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IoT Bausteine mit Bluetooth Low Energy und Java SDK

Zusammenfassung

In diesem Projekt wurde eine neue Connectivity Option für das Projekt «FHNW IoT-Bricks» entwickelt. «FHNW IoT-Bricks» zielt darauf den Einstieg in die IoT Welt einfacher zu gestalten. Durch einfaches Erstellen von Prototypen für IoT Use Cases, wird IoT Einsteigern die Vielfältigkeit von IoT nähergebracht.

Keywords

IoT, Raspberry Pi, Adafruit nRF52, Bluetooth Low Energy, MQTT, Java SDK, Python, Vue.js

Zielsetzung

Der Auftrag des Projektes besteht darin, eine neue Schnittstelle in das bestehende Projekt zu implementieren. Dies soll mit der Technologie von Bluetooth Low Energy (BLE) umgesetzt werden. Mit dieser Technologie soll die Reaktionszeit auf ein Minimum reduziert werden.

Somit können Programmieranfänger mit wenig Java Kenntnisse Sensoren auslesen und Aktoren steuern. Durch das Java SDK soll es möglich sein, rasch und effizient Prototypen für IoT Use Cases zu entwickeln.
Weiter soll der Code mit möglichst wenig Abhängigkeiten programmiert werden. Der Code soll einfach zu warten sein und problemlos von Studierenden erweitert werdenkönnen.

Ausgangslage

Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) bezieht sich auf ein System miteinander verbundener Objekte, die in der Lage sind, über das Internet miteinander zu kommunizieren.
Dies können Aktoren sowie auch Sensoren sein. Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten bieten unendlich viele Möglichkeiten. Jedoch gestaltet sich dadurch der Einstieg in die IoT Welt sehr komplex. Das Erstellen eines IoT Systems ist für Anfänger immer noch anspruchsvoll und herausfordernd.
Die vielen verschiedenen Mikrocontroller, Entwicklerwerkzeuge, Funkmodule und IoT Cloud Plattformen machen die Entscheidung beim Systemdesign nicht einfach.

Hier soll das Projekt «FHNW IoT Bricks» Abhilfe schaffen. Das System führt sogenannte Bricks ein. Das sind Mikrocontroller, die jeweils genau eine Funktion haben. Diese können somit an einem beliebigen Ort installiert werden und kommunizieren mit dem entwickelten Java Software Development Kit (SDK). Durch das Java SDK soll es möglich sein, rasch und effizient Prototypen für IoT Use Cases zu entwickeln.

Das bereits vorhandene Projekt an dem angeknüpft werden soll, ist bereits funktionsfähig. Für die Connectivity wird eine Long Range Wide Area Network (LoRa-WAN) Schnittstelle verwendet. Die Technologie eignet sich gut, für das Senden und Empfangen von Daten über eine grosse Reichweite. Jedoch ist die Reaktionszeit lang.

Ergebnisse

Das Projekt «FHNW IoT-Bricks» wurde erfolgreich um eine Connectivity Option erweitert. Dafür wurde die Technologie BLE verwendet wie in der Aufgabenstellung verlangt. Durch BLE konnte die Reaktionszeit enorm verkürzt werden. Durch die erreichte Reaktionszeit können neue Use Cases umgesetzt werden. Das System wurde zusätzlich um eine Web-App erweitert. Diese bietet einen Überblick über alle verfügbaren Geräte. Zudem dient diese Web-App auch zur Interaktion mit den Gateways, um einen neuen BLE-Scan auszulösen. Durch das Ermöglichen neuer Use Cases wird die vielfältige Verwendung begünstigt.

Projektdaten

Projektdauer: September 2020 - Januar 2021
Aufwand: 180 Stunden pro Person
Team-Grösse: 2 Personen

Auftraggeber

Fachhochschule Nordwestschweiz Hochschule für Technik

Adresse:
Klosterzelgstrasse 2
5210 Windisch
E-Mail: admin.technik@fhnw.ch
Tel: +41 56 202 99 33
Webseite: www.fhnw.ch

Projektteam

Pascal Bürge
pascal.buerge@students.fhnw.ch

Alejandro Garcia
alejandro.garcia@students.fhnw.ch

Kontakt

Thomas Amberg
thomas.amberg@fhnw.ch

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