigBee，您需要购买多少个模块？ LoRa能为您提供什么保障？ 依此类推。
- 计算解决方案的成本效益。 估计在不同的配置中它将花费多少。 在哪里买这一切？ 交货时间是几点？
建议研究这些问题以准备上课。 在老师主持的课堂上的一般性讨论中，学生逐渐了解了各种解决方案的优缺点。
让我们简要介绍一下案例：
案例1：农舍和LoRa
对于第一种情况，他们采用以下图表：监视药品仓库中的温度和湿度。 这是一项至关重要的任务：胰岛素不能冷冻，草药不能潮湿。
从一开始，我们就决定让学生有机会“感觉”自己的新事物。 第一个案例中提供的这一新技术是LoRa无线技术。 对于那些只听说过蓝牙和WiFi的人来说，这听起来像是科幻小说：
- 数据传输距离为几公里。
- 用一块电池工作-几年。
- 收发器的尺寸很小。
- 无需向运营商收取月费：您放置基站即可开始工作。
但是奇迹并没有发生，就LoRa而言，我们得到的副作用是学生在开始使用设备时会立即感到：
- 极低的数据传输率：包裹到达时您会感到无聊。
- 极少量的数据：读取字节。
在这些组件中，学生将收到一个微控制器模块，一个LoRa收发器以及一个集成的湿度，温度和压力传感器。 充分开发了基于RIOT OS实时操作系统的模块的现有固件，以完全脱离微控制器级别上正在发生的事情，并让学生立即在较高的级别（即编写应用程序的级别）上使用数据。
第一种情况的组件：微控制器+收发器，适配器，传感器情况2：电子锁和MQTT
这里的教育任务是访问控制和管理系统。 简而言之，我们制作了一个锁，当读取电子钥匙时，会将数据发送到服务器。
在Case的框架中，举办了一次研讨会，会议使用了在物联网上广泛使用的MQTT协议-通过它，可以传递感觉数据，控制动作以及连接系统节点的所有信息。
MQTT帮助解决哪些任务：
- 将数据与应用程序正确分开：以便任何程序员都可以在其程序中重用您的设备
- 在不同制造商的异构设备之间建立通用语言的通信。
不幸的是，通常不研究大学的MQTT。 有趣的是，它建立在“发布者/订阅者”模型的基础上，并引入了事件驱动的范例，学生只能在GUI编程中看到。
一个小好处：在这项任务上，您可以培养那些在电路主题上“游泳”的学生。 毕竟，这里他们将需要打开继电器并通过晶体管控制RGB灯。
具有两个模块的微控制器：用于控制RGB带的晶体管和按钮单元案例3.自适应照明和6LoWPAN
每个人都知道节电的任务：在下午，当太阳高时，光线变暗，而在晚上天黑时，使光线变亮。
您可能已经猜到了，这全都归结为自动调节的任务。 这是一个图表示例：Y轴-勒克斯照明，X轴-瞬时。 该图显示了环境光发生变化的瞬间，设备开始调整为新值：
对于那些想收紧电路的人来说，这是另一种练习。 学生将学习什么是PWM（脉冲宽度调制）以及如何控制LED灯泡的亮度。
在此过程中，谁不知道怎么做-掌握示波器我们建议使用6LoWPAN协议连接灯泡和传感器网络中的每个设备-这是另一种新协议，与LoRa不同，该协议工作迅速，通信范围短，但可以创建网状网络。 该协议非常适用于响应速度至关重要且距离无原则的智能家居网络。
最后，在本案例中，引入了另一个概念-微型计算机作为物联网系统的中心枢纽。 没有人会在台式机上安装更紧凑，更便宜的Linux台式机。 在我们的案例中，这是三星制造的Artik电脑。 您可以将讨论的LoRa或6LoWPAN协议的通信模块连接到该模块，然后将其用作系统的服务器。 当然，学生将需要Linux控制台方面的技能。
我们抽出了三星Artik 10计算机-为其提供了LoRa模块（照片为白色）案例4：垃圾桶和云
Case的情节是智慧的城市经济。 想象一下一个系统，该系统可以优化垃圾车的路线，以免白费力气。 在这里，我们仅构成该系统的一部分。
案例归结为跟踪以下参数：
- 垃圾箱已满-带超声波测距仪
- 存在火灾-使用温度传感器
- 位置-使用GPS传感器。
