[stepik] IoT: полный курс (IT Master)

​

О курсе
«IoT: полный курс» — это практическое обучение созданию и разработке решений в области интернета вещей. Вы научитесь работать с микроконтроллерами (ESP32, Arduino и др.), подключать датчики, передавать данные по Wi-Fi/Bluetooth, интегрировать устройства с облачными платформами и создавать полноценные IoT-системы. Курс охватывает весь цикл разработки — от идеи до рабочего прототипа.

Ценности курса

• Понимание как устроены современные IoT-устройства и системы
• Навыки прототипирования, программирования микроконтроллеров и работы с датчиками
• Опыт интеграции устройств с облаком (MQTT, HTTP, Firebase, Azure и др.)
• Способность создавать собственные IoT-проекты — от «умного дома» до автоматизации в бизнесе
• Профессиональные компетенции, востребованные в разработке, инженерии и умных технологиях.

Программа курса

1. Что такое Интернет вещей
2. История и развитие IoT
3. Основные компоненты IoT-систем
4. Архитектура IoT
5. Основные протоколы и стандарты
6. Примеры применения IoT в разных сферах
7. Безопасность в IoT: основы
8. Обзор рынка и перспективы развития

1. Микроконтроллеры и одноплатные компьютеры
2. Датчики и исполнительные устройства
3. Питание и энергоэффективность
4. Интерфейсы подключения (GPIO, I2C, SPI)
5. Обзор популярных платформ: Arduino, Raspberry Pi
6. Работа с периферийными устройствами
7. Протоколы беспроводной связи (Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee)
8. Практика: подключение датчика к микроконтроллеру

1. Введение в язык программирования для IoT (C/C++, Python)
2. Основы прошивки микроконтроллеров
3. Работа с сенсорами через код
4. Обработка и фильтрация данных
5. Управление исполнительными устройствами
6. Протокол MQTT: основы и реализация
7. Отладка и тестирование программ
8. Практика: простое приложение для сбора данных

1. Типы сетей для IoT (LAN, WAN, LPWAN)
2. Протоколы передачи данных: MQTT, CoAP, HTTP
3. Особенности работы с беспроводными сетями
4. Обеспечение надежности и устойчивости связи
5. Топологии и архитектуры сетей
6. Шифрование и безопасность передачи данных
7. Обзор технологий LPWAN (LoRa, NB-IoT)
8. Практика: настройка MQTT-соединения

1. Сбор и предварительная обработка данных
2. Хранение данных: локально и в облаке
3. Обзор платформ для хранения IoT-данных (AWS IoT, Azure IoT)
4. Работа с базами данных для IoT
5. Потоковая обработка данных
6. Использование времени и меток (timestamp)
7. Интеграция с аналитическими сервисами
8. Практика: отправка данных на облачную платформу

1. Основные угрозы безопасности в IoT
2. Аутентификация и авторизация устройств
3. Шифрование данных в передаче и хранении
4. Обеспечение безопасности прошивки
5. Защита от атак и уязвимостей
6. Обновление и управление устройствами
7. Протоколы безопасности (TLS, DTLS)
8. Практика: реализация безопасного MQTT-соединения

1. Обзор основных IoT-платформ (AWS, Azure, Google Cloud)
2. Регистрация и управление устройствами
3. Интеграция устройств с облаком
4. Обработка и визуализация данных в облаке
5. Настройка событий и триггеров
6. Автоматизация и управление устройствами через облако
7. Безопасность в облачных сервисах
8. Практика: подключение устройства к облачной платформе

1. Введение в аналитику IoT-данных
2. Основы машинного обучения для IoT
3. Предобработка данных для моделей
4. Использование Python для анализа данных
5. Примеры ML-моделей на IoT-данных
6. Встраивание аналитики в устройства
7. Обработка аномалий и предиктивная аналитика
8. Практика: простая модель предсказания на IoT-данных

1. Архитектура мобильных IoT-приложений
2. Подключение мобильных устройств к IoT
3. Работа с API IoT-платформ
4. Обработка и визуализация данных в приложении
5. Push-уведомления и оповещения
6. Безопасность мобильных клиентов
7. Кроссплатформенные решения
8. Практика: создание простого мобильного IoT-приложения

1. Подробный разбор MQTT
2. CoAP: протокол для ограниченных устройств
3. HTTP и REST API в IoT
4. WebSocket и двунаправленная связь
5. Протоколы низкоуровневого уровня
6. Сравнение и выбор протоколов для задач
7. Разработка собственного протокола
8. Практика: работа с несколькими протоколами

1. Постановка задачи и сбор требований
2. Выбор аппаратной и программной платформы
3. Разработка архитектуры системы
4. Прототипирование и тестирование
5. Масштабирование и надежность
6. Управление жизненным циклом устройств
7. Интеграция с бизнес-процессами
8. Практика: разработка прототипа IoT-проекта