Implementácia priemyselných komunikačných technológií (5G/NB-IoT) do výučbového procesu

Basic informations

Thematic area: komisia č. 2 pre nové technológie, metódy a formy vo vzdelávaní

Project name (Slovak): Implementácia priemyselných komunikačných technológií (5G/NB-IoT) do výučbového procesu

Project name (English): Implementation of industrial communication technologies (5G/NB-IoT) into the teaching process

Start of project: 2026

End of project: 2028

Condition of project: Financovaný/riešený

Project number: 014TUKE-4/2026

Project leader: doc. Ing. Kamil Židek, PhD.

University: Technická univerzita v Košiciach

Department: Fakulta výrobných technológií so sídlom v Prešove

Project annotation in Slovak language

Projekt je zameraný na zaradenie nových bezdrôtových komunikačných technológií do výučbového procesu pre štúdijné programy Inteligentné a SMART technológie v priemysle. Komunikačné technológie budú rozdelené na dva skupiny: vysokorýchlostné komunikačné technológie s vysokou priepustnosťou dát pre zber dát (big-data) a pre energeticky nenáročný bezdrôtový zber dát na veľké vzdialenosti pre IIoT zariadenia. Prvá zo zavádzaných komunikačných technológií bude lokálna priemyselná 5G komunikácia implementovaná do laboratória SmartTechLab vo forme lokálnej 5G brány s možnosťou pripojenia viacerých klientských 5G zariadení. Druhá z komunikačných technológií je vhodná pre IoT zariadenia a bude na báze NB-IoT protokolu vhodná pre bezdrôtový zber dát zariadeniami napájanými batériami.

Ako prípadová štúdia využitia lokálnej priemyselnej 5G komunikácie bude využitá mobilná AMR platforma, kde bude doplnená Wi-Fi technológia novou vysokorýchlostnou 5G technológiou aj s možnosťou prepínania medzi tými dvoma technológiami. Bude teda možné demonštrovať výhody a nevýhody jej použitia aj s kvalitatívnym vyhodnotením parametrov počas pohybu mobilného robota. Pre mobilnú AMR platformu bude vytvorené digitálne dvojča umožňujúce aj vzdialený prístup a online sledovanie trajektórie robota v laboratóriu aj pre použitie v online resp. dištančnej výučbe v predmetoch Priemyselné roboty a manipulátory v priemysle.

Pre IIoT zariadenia bude vrámci prípadovej štúdie vytvorený vlastný modul na báze NB-IoT komunikačnej technológie aj s pripojenými snímačmi (teplota, vlhkosť, vibrácie, atď.).  Pre IIoT zariadenia na báze NB-IoT bude vytvorený portál na báze časových (Timeline) grafov so zbieraním dát zo snímačov a vzdialeným prístupom pre študentov pri výučbe predmetov na spracovanie a analýzu dát, napr. Digitálne inžinierstvo, resp. Informačné a riadiace systémy.

Pre prezentáciu výsledkov bude vytvorená online web platforma s odkazmi na vzdialený prístup k daným dátam z uvedených technológií pre študentov aj učiteľov. Prepojenie reálnych laboratórnych technológií bude realizované pomocou online prístupe čo vytvorí virtuálnu scénu použiteľnú vo výučbovom procese. Vzorové úlohy 5G komunikácie zariadení a IoT NB-IoT a materiály budú priamo prepojené hyperlinkami na interaktívne výučbové materiály.

Project annotation in English language

The project is focused on integrating new communication technologies into the educational process for study programs in Intelligent and SMART Technologies in Industry. The communication technologies will be divided into two groups: high-speed communication technologies with high data throughput for data collection (big data), and energy-efficient wireless data collection over long distances for IoT devices.

The first communication technology to be introduced will be local industrial 5G communication, implemented in the SmartTechLab laboratory in the form of a local 5G gateway with the capability of connecting multiple client 5G devices. The second communication technology, suitable for IoT devices, will be based on the NB-IoT protocol, designed for wireless data collection using battery-powered devices.

As a case study for the use of local industrial 5G communication, a mobile AMR platform will be used. Wi-Fi technology on this platform will be complemented by the new high-speed 5G technology, with the option to switch between the two. This setup will enable demonstration of the advantages and disadvantages of using 5G, along with a qualitative evaluation of parameters during the mobile robot’s movement. A digital twin will be created for the mobile AMR platform, allowing remote access and online tracking of the robot's trajectory in the laboratory. This will be useful for online or distance learning in subjects such as Industrial Robots and Manipulators in Industry.

For IoT devices, a custom module based on NB-IoT communication technology will be developed as part of a case study, including connected sensors (temperature, humidity, vibrations, etc.). A portal will be created for NB-IoT-based IoT devices, featuring timeline-based graphs for sensor data collection and remote access for students, to support subjects focused on data processing and analysis, such as Digital Engineering or Information and Control Systems.

To present the results, an online web platform will be created, containing links for remote access to data from the mentioned technologies for both students and teachers. The connection of real laboratory technologies with their digital twin will be implemented using an online camera system, creating a virtual scene usable in the teaching process. Sample tasks on 5G communication and NB-IoT IoT devices, along with materials, will be directly linked to interactive educational resources via hyperlinks.

Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA

	Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA	Capital expenditures in €
Drawn in year 2026	13 329,00	0,00