IoT mit Raspberry Pi3 und der Microsoft Cloud (Azure IoT Hub)

Kursbeschreibung

Einführung in die Raspberry PI 3 Welt

Es wird dem Kursteilnehmer aufgezeigt, welche Möglichkeit man mit dem Raspberry Pi 3 und dem Windows IoT (Internet of Things) Core hat. Für größere Projekte ist die Anbindung an eine Azure (Cloud) unverzichtbar. Es wird gezeigt, wie die Daten von Sensoren ohne große Infrastruktur zentral ausgewertet und gespeichert werden. Diese Art der Datenverwaltung ist extrem flexibel und lukrativ. Es wird gezeigt, wie man das „Microsoft Azure IoT Starter Kits“ verwendet. Dazu werden verschiedenste Apps entwickelt. Eine App liest Sensordaten ein und legt diese Daten in Azure ab. Eine andere App auf einem anderen System, liest diese Daten zur Auswertung aus.

Installation und Inbetriebnahme eines Windows 10 IoT Core

Der Entwicklungsrechner kann entweder ein Windows 10 oder ein Windows 7/8 PC sein. Je nach Betriebssystem ist eine andere Vorgehensweise notwendig. Der Kursteilnehmer richtet sich seinen Entwicklungsrechner entsprechend den Bedürfnissen ein. - Lädt das aktuelle Flash-Image von Windows 10 IoT Core auf sein System. - Kopiert das Image auf ein mindestens 8GB MicroSD Class 10 Karte. - Verbindet den Entwicklungsrechner und das Raspberry Pi 3 Bord mit einem (HDMI Kabel, Monitor und einer Mouse, optional), einem Ethernet Kabel. - Bootet das System mit der installierten MicroSD.

Der erste Bootvorgang dauert etwa 10 Minuten.

Beschreibung der Respberry Pi 3 Hardware

Dabei erfahren die Teilnehmer, wo die Pins der GPIO (General Purpose Input/Output Pins), I2C (Inter-Integrated Circuit), UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) und die SPI (Serial Peripheral Interface) Schnittstellen liegen.

Beschreibung des Windows 10 IoT Core

Die Windows 10 IoT Core Version enthält eine eingeschränkte Benutzeroberfläche, in der man nur die Netzwerkanbindung und die Zeitzonen konfigurieren kann. Es gibt kein Start-Menu, keinen Launcher und man kann nur genau eine App mit UI (User Interface) ausführen. Die Steuerung kann über Maus und Tastatur durchgeführt werden. Es können aber mehrere „Headless Apps“ parallel ausgeführt werden.

Remote-Zugriff auf das Windows 10 IoT Core

Der Kursteilnehmer lernt von seinem PC aus, über die verschiedenen Zugriffsmöglichkeiten, mit dem Raspberry Pi Board zu kommunizieren. Er nutzt dabei die Remote-Werkzeuge: die Remote PowerShell, Secure Shell, FTP, Administratorfreigaben und den Integrierten Webbrowser.

Die verfügbaren Befehle

Er lernt mit den zur Verfügung gestellten Funktionen (IoT Startup, net use, SetPassword ping, usw) sein Target auf die Bedürfnisse anzupassen.

Die Entwicklungsumgebung

Als Entwicklungsumgebung kann auch die kostenfreie Edition von Visual Studio 2015 verwendet werden, zusätzlich wird danach eine IoT Extension und ein SDK (Software Development Kit) installiert. Grundsätzlich können für die Projektentwicklung folgende Entwicklungssprachen verwendet werden: C#, VB.NET und C++. Es werden auch Node.js und Python unterstützt. Wir nutzen derzeit C#. Es wird gezeigt, welche Feature in Visual Studio 2015 zu installieren sind. Er kann dann mit den Projektvorlagen Universale Apps entwickeln. Er kann diese Apps auch auf folgenden Geräte „IoT Geräte mit Raspberry PI, mobile Geräte, PC/Desktop, Surface und auf einer Xbox“ verwenden. Er wendet drei Arten der Deployment und Debugging Methoden an. 1. Den Debugger im Visual Studio zu verwenden, um die App auf dem RasPi zu testen. 2. die App über die Weboberfläche zu laden oder 3. die App über den Microsoft Store zu veröffentlichen und anzuwenden.

Raspberry Pi und Cloud (Azure IoT Hub):

Der Teilnehmer richtet sich bei Microsoft ein Azure Testkonto ein und legt seine Daten dort zur weiteren Verarbeitung ab. Er weiß, wie die Cloud einzurichten ist und wie das Raspberry am Azure IoT Hub zu registrieren ist.

Übungen:

Es stehen zahlreiche Übungen zur Verfügung. Beginnend mit Hello Raspberry Pi 3, Hello LED, GPIO-App, Sensor-App, App2App Kommunikation, usw.

Bereitstellungen für die Kursteilnehmer:

Für die Kursteilnehmer wird sowohl ein HW-Kit: Vilros Raspberry Pi 3 Ultimate Starter Kit als auch ein Buch: Raspberry Pi für Windows 10 IoT Core: Der praktische Einstieg für Anwender und Entwickler zur Verfügung gestellt.

Voraussetzungen

Software-/hardwarenahe-Entwickler mit Grundkenntnisse in C# im .Net Framework

Zielgruppe

Der Kurs richtet sich an alle Software-/hardwarenahe-Entwickler, die unter Windows 10 IoT Core die Peripherie über das Raspberry Pi 3 Board ansprechen möchten und z.B. einen Sensor zu bedienen oder ihn auszulesen, diese Daten entsprechend auszuwerten, aufzubereiten, um diese dann in Azure (Cloud) abzulegen. Alle Beispiele sind derzeit in C# zu schreiben.

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