模拟设备的位移图。 实际上，几乎没有人能够以这种速度在莫斯科四处移动。在这种情况下，我们正在谈论物联网平台和云服务作为其组件之一。 物联网平台可加速解决方案的测试和实施。
为什么云技术很重要？ 当网络上的设备数量开始成倍增长时，维护服务器的成本迫使公司使用云服务。 云服务器功能使成功使用数据挖掘方法成为可能。 因此，我们的计划是向Cases添加与使用机器学习方法有关的复杂任务。
我们为学生提供使用Samsung Artik Cloud平台的服务。 已经有关于此
的文章，因此我们将不再重复。
案例5：温室和团队发展
最后，最后一个案例。
该案例中考虑的地块是一个温室，并且有足够的子任务：自动浇水，植物的每日照明周期，用户界面，日志记录，标绘。
2017暑期学校学生GUI屏幕基本工具已经掌握，我们专注于团队开发。 我们安排一个小型游戏，其中老师扮演客户的角色，而学生扮演小型开发公司的团队的角色。 “客户”说出了他对系统的愿望，学生必须胜任地拟定职责范围，突出要实现的功能的最重要和紧急的元素，在他们之间分配任务，并在小组中选择一个项目经理。
我们想向学生展示开发人员与客户之间沟通的困难。 让自己沉浸在客户无法解释自己想要什么的情况下，而开发人员则需要提出项目要求。
课程进展如何
在2017年秋天，我们在两所大学MIPT和MIREA开设了我们的课程。 在今年上半年，学生完成了案例，现在他们已经开始了自己的项目个人工作。
所有材料都在电子培训系统中提供。 我们甚至设计了纸质作业簿来准备上课。
100多名学生报名参加了培训课程。 第一学期成绩的统计数据-在图中。 我们对这个结果的评价很好：该课程是选修课，但尽管主要课程有很多工作，但学生还是参加了。
有趣的是，在那些离开课程的人中，答案截然相反：他们说这太难了或太容易了！
看来我们猜到了学生的平均水平。 我们还没有弄清楚如何适当降低该程序的入门级别，但是对于坚强的人，我们决定提供此功能。
更贴近硬件
最初，我们认为该课程中没有包括培训集中的STM32微控制器的低级编程，因为他们认为学生不会在指定的时间内掌握它。 我们错了！ 这个话题引起了人们的兴趣。
结果，就在年中，MIREA IT研究所组织了Oleg Artamonov的另一门“编程现代微控制器”课程。 Oleg从头到尾都建立了自己的课程，也就是说，他建议通过为RIOT OS实时操作系统进行编程来研究该主题。 在我们的资源上，您可以找到他演讲的
笔记和
视频 。
在MIPT，老师和学生们开始自行开展有关同一主题的课程。 此外，我们年轻的MIPT老师在抽象的层次上走得更远：在直接使用寄存器之前。 这是他们的
VKontakte小组和YouTube
讲座 。
总结他们的经验，我们将在下一学年补充我们的核心物联网学院课程。 毕竟，没有比在高层次上然后在低层次上解决问题，并在抽象世界中自由飞行更好的了。
（Null，Lobur-计算机组织和架构要点）接下来是什么？
我们将如何评估该计划的结果？ 当然，首先要根据毕业生的最终个人项目。 首先，将在大学一级保护项目，然后我们将组织一次大学间竞赛。
2018年9月，我们将在俄罗斯的10所大学开设更新的课程：
- MIPT（莫斯科）
- MIREA（莫斯科）
- HSE（莫斯科）
- SPbSU（圣彼得堡）
- NSTU（新西伯利亚）
- UrFU（叶卡捷琳堡）
- KFU（喀山）
- SUSU（车里雅宾斯克）
- TUSUR（托木斯克）
- NEFU（雅库茨克）
令人好奇的是，现在我们的课程反映了特定大学的特点，正在获得鲜明的特色。 例如：
- TUSUR（托木斯克）选择信息安全作为物联网实验室的基本方向-我们正在物联网这个最重要的领域中等待有趣的科学和应用工作！
- 他们决定在南乌拉尔州立大学（车里雅宾斯克）一次性开设该课程，作为多个系的基础-总共有500多名学生（！）
- 在乌拉尔联邦大学（叶卡捷琳堡），跨学科非常重要。 教师团队：数学家，电路工程师，程序员，经济学家，无线电工程师，安全专家和机器视觉专家！
三星的物联网学院在即将到来的一年中是一门紧张而有趣的学年。