Lehký úvod do HW pro IoT Štěpán

Prezentace na téma: "Lehký úvod do HW pro IoT Štěpán"— Transkript prezentace:

1 Lehký úvod do HW pro IoT Štěpán Bechynský @stepanb

2 Azure IoT Hub

3 Telemetrická data Měření Logy Nepřetržitý tok Hlídání hodnot v reálném čase Big Data Machine learning NoSQL databáze

4 Jen pro představu… 1 hodina = 60 minut 1 den = 1 440 minut 1 týden = 10 080 minut 1 měsíc = 43 200 minut 1 rok = 525 600 minut

5 Jen pro představu… 1 minuta = 60 vteřin 1 hodina = 3 600 vteřin 1 den = 86 400 vteřin 1 týden = 604 800 vteřin 1 měsíc = 2 592 000 vteřin 1 rok = 31 536 000 vteřin

6 Azure IoT Hub Management koncových zařízení DeviceExplorer Každé zařízení má vlastní bezpečnostní klíče Obousměrná komunikace Zabezpečení pomocí TLS a SAS Podporované protokoly HTTPS REST AMQP MQTT Napojení na další služby Microsoft Azure

7 Bezpečnost V současné době velmi podceňované Fyzická bezpečnost zařízení Šifrování

8 Azure IoT Hub Demo

9 Stream Analytics Zpracování toku dat z jednoho nebo více zdrojů „Filtr“ Agregace Výstup do dalších Azure služeb

10 IoT Hub Metadata PROPERTYDESCRIPTION EventProcessedUtcTimeThe date and time that the event was processed. EventEnqueuedUtcTimeThe date and time that the event was received by the IoT Hub. PartitionIdThe zero-based partition ID for the input adapter. IoTHub.MessageIdUsed to correlate two-way communication in IoT Hub. IoTHub.CorrelationIdUsed in message responses and feedback in IoT Hub. IoTHub.ConnectionDeviceId The authenticated id used to send this message, stamped on servicebound messages by IoT Hub. IoTHub.ConnectionDeviceGenerationId The generationId of the authenticated device used to send this message, Stamped on servicebound messages by IoT Hub. IoTHub.EnqueuedTimeTime when the message was received by IoT Hub. IoTHub.StreamIdCustom event property added by the sender device.

11 Základní nastavení Stream Analytics DEMO

12 Agregace Skoro Real Time zpracování Jeden nebo více zdrojů Různé možnosti agregace Tumbling Window Hopping Window Sliding Window

13 Tumbling Window SELECT sensorld, AS count FROM sensorReadings TIMESTAMP BY time GROUP BY sensorld, TumblingWindow(second, 10)

14 Hopping Window SELECT sensorld, AS Count, AVG(temp) FROM SensorReadings TIMESTAMP BY time GROUP BY sensorld, HoppingWindow(second, 10, 5)

15 Sliding Window SELECT sensorld, MIN(temp) as temp FROM SensorReadings TIMESTAMP BY time GROUP BY sensorld, SlidingWindow(second, 5) HAVING MIN(temp) > 75

16 Azure IoT Hub SDK C, C#, JAVA, Node.js

17 Azure IoT Hub SDK Open Source https://github.com/Azure/azure-iot-sdks C, C#, JAVA, Node.js Python Implementuje jen posílání a příjem zpráv https://github.com/bechynsky/AzureIoTDeviceClientPY

18 Azure IoT Hub REST API Všechny funkce dostupné přes REST API Požadavek musí být podepsán Shared Access Signature (SAS) Vynuceno TLS

19 Shared Access Signature HMAC-SHA256 Kombinace URL požadavku a času vypršení platnosti HTTP hlavička Authorization {URL-encoded-resourceURI} + "\n" + expiry

20 Shared Access Signature DEMO

21 Posílání a příjem zpráv Device to Cloud (D2C) – odesílání zpráv ze zařízení Cloud to Device (C2D) – odesílání zpráv na zařízení

22 Device to Cloud https://{IoTHubName}.azure-devices.net/devices/{deviceId}/messages/events?api-version={api-version}

23 Cloud to Device

24 Hardware Raspberry Pi, DragonBoard 410C, ESP8266, mbed

25 Raspberry Pi

26 Zná každý Podporovaný OS Linux (Debian, Fedora, …) Windows 10 IoT Core

27 3.3 V

28 Funkce GPIO Digitální Nelze použít všechna GPIO I 2 C Vestavěný pull-up rezistor 1k8 SPI Dva CE Více je nutné řešit manuálně PWM UART

29

30 3.3 V logika HW musí odpovídat 3.3 V logice Převodník úrovní

31 Omezený proud Nenapájejte hardware přímo z Raspberry Pi Používejte alespoň základní tranzistorový spínač pro větší proudy Author: Andreas B Mundt, CC A-SA

32 ADC, hodiny reálného času, PWM HAT Externí moduly Mnoho výrobců DIY (PICAXE, AVR, Arduino, …) Většinou I 2 C komunikace

33 DragonBoard 410C

34 1.8 V

35 DragonBoard 410C Velmi podobné Raspberry Pi Wifi a Bluetooth přímo na desce 8 GB eMMC 1 GB RAM Podporovaný OS Android 5.1 (Lollipop) na Linux Kernel 3.10 Debian 8.0 Windows 10 IoT Core

36 ESP8266

37 SoC kombinující mikrokontrolér a Wi-fi Extrémně nízká cena Velký výběr modulů Různý firmware LUA, Micropython, … Částečně kompatibilní s Arduino IDE Alternativa k Arduino Knihovna nesmí být závislá na AVR

38

39 Základní technická specifikace 32-bit RISC CPU: Tensilica Xtensa LX106, 80 MHz 64 KB RAM pro instrukce 96 KB RAM pro data Externí QSPI flash až 16MB IEEE 802.11 b/g/n WEP, WPA/WPA2 16 GPIO SPI, I²C 1 10-bit ADC

40 ESP8266 a Azure IoT Hub DEMO

41 mbed Platforma od ARM

42 mbed Platforma společnosti ARM Podpora procesorů s jádrem ARM Cortex-M Celá řada desek On-line IDE

43 mbed Ukázka desek