Course Code: iotpu01
Duration: 22 hours
Prerequisites:
  • 應具備業務操作、設備、電子系統和數據系統的基本知識
  • 必須對軟體和系統有基本的瞭解

對 Statistics 的基本理解(在 Excel 級別中)

目標受眾

  1. 決策者/戰略家/政策制定者
  • 工程主管、首席開發人員、安全專家

模組分解(每個模組2小時,客戶可要求任意數量的模組):共22小時,3天

Overview:

聯網設備正在顛覆許多業務,電力公司也不例外。電力公用事業公司基本上面臨著物聯網增長帶來的四大挑戰

  1. 機器、控制器、HMI、SCADA 系統越來越多地由供應商連接到雲,這些供應商承諾通過其數據提供更多分析和洞察力,以進行預測性和預防性維護。但是,關鍵資產的隔離政策意味著電力公司無法利用機器/控制器供應商的這些新物聯網功能
  2. 隨著太陽能和風力發電微電網成本的不斷下降,公用事業公司將很快看到發電收入的下降。為了彌補電力生產造成的收入損失,該公司必須積極尋求新的收入領域,例如家庭即服務的能源管理、 儲能即服務、為電動汽車充電提供電網服務、家庭與微電網之間的P2P能源交易的電網服務、家庭與微電網、微電網到微電網、微電網到電池、  所有這些都需要通過智慧計量、智慧電網和智慧和安全交易來實現,這些交易只能通過像IOTA這樣的DLT(分散式賬本技術)來實現。此外,公用事業公司正在探索向市政當局提供一些智慧城市服務
  3. 對於大壩等關鍵基礎設施,ICOLD(國際大型大壩委員會)希望即時查看大壩的結構健康監測(SHM),以便可以提前通知大壩、岩石或隧道即將發生的任何坍塌危險,以疏散可能受影響的人員
  4.  此外,一個新興的收入領域將是停車場中的電動汽車充電——物聯網如何促進智慧充電和智能停車?

在過去的三年中,物聯網工程發生了巨大的變化,主要由 Microsoft、Google 和 Amazon 推動。這些大型巨頭已投資數十億美元來開發更易於管理和保護的物聯網平臺 。此外,物聯網邊緣在研究和部署方面都獲得了很大的動力,作為實際物聯網實施的唯一手段。  5G 有望改變物聯網的業務。  這導致了物聯網領域前所未有的大量新研究資金。這就是為什麼現在對於任何執業工程師來說,瞭解為AWS、Google和SpecialMicrosoft等主要參與者開發的物聯網平臺是絕對必要的。 

然而,上述平臺都沒有為可擴展的物聯網提供詳盡或完全全面的解決方案。只是為了將智慧電錶部署到數百萬家庭,將需要額外的技術來保護智慧電錶、無線電網路、物聯網管理技術和許多其他額外的安全服務。任何物聯網部署的戰略、價格和安全性都必須是最佳且可接受的。鑒於如此多的跨學科知識,任何公司都幾乎很難部署一個能夠 滿足所有要求的團隊。

本課程是一次適度的嘗試,旨在教育關鍵決策者、開發人員、安全專家,讓他們瞭解為下一代電力公用事業業務部署物聯網的挑戰、風險和實用方法。

 此外, 透過可擴展的部署,管理數千個感測器和連接的物聯網服務正在成為一個獨立的工程研究主題。這個領域,正式名稱為託管物聯網服務,正在經歷快速增長,因為可擴展物聯網的挑戰比構建它們要大得多。這包括頂級韌體/軟體更新的安全性、 管理感測器和系統的校準、自動診斷任何連接問題、縮小 API 故障的 根本原因範圍、跟蹤分散式系統的硬體和服務運行狀況等。

課程目標

該課程的主要目標是介紹電力公司物聯網實施的新興技術選擇、平臺和案例研究 - 智慧電錶、智能汽車、SHM(結構健康監測)、電能質量診斷和 Smart Contracts。物聯網機械、Electronics/感測器平臺、無線和有線協議、移動到 Electronics 集成、移動到企業集成、數據分析和控制平面應用的所有元素的基本介紹。

