Inhalt des Kurses
Softwareentwurf
In this course, students learn how to design software and program various subsystems in the Internet of Things. This includes programming microcontrollers, building an IoT cloud architecture and web development.
The programming of microcontrollers is done with Arduino, the IoT cloud architecture is implemented with Microsoft Azure and the creation of a graphical user interface happens in the form of a website. This imparts knowledge of the entire IoT chain as well as the dependencies and communication options, such as REST APIs or MQTT, in this area.
Star Wars, Millennium Falcon, Nachtlicht
Einführung
Dieses Projekt zeigt, wie man ein intelligentes Nachtlicht mit Microsoft Azure-Diensten verwaltet. Es nutzt das Azure IoT Hub zur Kommunikation zwischen dem Nachtlicht und der Cloud sowie verschiedene weitere Azure-Dienste zur Steuerung und Verwaltung der Lichtfunktionen.
Inhaltsverzeichnis
Funktionsübersicht
Fernsteuerung des Nachtlichts:
Das Nachtlicht kann über eine Webschnittstelle oder mobile App ein- und ausgeschaltet werden.
Zeitplanung:
Das Nachtlicht bietet eine praktische Zeitplanungsfunktion, mit der Benutzer individuelle Zeitpläne erstellen können. Diese ermöglichen es, bestimmte Zeiten festzulegen, zu denen das Licht automatisch ein- oder ausgeschaltet wird. Dadurch haben Benutzer die Möglichkeit, das Nachtlicht entsprechend ihrer persönlichen Vorlieben und Bedürfnisse anzupassen und müssen sich nicht manuell um das Ein- und Ausschalten kümmern. Die Zeitplanungsfunktion sorgt für eine bequeme und automatisierte Steuerung des Nachtlichts, um eine angenehme Beleuchtung zu gewährleisten.
Datenvisualisierung:
Die gesammelten Rohdaten des Nachtlichts können in Echtzeit visualisiert werden. Dies ermöglicht es Benutzern, die Helligkeitsänderungen im Laufe der Zeit zu verfolgen.
Firmware-Aktualisierungen:
Dank der Integration des Mikrocontrollers mit der Azure-Cloud ist es möglich, Firmware-Aktualisierungen für das Nachtlicht durchzuführen. Über die Cloud können neue Funktionen problemlos hinzugefügt und Fehler behoben werden, ohne dass physische Änderungen am Gerät vorgenommen werden müssen. Dies bietet eine enorme Flexibilität und ermöglicht es, das Nachtlicht kontinuierlich zu verbessern und auf dem neuesten Stand zu halten. Benutzer können von den Aktualisierungen profitieren, ohne dass sie das Nachtlicht physisch anpassen oder ersetzen müssen. Diese effiziente Aktualisierungsmöglichkeit trägt zur langfristigen Funktionalität und Vielseitigkeit des Nachtlichts bei und stellt sicher, dass es den sich ändernden Anforderungen und Bedürfnissen der Benutzer gerecht wird.
Benutzerfreundliche Konfigurationsoberfläche:
Das Nachtlicht verfügt über eine benutzerfreundliche Weboberfläche oder mobile App, über die Benutzer die verschiedenen Funktionen und Einstellungen des Nachtlichts konfigurieren können.
Projektdetails
Aufbau des Nachtlichts
Das Nachtlicht besteht aus folgenden Komponenten:
LED-Streifen:
Ein RGB-LED-Streifen wird verwendet, um das Licht des Nachtlichts zu erzeugen. Er ist an einen Mikrocontroller angeschlossen.
Mikrocontroller:
Ein Arduino Mikrocontroller dient als Steuereinheit für das Nachtlicht. Er empfängt Signale von der Cloud und steuert die Helligkeit und Farbe der LEDs entsprechend.
Lichtsensor:
Ein Lichtsensor ist in das Nachtlicht integriert, um die Umgebungshelligkeit zu messen. Diese Informationen werden für die automatische Helligkeitsregelung verwendet.
Netzteil:
Das Nachtlicht wird über ein Netzteil mit Strom versorgt, um die benötigte Leistung für die LEDs und den Mikrocontroller bereitzustellen.
Gehäuse:
Alle Komponenten sind in einem speziell entworfenen Gehäuse untergebrach.
Integration mit Azure
Um das Nachtlicht mit Azure zu integrieren, werden folgende Schritte durchgeführt:
1. Erstellung eines Azure IoT Hubs:
Ein IoT Hub wird in Azure erstellt, um die Kommunikation zwischen dem Nachtlicht und der Cloud zu ermöglichen.
2. Konfiguration des Mikrocontrollers:
Der Mikrocontroller wird mit den notwendigen Anmeldeinformationen und Protokolleinstellungen versehen, um eine sichere Verbindung zum IoT Hub herzustellen.
3. Senden von Telemetriedaten:
Das Nachtlicht sendet regelmäßig Telemetriedaten, wie die aktuelle Helligkeit und den Status, an den IoT Hub.
4. Empfangen von Steuerbefehlen:
Der Mikrocontroller empfängt Steuerbefehle vom IoT Hub, um das Ein- und Ausschalten des Nachtlichts sowie die Änderung von Farbe und Helligkeit zu ermöglichen.
Tim Niedermeier, Anton Pelezki
BetreuungYannick Schiele
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Thomas Müller
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