Windows 10 IoT Core.NET User Group Paderborn, 18. Oktober 2016

Über die Vortragenden

Jens Siebert Diplom-Informatiker Software-Architekt bei dSPACE Twitter: @jens_siebert

Mark Lechtermann Informatiker Software-Architekt bei dSPACE Twitter: @MarkLechtermann

Windows 10 – „One Windows“

Bild: Microsoft (https://winblogs.azureedge.net/win/2015/01/Windows-10_Product-Family.jpg)

Windows für eingebettete Systeme

Windows CE 1.0(1996)

Windows CE 1.01(1997)

Windows CE 2.0(1997)

Windows CE 2.10(1998)

Windows CE 2.11(1998)

Windows CE 3.0(2000)

Windows CE 4.0(2001)

Windows CE 4.1(2002)

Windows CE 4.2(2003)

Windows CE 5.0(2004)

Windows CE 6.0(2006)

Windows CE 6R2(2007)

Windows CE 6R3(2009)

Windows Embedded 7(2011)

Windows Embedded 8(2013)

Windows 10 IoT Core(2015)

Windows 10 IoT Pro(2015)

Raspberry Pi

1.2GHz Quad-Core ARMv8 (Broadcom BCM2837) 1 GB RAM Broadcom Video Core IV GPU 4x USB 2.0 802.11 b/g/n WiFi 10/100/1000 Mbit Ethernet Bluetooth 4.1/LE HDMI Camera Interface (CSI) Display Interface (DSI) 40 GPIO Pins

Bild: Microsoft (https://https://az835927.vo.msecnd.net/sites/iot/Resources/images/devices/RPi3_0.png)

Raspberry Pi

24x GPIO 2x 5V 2x 3,3V 8x Ground (Masse) 1x I2C (Inter-Integrated Circuit Bus) 2x SPI (Serial Peripheral Interface) 1x UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

Bild: Microsoft (https://az835927.vo.msecnd.net/sites/iot/Resources/images/PinMappings/RP2_Pinout.png)

Windows 10 IoT Core Setup

Raspberry Pi (2 oder 3) SD-Card (16GB) PC mit

Windows 10 SD-Card Reader

Windows 10 IoT Dashboard

Bild: Microsoft (https://az835927.vo.msecnd.net/sites/iot/Resources/images/IoTDashboard/IoTDashboard_SetupPage.PNG)

Windows Device Portal Zugriff auf Windows 10 IoT Gerät über Web-Oberfläche URL: http://<devicename>:8080 User: Administrator Passwort: Aus Windows 10 IoT Dashboard

Bild: Microsoft (https://az835927.vo.msecnd.net/sites/iot/Resources/images/deviceportal/deviceportal.png)

Universal Windows Platform

Bild: Microsoft (https://i-msdn.sec.s-msft.com/de-de/windows/uwp/get-started/images/universalapps-overview.png)

Was wird benötigt?

Raspberry Pi 2 oder 3 mit Windows 10 IoT Core (Anniversary Update)

PC mit Windows 10 (Anniversary Update) Visual Studio 2015 Update 3 (Community reicht aus) Windows 10 SDK und Tools (für Anniversary Update) Für Elektronik-Basteleien:

Breadboard Elektronik-Komponenten (Widerstände, LEDs, etc.) Sensoren (Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, GPS, etc.)

Ein gewisses Elektronik-Grundwissen ist von Vorteil!

Projekt-Setup (UWP-App)

GPIO-Pins nutzenusing Windows.Devices.Gpio;

[…]

// Hole Referenz auf GPIO Controller Objekt

var gpio = GpioController.GetDefault();

// Prüfe ob GPIO Controller vorhanden ist

if (gpio != null)

{

// Verbindung zum GPIO-Pin Nr. 5 öffnen

var pin = gpio.OpenPin(5);

// GPIO-Pin als Ausgabe-Pin konfigurieren

pin.SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Output);

// GPIO Pin auf Wert «High» setzen

pin.Write(GpioPinValue.High);

}

Demo: LED blinken, Button einlesen

I2C-Bus nutzenusing Windows.Devices.I2c;

[…]

// Hole Referenz auf I2C Controller Objekt

var controller = await I2cController.GetDefaultAsync();

// Prüfe ob I2C Controller vorhanden ist

if (controller != null)

{

// Verbindung zum Sensor mit der Adresse 0x77 herstellen

var connectionSettings = new I2cConnectionSettings(0x77);

device = controller.GetDevice(connectionSettings);

// Wert aus Sensor-Register mit Adresse 0xAA auslesen

var registerData = new byte[2];

device.WriteRead(new byte[] { 0xAA }, registerData);

}

Demo: Temperatur-/Luftdruck-Sensor

Adafruit BMP180 Barometric Pressure/Temperature/Altitude Sensor

Vin: 3 to 5V (DC) Logic: 3 to 5V compliant Pressure sensing range: 300-1100 hPa Up to 0.03hPa / 0.25m resolution -40 to +85°C operational range +-2°C temperature accuracy This board/chip uses I2C 7-bit address 0x77.

