Aufbau und Implementierung eines Demonstrators zur Verwaltung und Darstellung smarter Services durch IoT-Geräte, -Plattformen und einer Low-Code Programmierumgebung
2022, Projektarbeit, Saeidi Hadi
Betreuung durch M.Sc. Yannick Juresa
Abstract
Die vorliegende Arbeit gibt einen Überblick über die Grundlagen vom IoT (Internet of Things) und erklärt die grundsätzlichen Komponenten zur Implementierung und Ausführung von IoT- Systemen. Dazu werden im Rahmen dieser Arbeit die Datenverarbeitungs- und Programmierungsmöglichkeiten sowie die Kommunikationsprotokolle im IoT veranschaulicht und verglichen. Anschließend wird ein IoT-Demonstrator aufgebaut, anhand derer die theoretischen Grundlagen praktisch umgesetzt werden. Hierfür werden die Daten von zwei Beispielsensoren nämlich Gas- und Temperatursensoren über ein IoT-Gateway (Edge-Gerät) auf der Mindsphere IoT Plattform dargestellt. Nutzer werden sowohl per E-Mail als auch über die Plattform über kritische Werte informiert. Ein IoT-Gateway ermöglicht die Kommunikation zwischen Geräten und der Cloud. Um ein IoT-Gateway zu erstellen, werden in dieser Arbeit Raspberry Pi und Node-RED verwendet. Der Raspberry Pi stellt den notwendigen Rechner, Node-RED die Softwareschnittstelle zur Verfügung, um die Protokolle der Sensoren zu adressieren bzw. auszulesen und die Kommunikation herzustellen. Die Low-Code-Plattform Node-RED realisiert die IoT-Anwendungen, Datenerfassung, lokale Verarbeitung und Cloud- Integration und fordert dabei wenige Programmierkenntnisse. Die Kommunikation zwischen IoT-Geräten und Gateway sowie Gateway und IoT-Plattform erfolgt über ein MQTT Brocker (Mosquitto). MQTT ist ein IoT-Standard-Kommunikationsprotokoll. Die Eigenschaften von MQTT machen es zu einer ausgezeichneten Option für das Senden großer Mengen von Sensordaten an Plattformen und Cloud-Lösungen.