Csatlakoztassa könnyedén a felhőhöz a végkészüléket

A „dolgok internetjével” együttműködni képes eszközök fejlesztőire egyre fokozódó nyomás nehezedik a technológiát hasznosítani képes eszközök mind gyorsabb kidolgozására. Az új Edison-modul olyan „építőkocka”, amely megkönnyíti azoknak a problémáknak a megoldását, amelyek minden IoT-eszközben előfordulnak.

Mivel az IoT-alapú eszközök egyre gyorsabban kerülnek piacra, nő a fejlesztők igénye az olyan átfogó tervező- és prototípuskészítő kártyák iránt, amelyek terveik alapjául szolgálhatnak. Ezeknek a kártyáknak nemcsak a tervek megépítését és értékelését kell megkönnyíteniük, de a beágyazott célkártyáknak vagy számítási moduloknak sokszor a végtermékbe integrálhatónak is kell lenniük.

Az új Edison-modul

Az Intel nemrég bemutatott Edison-modulja (1. ábra) éppen ezeket a kívánalmakat célozza meg. A mindössze bélyeg méretű (35,3 × 25,0 × 3,9 mm-es) WiFi-csatlakozással rendelkező számítómodul ebben a méretben két hordozópanel-kivitelben is kapható. Az Edison-modul alapja egy Intel rendszercsip (SoC), amely egy 500 MHz-es, kétmagos, kétszálas Intel Atom processzort és egy 100 MHz-es, 32 bites Intel Quark mikrokontrollert egyesít. Az 1 GB RAM-mal, 4 GB flash-memóriával és 40 konfigurálható GPIO-csatlakozóval rendelkező SoC minden bizonnyal elegendő számítási képességgel rendelkezik a legtöbb IoT-terv igényeinek kielégítéséhez. A GPIO-kivezetésekre akár 20 digitális be/kimenet, 6 analóg bemenet, vala­mint UART-, SPI- és USB-interfészek is konfigurálhatók. Az 1,8 VDC tápfeszültségű Edison-modul kiválóan alkalmas akku­mulátorról működő, viselhető eszközök megvalósításához. A beépített adatkapcsolati lehetőségek között megtalálható a 802.11 a/b/g/n Wi-Fi és a Bluetooth 4.0 támogatás is. Az SoC-on előre feltelepített, a Yocto disztribúciónak megfelelő, beágyazott Linux operációs rendszert futtat, amelynek része a Python, a Node.js és egy átfogó szoftvercsomag is.

1. ábra Az Intel Edison-modul és az Edison-készlet Arduino-kártyához használható változata

Az egyik hordozópanel-változat egy alapkivitel, amely a modul 70-kivezetéses GPIO-felületét elérhetővé teszi a befogadó panel számára, a másik pedig kivezeti az összes elérhető I/O-pontot, és egy Arduino Uno R3-kompatibilis vendégpanel-csatlakozást és szintkonvertereket is tartalmaz. Egy Intel Edison Arduino IDE-port az Intel honlapon keresztül elérhető.

A modul üzembe helyezése

Az Intel Edison bemutatásához egy Arduino kártyához való Intel Edison készletet (2. ábra) használunk. A készlet tartalmazza a kivezetőpanelt és az Intel Edison-modult is. Első lépésként ajánlott megtekinteni az Edison üzembe helyezési útmutatóját (Edison Getting Started Guide) az Intel Communities honlapján. Ez részletes telepítési utasításokat tartalmaz a Windows-, Mac- és Linux-felhasználók számára az Edison-modul Arduino-kivezetőpanelra való helyezésétől a WiFi-routerhez való csatlakozásig. Amint a modult a a helyére csatlakoztatta, fontos, hogy kövesse az Edison-modul flash-memóriájának írására vonatkozó utasításokat, mielőtt továbbhaladna. Ez a művelet röviden összefoglalva a következő lépésekből áll: a legfrissebb képfájl letöltése, áttöltése az Edisonhoz csatlakoztatott meghajtóra és az újraindítás. Az Edisonhoz történő első csatlakozás USB-kapcsolaton keresztül történik, a GNU screen segédprogramja pedig, amely egy egyszerű terminálablak, az Edison konfigurálásának következő fázisaihoz használatos. Az Edison elindítása és a root-ként való sikeres bejelentkezés jelenti a kulcsfontosságú első lépéseket.

