Internet věcí do škol!

Transkript

1 Internet věcí do škol! Martin Malý BigClown Labs, s.r.o.

2 Co vás dnes čeká? Proč učit elektroniku? Co je Internet věcí a proč se o něj zajímat ve škole? Jaké jsou dostupné platformy? Praktická ukázka: EduShield Stavebnicový systém BigClown Od ideje k hotovému zařízení: Měříme, ovládáme Otázky a odpovědi

3 Vytvářet elektroniku je skvělé! Není to složité Výsledky jsou přitažlivé Výsledky mohou být i užitečné Učení hrou Využití v dalším životě a studiu

4 Internet věcí letem světem Hype, hype, hype Spojuje internet a elektroniku Makro- i mikropohled Příznivá křivka učení

5 Platformy pro IoT Arduino Raspberry Pi STM32 a spol. Proprietární platformy

6 Softwarové platformy Arduino (Wiring) Linux (Python) ARM (C / RTOS) Proprietární platformy Cloud (AWS, Amazon) Vlastní servery

7 Raspberry Pi Minipočítač s Linuxem Procesor ARM Ethernet, USB, HDMI, audio Konektor pro připojení vlastního HW Programovací jazyky standardní: C/C++, Python, JavaScript, Pro výuku nejmenší vstupní bariéra, ale relativně málo možností rozšíření

8 Arduino a věci okolo Programovací jazyk Wiring (podobný C++) Procesor ATMega Žádný OS, "holý křemík" Velká podpora výrobců periferií Robotika, 3D tisk K vývoji je potřeba PC, není nezbytné pájení Nízká cena

9 Ostatní platformy a kity Microchip PIC STM32 Větší výkon než Arduino, menší než Raspberry Devkity vyžadují pokročilejší techniky (pájení)

10 Na čem učit? Pájet, nebo nepájet? Kolik teorie je potřeba?

11 Nám se osvědčilo: Nepájet! Nesestavovat vlastní obvody (chyby!) Postupovat od příkladu k teorii Je jedno, že nevíte, co je přesně napětí a proud! Dělejte věci pro radost!

12 Praktické intermezzo I

13 EduShield arduino101.cz CZ.NIC Vhodný pro demonstraci základů i pokročilých technik Nic se nepájí, nic se nespojuje Kompatibilní s Ethernet Shieldem Vhodné pro 12+ Metodické materiály

14 BigClown

15 Open-source Open hardware Open software Open documentation GitHub Eagle Licence Hardware: CERN OHL v1.2 Software: MIT License Texts, pictures: CC BY-SA 4.0 Komunita Sdílení know-how Sdílení projektů Podpora uživatelů

16 Bezpečnost DIY IoT Security Manifesto Efficient Node-Gateway-Hub protocol Message encryption and authentication by OCB-AES128 Session authentication by TRNG and SHA-256 Shared secret for session authentication is stored in crypto element with a protected hardware-based key storage chip

17 Technologie 868 MHz (EU) / 915 MHz (USA) Publish / Subscribe - MQTT { data : JSON } ARM Cortex M0+ I2C, SPI, UART, USB, ADC, DAC, GPIO GCC ARM Embedded Linux Hub Python, Node.js, Go AWS IoT / Azure IoT Hub / REST

18 BigClown System Scheme BigClown Territory

19 BigClown Node

20

21

22 Praktické intermezzo II

23 Clown.Dashboard

24 BigClown Alpha Set Připojuje se přímo k PC / Raspberry Pi Skládačka modulů a tagů Součást ekosystému BigClown (snadný upgrade) Kvalitní senzory Komunikace postavená na standardech

25 Standard MQTT

26 Standard JSON ["humidity-sensor/i2c0-5f", {"relative-humidity": [39.8, "%"]}] ["humidity-sensor/i2c1-5f", {"relative-humidity": [37.9, "%"]}] ["barometer/i2c1-60", {"pressure": [97.591, "kpa"], "altitude": [315.9, "m"]}] ["thermometer/i2c0-48", {"temperature": [23.44, " C"]}] ["lux-meter/i2c1-44", {"illuminance": [60.72, "lux"]}] ["lux-meter/i2c0-44", {"illuminance": [195.68, "lux"]}]

27 Senzory a aktuátory Temperature Tag Lux-Meter Tag Humidity Tag Barometer Tag Relay Module CO2 Module Display Module PIR Module NFC Tag

28 Software Docker - Windows, Mac, Linux, Raspberry Pi Hub (C, Python) MQTT broker (Mosquitto) Uživatelské knihovny Python JavaScript

29 Praktické intermezzo III

30 Ukázka v JavaScriptu var mqtt = require('mqtt'); var client = mqtt.connect('mqtt:// '); client.on('connect', function () { client.subscribe('nodes/bridge/0/thermometer/i2c0-48'); }) client.on('message', function (topic, message) { var payload = JSON.parse(message.toString()); console.log(topic,payload.temperature[0]); var temperature = parsefloat(payload.temperature[0]); if (temperature>30.0) { client.publish("nodes/bridge/0/relay/i2c0-3b/set",'{"state":false}'); } else { client.publish("nodes/bridge/0/relay/i2c0-3b/set",'{"state":true}'); } })

31 Blynk

32 Otázky? Děkuji za pozornost Martin Malý, BigClown Labs