  1. 物聯網技術堆疊:設備、閘道、邊緣、邊緣雲、公共雲、物聯網資料庫、物聯網的Web和行動應用程式、集中式與分散式物聯網
  2.  物聯網生態系統Business,第三方設備管理,整個物聯網生態系統的風險管理
  3. 用於物聯網的 M2M 無線協定 - WiFi、SigFox、LORA、LPWAN、 Zigbee/Zwave、藍牙、ANT+:何時何地使用哪一個
  4.  物聯網閘道的基礎知識 - 風險, Management 和生態系統
  5. 移動/桌面/Web 應用程式 - 用於註冊、數據採集和控制 –可用於物聯網的 M2M 數據採集平臺—AWS IoT、Azure 物聯網、Google 物聯網
  6.  物聯網的安全問題和解決方案 - 審查所有技術堆疊的安全性
  7.   企業物聯網平臺,如  Microsoft Azure 物聯網套件、AWS IoT、Google IoT、西門子 MindSphere
  8.  智慧電錶、開放智慧電網協定 (OSGP)、ANSI C 2.18 協定、HAN(家庭局域網)的 NIST 標準、 家庭插頭電力線聯盟、智慧電錶安全標準 - IEC 62056
  9. 分散式壁架技術(DLT),如Blockchain、HyperLedger和DAG(直接無環圖),用於智慧合約、P2P交易、智慧汽車充電
  10.  用於 DAM、變壓器、變電站、高壓電線等關鍵基礎設施的物聯網
Course Outline:

模組-1電力公司簡介、基礎知識和案例研究

  • IIoT  中所有技術堆疊的基礎知識
  • 電力公用事業市場的物聯網適應率以及他們 如何圍繞物聯網調整未來的商業模式和運營
  • 廣泛的應用領域
  • 智慧 電錶、智慧汽車、智能電網——簡要定義、採用和挑戰
  • Business 物聯網規則生成
  • Big Data 的 3 層架構——物理(感測器)、Communication 和數據智慧
  •  不斷發展的標準和平台參與者,如 Azure、AWS 和 Go-簡要介紹。他們提供什麼,不提供什麼

模組 2 : 感測器、 硬體和感測器網路

  • 感測器的基本功能和架構 – 感測器主體、感測器機制、感測器校準、感測器維護、成本和定價結構、傳統和現代感測器網路- 有關感測器的所有基礎知識
  • 感測器電子學的發展 - 物聯網與傳統 ,開源與傳統PCB設計風格
  • 感測器通信協議的發展——從歷史到現代。Modbus、中繼、HART 等傳統協定到現代 Zigbee、Zwave、X10、藍牙、ANT、6LoPAN、WiFi-x、NB-IoT、SignalFx、LORA
  • 感測器的供電選項 - 電池、太陽能、移動和PoE
  • 可穿戴設備的能量收集解決方案
  • SoC(晶片上的感測器)和基於MEMS的感測器
  • 採樣率與應用匹配 – 為什麼它在商業中很重要?
  • 什麼是感測器網路? 什麼是自組網? 
  • 無線網路與有線網路
  • 自動配對和重新連接
  • 使用哪些應用程式以及在哪裡使用
  • MathematicaL 練習找出要選取哪個網络以及在哪裡選取

模組 3: 物聯網中的關鍵安全和風險問題

  •  固件補丁風險 - 物聯網的軟肋
  • 物聯網通信協定安全性的詳細回顧 - 傳輸層 ( NB-IoT, 4G, 5G, LORA, Zigbee 等 ) 和應用層 – MQTT、Web Socket 等。
  • API端點的漏洞-物聯網架構中所有可能的API清單
  • Gate way 設備和服務的漏洞
  •  連接感測器的脆弱性 -閘道通信
  •  閘道-伺服器通信的漏洞
  •  物聯網中雲Database服務的漏洞
  •   應用層的脆弱性
  •   閘道管理服務的漏洞 - 本地和基於雲端的
  •   邊緣和非邊緣架構中的日誌管理風險

