Návrh a realizácia IoT Simulátora
Diplomová práca
Bc. Tomáš Lörinc
Dosiahnuté výsledky
Teoreticka časť práce
- Definovaný pojem IoT na základe odporúčaní medzinárodných organizácii
- Stanovené kritéria pre klasifikáciu IoT zariadeni
- Prehľad vybraných dostupných protokolov pre IoT
Prakticka časť práce
- Zrealizovaný IoT simulátor
- Navrhnuté dve samostatné SW platformy
Ďalšie kroky
- Rozšírovanie simulátora
- Vytvorenie podkladov pre výuku s využitim simulátora
IoT simulátor
IoT simulátor
IoT simulátor
IoT brána
- ATMEGA2560
- ESP8266
- OLED
- 53 GPIO
- 16 ADC
- UART
- I2C
- SPI
- WiFi
- MQTT
IoT brána
Senzoricka doska
- Teplota
- Vlhkosť
- Pohyb
- Osvetlenie
- Potenciometer
- Srdečný tep
Inteligentné relé
- ESP8266
- OLED
- 4 RELAY
- Teplota
- Vlhkosť
- WiFi
- MQTT
AQS senzor
- ESP8266
- OLED
- CO2
- Teplota
- Vlhkosť
- Prach
- Dym
- WiFi
- MQTT
HMI displej
- UART
- Dotyk
- 4.3"
Nextion HMI
Server
- Raspberry Pi 3B+
- BCM2837B0
- Cortex A-53
- 1GB RAM
- WiFi
- BT a BLE
- 35USD
Použité technológie
Node.RED
Node.RED Dashboard
Home Assistant
Home Assistant
Návrh obvodu
Návrh PCB
Návrh 3D modelu
Technicky výkres
3D Tlač
Reprezentácia
Title Text
Ďakujem za pozornosť
Otázky školiteľa
Ktorý komunikačný protokol v IoT oblasti je podľa Vášho názoru najlepší?
MQTT
LPWAN siete
Otázky školiteľa
Aké sú minimálne hardvérové nároky servera (embedded systému) pre plynule fungovanie Home Assistanta?
Otázky oponenta
Ako nedostatky práce vidím neodkazovanie sa na zdroje, najmä pri faktických tvrdeniach a tým nemožnosť overiť si poniektoré tvrdenia, ktoré študent uvádza (napr. s.26 ), kde ako negatívum WiFi je uvádzané „krátky dosah“ a pri Bluetooth je ako pozitívum uvádzané „dosah až stovky metrov“, pričom bežný človek má skúr opačné skúsenosti (s kratším dosahom v prípade Bluetooth oproti WiFi). Avšak je ťažké porovnávať relatívnu hodnotu „krátky dosah“ s konkrétnou hodnotou „stovky metrov“.
Otázky oponenta
https://www.bluetooth.com/blog/exploring-bluetooth-5-going-the-distance/
Otázky oponenta
https://www.feasybeacon.com/long-life-bluetooth-5-0-up-to-500m-long-range-beacon-fully-programmable-works-with-android-ios.html
Otázky oponenta
1. Na str.18 spomínate architektúru IoT v 3 vrstvách. Štandardný OSI reference model je 7 vrstvový. Odvodený TCP/IP model je 4 vrstvový. Je možné toto 3 vrstvové rozdelenie (podľa IEEE) chápať ako nový OSI model pre IoT?
Otázky oponenta
Vo vašich definíciách (kapitola 1.4) definujete „vec“ ako „ človek, zviera, stena, stroj alebo akákoľvek hmotná vec, vybavená minimálne jedným senzorom alebo aktorom, schopná komunikovať prostredníctvom IP protokolu.“.
a. Prečo teda smartfón nespĺňa definíciu „veci“? (str. 23: „smartfón je vo svojej podstate prenosný univerzálny počítač a nejde teda o vec“)
Otázky oponenta
Vo vašich definíciách (kapitola 1.4) definujete „vec“ ako „ človek, zviera, stena, stroj alebo akákoľvek hmotná vec, vybavená minimálne jedným senzorom alebo aktorom, schopná komunikovať prostredníctvom IP protokolu.“.
V práci spomínate že ak by teda práčka autonómne komunikovala (napr. firmware update), bolo by možné ju chápať ako IoT(?). Prečo teda ak smartfón autonómne komunikuje (totožne stiahnutím nového firmware), už to nie je chápané ako autonómna komunikácia?
