In Modul 1 haben wir das Konzept des Internets der Dinge auf einer hohen Ebene eingeführt, indem wir den Begriff definiert und seine Implikationen umrissen haben. In diesem Modul untersuchen wir einige der Details, die mit dem Design und der Implementierung von IoT-Geräten verbunden sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen computergestützten Systemen sind IoT-Geräte in andere Geräte "eingebettet", um eine erweiterte Funktionalität zu bieten, ohne dass der Benutzer mit der Komplexität eines Computers konfrontiert wird. Die Benutzer interagieren mit dem Gerät auf natürliche Weise, ähnlich wie mit jedem anderen Objekt in der Welt. Auf diese Weise verfügt ein eingebettetes System über eine Schnittstelle, die den Erwartungen und Bedürfnissen der Benutzer entspricht. Um eine natürliche Schnittstelle zu schaffen, muss das eingebettete System über Sensoren, die den Zustand der Welt erfassen, und Aktoren, die den Zustand der Welt verändern, direkt mit der physischen Welt interagieren. In diesem Modul werden wir die Struktur von eingebetteten Systemen erörtern und diese Interaktionen mit der physischen Welt beschreiben.

IoT-Geräte werden sowohl mit Hardware- als auch mit Softwarekomponenten implementiert. Dedizierte Hardwarekomponenten werden verwendet, um die Schnittstelle zur physischen Welt zu implementieren und rechenintensivere Aufgaben auszuführen. Mikrocontroller werden verwendet, um Software auszuführen, die Eingaben interpretiert und das System steuert. In diesem Modul wird die Rolle der Hardware- und Softwarekomponenten im System erörtert. Es werden die Funktionen gängiger Hardwarekomponenten beschrieben und die Schnittstelle zwischen Software und Hardware über den Mikrocontroller erläutert. IoT-Geräte verwenden häufig ein Betriebssystem, um die Interaktion zwischen der Software und dem Mikrocontroller zu unterstützen. Wir werden definieren, welche Rolle ein Betriebssystem in einem IoT-Gerät spielt und wie sich ein IoT-Betriebssystem von einem Standard-Betriebssystem unterscheidet.

Ein wichtiger Aspekt des Internets der Dinge ist, dass die Geräte auf irgendeine Weise vernetzt und oft mit dem Internet verbunden sind. Die Vernetzung ermöglicht es den Geräten, mit anderen IoT-Geräten und größeren cloudbasierten Servern zu kommunizieren. IoT-Geräte können oft als kleine Teile eines viel größeren kollektiven Systems betrachtet werden, zu dem auch große Server in der Cloud gehören. In diesem Modul werden die Grundlagen der Vernetzung und insbesondere des Internetprotokolls vorgestellt. Schließlich sind die meisten IoT-Geräte mit dem Internet verbunden, so dass das Verständnis der mit dem Internet verbundenen Protokolle wichtig für die Entwicklung von IoT-Geräten ist. Wir werden auch das Konzept eines mobilen Ad-hoc-Netzwerks (MANET) vorstellen, das kleine, lokale Netzwerke von IoT-Geräten beschreibt.