模組 4:  機器學習、人工智慧、智慧物聯網分析  

  • 智慧物聯網的投資回報率是多少?
  •  在公用事業 - 電能品質、能源管理、其他分析即服務 (AAS) 中
  • 物聯網中的分析堆疊簡介 - 特徵提取、信號處理、機器學習
  • 數位信號處理簡介
  • 物聯網應用中分析堆疊的基礎知識
  • 學習分類技術
  • 貝葉斯預測準備訓練檔
  • 支援向量機
  • 物聯網的圖像和視頻分析
  • 通過物聯網進行欺詐和警報分析
  • 即時分析/流分析
  • Scala物聯網和機器學習的能力 問題
  • FOG計算
  • 邊緣架構

模組 5:  智慧計量 - 標準、安全性和未來

  • 智慧電錶,
  • 開放智慧電網協定 (OSGP)
  • ANSI C 2.18 協定
  • HAN(家庭局域網)的NIST標準
  • Home Plug 電力線聯盟
  • 智慧電錶安全標準 - IEC 62056
  • 智慧電錶的安全漏洞:案例研究

模組 6:  物聯網雲平臺 / Iaas/Paas/Saas 物聯網

  • Iaas:基礎設施即服務演進模型
  • 面向Iaas的物聯網層安全漏洞機制
  • 用於醫療保健、家庭自動化和農業領域 Iaas 業務實施的中間件
  • Iaas 汽車保險和農業車輛資訊案例研究
  • Paas:物聯網中的平臺即服務。一些物聯網中間件的案例研究
  • Saas:物聯網商業模式的軟體/系統即服務
  • 通過 web-OTA 機制進行更新和補丁
  • Microsoft IoT Central 作為 PaaS 平臺的一個示例
  •  Go物聯網, AWS IoT PaaS 平臺

模組7:  智慧電網和智慧電錶的未來

  •  電動汽車充電即服務
  •  電動汽車作為行動電池和充電器錢包
  •  大型電池儲能——水力電池、鋰電池等舉措
  • 充電和存儲即服務
  • P2P能源交易的電網即服務
  • 在P2P能源交易中使用分散式賬本技術-Blockchain、HyperLedger和DAG
  •  IOTA/TIANGLE在P2P充電中的應用
  •  IOTA/TANGLE在智慧能源和智能合約中的應用

模組 8:  用於公用事業貨幣化的一些常見物聯網系統

  • 家庭自動化
  • 智能停車
  • 能源優化
  • Automotive-OBD /Iaas/PaaS 用於保險和停車場
  • 移動停車票務系統
  • 室內位置跟蹤
  • 面向智慧城市的智慧照明
  • 智慧垃圾處理系統
  • 城市智慧污染治理

模組 9:行動物聯網數據機、4G、5G、NB-IOT

  • 物聯網 的 4G 物聯網標準:  LTE-M 應用、NB-IoT、3GPP、4G、LTE CAT-1 物聯網的 UNB 標準
  • 5G 物聯網標準:LPWA、eMTC 、IMT 2020 5G
  • 物聯網行動數據機的 詳細架構
  •  4G/5G和無線網路的安全漏洞
  •  物聯網閘道 - 架構、分類 和安全問題

模組 10 : 託管 IoT 服務  : IoT 管理層

  • 感測器載入
  • 感測器映射
  • 數位孿生
  • 資產管理
  •  管理第三方設備和閘道
  •  管理感測器連接、閘道連接
  •  管理設備和閘道運行狀況
  •  管理感測器校準和品質控制
  •  大規模管理  OTA/補丁
  •  在分散式系統中 管理韌體、中間件和分析構建
  •  安全和風險管理
  •  API 管理
  •  日誌管理

模組 11 : 管理關鍵資產

  • 審查現有的光纖網路,SCADA,用於發電廠,變電站和關鍵變壓器的PLC。
  • 大壩系統的SHM(結構健康監測)-大壩監測的ICOLD標準
  • 從SCADA升級到本地基於雲端的系統(而非公共雲)
  • SCADA/PLC到智慧本地雲 ,以更有效地管理關鍵資產
  • 採用智慧設備的新政策策略
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