Otázky oponenta
Vo vašich definíciách (kapitola 1.4) definujete „vec“ ako „ človek, zviera, stena, stroj alebo akákoľvek hmotná vec, vybavená minimálne jedným senzorom alebo aktorom, schopná komunikovať prostredníctvom IP protokolu.“.
c. str..22/23: (smartfón): „Nie je to však jeho primárny účel pretože mobil je uspôsobený na interakciu s človekom.“.. nebolo by možné ten istý argument použiť pre vylúčenie TV, kávovaru a pod. (všetko, čo má tlačidlá, ktoré môže človek stáčať) z rodiny IoT?
https://www.networkworld.com/article/2378581/8-internet-things-that-are-not-iot.html
Otázky oponenta
3. Na jednej strane popisujete, že zariadenia komunikujúce na iných typoch siete (Bluetooth, BLE, Z-Wave,..) nemožno považovať za IoT zariadenie, maximálne spolu s centrálou (s. 23), na ďalšej strane však píšete „Podobné zariadenia ... sú odkázané na IoT sieť.“. Čo potom chápete pod „IoT sieťou“? V kapitole 2 potom uvádzate tieto typy sietí/protokolov spomínate medzi vybranými protokolmi pre IoT.
Otázky oponenta
3. Na jednej strane popisujete, že zariadenia komunikujúce na iných typoch siete (Bluetooth, BLE, Z-Wave,..) nemožno považovať za IoT zariadenie, maximálne spolu s centrálou (s. 23), na ďalšej strane však píšete „Podobné zariadenia ... sú odkázané na IoT sieť.“. Čo potom chápete pod „IoT sieťou“? V kapitole 2 potom uvádzate tieto typy sietí/protokolov spomínate medzi vybranými protokolmi pre IoT.
Otázky oponenta
3. Na jednej strane popisujete, že zariadenia komunikujúce na iných typoch siete (Bluetooth, BLE, Z-Wave,..) nemožno považovať za IoT zariadenie, maximálne spolu s centrálou (s. 23), na ďalšej strane však píšete „Podobné zariadenia ... sú odkázané na IoT sieť.“. Čo potom chápete pod „IoT sieťou“? V kapitole 2 potom uvádzate tieto typy sietí/protokolov spomínate medzi vybranými protokolmi pre IoT.
Otázky oponenta
4. Ako by ste dali do súvisu IoT vrsty (viď Otázka 1) a vrstvy z Obr. 4.?
1. Na str.18 spomínate architektúru IoT v 3 vrstvách. Štandardný OSI reference model je 7 vrstvový. Odvodený TCP/IP model je 4 vrstvový. Je možné toto 3 vrstvové rozdelenie (podľa IEEE) chápať ako nový OSI model pre IoT?
Otázky oponenta
5. V práci porovnávate energetickú náročnosť MQQT a HTTPS (kapitola 2.5.5). Pokiaľ teda MQQT nepoužíva HTTPS, sú chránené dáta pred odpočúvaním a zneužitím ( a ak áno, akým spôsobom)?
Secure Sockets Layer , SSL je protokol, resp. vrstva vložená medzi vrstvu transportnú (napr. TCP/IP) a aplikačnú (napr. HTTP), ktorá poskytuje zabezpečenie komunikácie šifrovaním a autentizáciou komunikujúcich strán. Protokol SSL sa najčastejšie využíva pre bezpečnú komunikáciu s internetovými servermi pomocou HTTPS, čo je zabezpečená verzia protokolu HTTP. Po vytvorení SSL spojenia (session) je komunikácia medzi serverom a klientom šifrovaná a teda zabezpečená proti odposluchu.
MQTT + SSL = MQTT
HTTP + SSL = HTTPS
Otázky oponenta
6. Kto je Ondrej Macko, ktorého spomínate v 1. kapitole ako etalón „univerzálnych odborníkov na všetky oblasti“?
Ďakujem za pozornosť
Definition
Description of IoT
IEEE
“A network of items—each embedded with sensors—which are connected to the Internet.”
IEEE,“Internet of Things”, 2014
Sieť predmetov - každý vybavený senzorom - ktoré sú pripojené k internetu.
OASIS
“System where the Internet is connected to the physical world via ubiquitous sensors.”
(OASIS, “Open Protocols”, 2014)
Systém, kde je internet spojený s fyzickým svetom prostredníctvom všadeprítomných senzorov.
Internet of Things
IoT je systém vzájomne prepojených zariadení, strojov, zvierat, ľudi..., ktoré majú unikátne ID a majú schopnosť vymienať dáta prostredníctvom internetu, bez zásahu človeka.
Thing
Človek, zviera, stena, stroj, akákoľvek vec, vybavená senzorom alebo aktuátorom, IP protokolom a schopnosťou komunikovať.
LTE
WiFi
LAN
BLE
433MHz
Centrálna aplikácia
Internet
Internet of Things
Centrála
MQTT
23°
23°
73%
73%
N
By tomaslorinc
N
- 382