81928 - ICT E SERVIZI

Conoscenze e abilità da conseguire

Il modulo fornisce conoscenza sulle nuove forme di società (post-information society) dominate dal paradigma dell'everything-as-a-service. Il concetto stesso di servizio acquista significati e dimensioni totalmente innovative lungo gli assi umano-umano, umano-artificiale e artificiale-artificiale. Al termine del corso lo studente sa:  descrivere gli elementi salienti della post-information society, in termini di opportunità, minacce, punti di forza e di debolezza;  definire i nuovi bisogni ingenerati dalla post-information society, trasformandoli in requisiti per nuovi servizi;  applicare strategie e metodi di pensiero creativo per la definizione di servizi adatti a scenari evolutivi;  definire le caratteristiche dei prototipi per i servizi progettati.

Contenuti

1. Introduzione alle telecomunicazioni (3 ore)

• Brevi richiami di Fisica (elettricità, magnetismo, equazioni di Maxwell)
  
• Dall'elettromagnetismo alla trasmissione radio (dagli esperimenti di Hertz a quelli di Marconi)
  
• Le onde elettromagnetiche (grandezze fondamentali, proprietà fisiche, propagazione, rifrazione, riflessione, diffrazione, esempi)
  

2. Strumenti matematici essenziali per le telecomunicazioni (3 ore)

• richiamo delle funzioni sinusoidali
• richiamo dell'operazione di integrazione
• richiamo sui numeri complessi
• Analisi di Fourier (per segnali periodici e aperiodici)
  

3. Linguaggio dell'ICT (3 ore)

• definizione e significato di frequenza e di spettro elettromagnetico
  
• informazione analogica e digitale
• i concetti di campionamento e di quantizzazione
  
• il bit come unità di misura dell'informazione

4. I sistemi di telecomunicazione (7 ore)

• Schema a blocchi di un sistema di teleocomunicazione (sorgente, trasmettitore, canale, ricevitore, utente)
  
• sistemi di telecomunicazione umano-umano, umano-artificiale e artificiale-artificiale
• concetti di simbolo e di costellazione
• ruolo delle antenne (cenni)
• modelli di canale (cenni)
  
• codifica di canale (cenni)
• i compromessi fondamentali prestazione/occupazione spettrale e prestazione/affidabilità
  
• indici di prestazione: probabilità di errore, probabilità di fuori servizio, velocità di trasmissione

5. Tecnologie per i sistemi di telecomunicazione (4 ore)

• breve panoramica sui sistemi radiomobili: TACS analogico (1G), GSM (2G), UMTS (3G), LTE (4G)
• lo scenario 5G: Internet of Things (IoT), connessione "everithing-to-everything", milioni di devices per kmq
  
• I sistemi satellitari (esempi)
  
• reti di telecomunicazione (cenni)
• reti di sensori
  

6. Approccio dal generale al particolare: dallo scenario Smart City, ai servizi fino alle reti e alle tecnologie (4 ore)

• Smart Cities
• Smart Lighting
• Smart Mobility
• Smart Building
• Comunicazioni ad alta velocità

7. Reti e tecnologie per servizi smart (4 ore)

• Architettura di rete (Cellulare, Mesh, Stella …)
• Rete cellulare
• Evoluzione Standard 2G - 3G – 4G -5G
• Reti LPWAN (LoRa Sigfox…)
• Reti Short Range (ZigBee, Bluetooth, Wifi…)
• Reti di sensori
• Bande di Frequenze e loro regolamentazione
• Impatto elettromagnetico

8. Internet of Things (4 ore)

• Tecnologie alla base dell’Internet of Things (NBIoT ...
• Sensori e loro applicazione
• Opzionale: Utilizzo di microcontrollori e microprocessori con Matlab & Simulink

9. Cloud Computing (4 ore)

• Principali servizi e funzionalità
• Matlab ThingSpeak

10. Smart Building (4 ore)

• Domotica
• Visible Light Communication

 

 

Testi/Bibliografia

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI (per approfondimento)

1. Leonardo Calandrino, Marco Chiani, "Lezioni di Comunicazioni Elettriche", Pitagora Editrice, Bologna, 2004
2. M.Chiani, V.Tralli, R.Verdone, "Appunti di Sistemi di Telecomunicazione - Sistemi di trasmissione digitali in banda base" ; Società Editrice Esculapio
3. O.Andrisano, G.Mazzini, "Appunti di Sistemi di Telecomunicazione - Sistemi di trasmissione digitali passabanda" ; Società Editrice Esculapio
4. O.Andrisano, D.Dardari, "Appunti di Sistemi di Telecomunicazione - Elementi di progetto di sistemi radiomobili" ; Società Editrice Esculapio
5. "Quaderni di telecomunicazioni: appunti tratte dalle lezioni del Prof.O.Andrisano" - Esculapio, Bologna
6. Luca Mora, Roberto Bolici, "Progettare la smart city. Dalla ricerca teorica alla dimensione pratica" - Politecnica
7. Michael Margolis, B. Sansone-O'Reilly, "Arduino. Progetti e soluzioni"
8. Taro Karvinen, Kimmo Karvinen & Ville Valtokari, "Sensori per maker" - LSWR
9. Giulio Tamberi, "La conversione Analogico/Digitale con Arduino" - Formato Kindle

Metodi didattici

• Lezioni frontali
• Esperienze di laboratorio
• Seminario, slides
  
• esercitazioni in tempo reale con il laptop
• ricerche ed esercitazioni a casa con strumenti informatici.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La valutazione finale relativa all'esame 81927 Design dei Servizi sarà determinta, per il 60%, dalla votazione ottenuta nel componente del corso integrato 81926 Laboratorio di Advanced Design 3B C.I., e, per il 40%, dalla valutazione delle attività sperimentali e di progettazione relative al componente 81928 ICT e Servizi.

Strumenti a supporto della didattica

MATLAB/Simulink

Arduino Support from MATLAB

Programmi in run-time proiettati dal laptop.

Slides.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Flavio Zabini

Consulta il sito web di Mirko Mirabella