Bild: Adafruit (https://cdn-shop.adafruit.com/970x728/1603-03.jpg)

UART nutzenusing Windows.Devices.SerialCommunication;

[…]

// Hole Referenz auf UART Objekt

var aqs = SerialDevice.GetDeviceSelector();

var dis = await DeviceInformation.FindAllAsync(aqs);

device = await SerialDevice.FromIdAsync(dis[0].Id);

// Prüfe ob UART Objekt vorhanden ist

if (device != null)

{

// UART Baud-Rate setzen

device.BaudRate = 9600;

// Wert über InputStream auslesen

var dataReader = new DataReader(device.InputStream);

var bytesRead = await dataReader.LoadAsync(1024);

var data = dataReader.ReadString(bytesRead);

}

UART nutzen Wichtig: Nutzung der UART-Schnittstelle über Capabilities im

Application Manifest freischalten!

Package.appxmanifest:

<Capabilities>

<Capability Name="internetClient" />

<DeviceCapability Name="serialcommunication">

<Device Id="any">

<Function Type="name:serialPort" />

</Device>

</DeviceCapability>

</Capabilities>

Demo: GPS-Sensor

Adafruit Ultimate GPS Breakout (based on MTK3339) -165 dBm sensitivity, 10 Hz updates, 66 channels 5V friendly design and only 20mA current draw Breadboard friendly RTC battery Output: NMEA 0183, 9600 baud default Fix status LED Internal patch antenna u.FL connector for external active antenna

Bild: Adafruit (https://cdn-shop.adafruit.com/970x728/746-08.jpg)

„Internet of Things“

Bild: siliconANGLE (http://siliconangle.com/files/2016/02/network-782707_1280-1080x675.png)

Azure IoT Hub

Bild: Microsoft (https://acom.azurecomcdn.net/80C57D/cdn/mediahandler/docarticles/dpsmedia-prod/azure.microsoft.com/en-us/documentation/articles/iot-hub-what-is-iot-hub/20161003010117/hubarchitecture.png)

Azure IoT Hub – Notwendige Vorarbeiten

1. Azure Account anlegen (kostenlos) 2. Azure IoT Hub im Azure Portal einrichten

Wichtig:Bei „Tarif und Skalierung“ unbedingt „F1 – Free“ auswählen!

Azure IoT Hub – Gerät registrieren 1. Azure DeviceExplorer herunterladen und installieren 2. IoT Hub Verbindungsschlüssel kopieren

Azure IoT Hub – Gerät registrieren 1. IoT Hub Verbindungsschlüssel im DeviceExplorer registrieren 2. Im Tab „Management“ das neue Gerät registrieren

Azure IoT Hub – Geräteschlüssel auslesen

1. Im Tab „Management“ Rechts-Klick auf den Geräte-Eintrag 2. „Copy connection string for selected device“ auswählen

Projekt-Setup (Background-App)

Projekt-Setup (NuGet-Packages)

Nachrichten an IoT Hub sendenusing Microsoft.Azure.Devices.Client;

[…]

var deviceClient = DeviceClient.CreateFromConnectionString(azureIotHubConnectionString);

[…]

var message = new Message(Encoding.UTF8.GetBytes(data));

await deviceClient.SendEventAsync(message);

Projekt-Setup (Event-Receiver)

Projekt-Setup (NuGet-Packages)

Nachrichten vom IoT Hub empfangen

using Microsoft.ServiceBus.Messaging;

[…]

var eventHubClient = EventHubClient.CreateFromConnectionString(

connectionString,

"messages/events"

);

[…]

var eventData = await eventHubReceiver.ReceiveAsync();

var data = Encoding.UTF8.GetString(eventData.GetBytes());

Demo: Azure IoT Hub

Informationen & Links

Source-Code: bitbucket.org/jenssiebert/dnugpbwindows10iotcore Windows 10 IoT Core: developer.microsoft.com/en-us/windows/iot

Docs: developer.microsoft.com/en-us/windows/iot/Docs Samples: developer.microsoft.com/en-us/windows/iot/samples IoT Core Dashboard: developer.microsoft.com/en-us/windows/iot/docs/iotdashboard

Raspberry Pi: raspberrypi.org Docs: raspberrypi.org/documentation

Azure IoT Hub: azure.microsoft.com/de-de/services/iot-hub Docs: azure.microsoft.com/de-de/documentation/services/iot-hub DeviceExplorer: github.com/Azure/azure-iot-sdks/blob/master/tools/DeviceExplorer

Literatur

Bilder: Hanser Verlag (http://files.hanser.de/hanser/pics/978-3-446-44719-6_2165312176-34.jpg)Microsoft Press (https://www.microsoftpressstore.com/ShowCover.aspx?isbn=9781509302161)

Vielen Dank!