2. ábra Az Intel Edison-készlet Arduino-kártyához használható változata

A configure_edison - setup? segédprogram használatával megadhatja a készülék nevét és jelszavát, majd kiválaszt­hatja és csatlakoztathatja a WiFi-útválasztót (router). Ha ez sikeresen megtörtént, újraindíthatja az Edisont, és remélhetőleg meg is ta­lálja azt a helyi hálózaton. A 3. ábrán látható az üdvözlő képernyő, amely akkor jelenik meg, ha egy böngészőbe beírja az Intel Edison IP-címét. A jövőbeni parancssor-utasítások és a bejelentkezés az Edison gyökérfiókjába ssh-n keresztül megadhatók.

3. ábra  Sikerült! Az Edison látható a hálózaton

Most le kell töltenie és feltelepítenie az Intel Edison Arduino IDE-programot az Intel’s Maker honlapról. Az Edison Getting Started Guide végigvezeti a telepítés lépésein, és ajánlja, hogy próbálja ki a mellékelt „Blink” példaprogramot, amivel ellenőrizheti a modul megfelelő működését. A program lefutásakor látnia kell a hibakeresés eredményeit. Tekintse meg a 4. ábrát. A készülék címe a jobb alsó részen található. Ennek a címnek meg kell egyeznie azzal a porttal, amit a már említett screen segédprogramnál is használt. Miután feltöltötte a programot, az Edison-modul jobb oldalán látható apró, zöld LED villogni kezd.

4. ábra A Blink mintaprogram feltöltése az Intel Edison-modulba

Csatlakozás a felhőhöz

A működő Intel Edison-kártyával a birtokunkban eljött az idő, hogy felfedezzünk néhány rendkívül egyszerű IoT-funkciót, amelyet ez a platform kínál. A szükséges IoT-eszközöket, illesztő- és segédprogramokat már előre feltöltve találjuk a kártyán, az tehát készen áll a használatra. De előtte még létre kell hoznunk egy fiókot a felhőalapú Intel Analytics Dashboardon, hogy az Edison képes legyen oda küldeni és onnan fogadni az érzékelőadatokat. Az Intel az Analytics Dashboardot a „nem kereskedelmi” célú alkalmazásokhoz bocsátja rendelkezésre. Ez egy igen könnyen használható, mégis átfogó platform, amellyel ellenőrizheti megtervezett alkalmazása működőképességét. A kezelőfelületen egyszerű hierarchiába szervezve látszanak a felhasználói fiókok, készülékek és összetevők. Létrehozhat egy fiókot, amelyhez több végkészülék – például egyedi Intel Edison-modul – is tartozhat. Tekintse meg az 5. ábrát. Mindegyik csomóponti készüléknek hitelesített módon be kell jelentkeznie az elemző fiókba, ide fogják az információkat elküldeni egy időben korlátozott érvényességű aktivációs kóddal. Mindegyik készüléknek számos egyedi összetevője lehet. Alapesetben ezek lehetnek hőmérséklet-érzékelők, páratartalom-érzékelők és a tápfeszült­ség­­kapcsoló. Az egyes készülékekhez további összetevőket lehet hozzárendelni. Mindegyik érzékelőt regisztrálni kell az Analytics Dashboard-on, hogy az képes legyen rögzíteni és ábrázolni a fogadott adatokat.

5. ábra Intel IoT-elemzőfelület

Az Intel Edison elemzőfelülethez való csatlakozásának a felügyelete az iotkit-admin-parancs feladata. Ha ellenőrizni szeretné, hogy az Edison eléri-e a felhőszervert, használhatja az iotkit-admin test-parancsot. Ha az elemzőfelületen már létrehozott egy fiókot, és megadta az aktivációs kódot, maximum egy órája van aktiválni az Edison-készüléket. Feltételezve, hogy az Edison rendelkezik internetkapcsolattal, a készüléket csatlakoztathatja ssh-n keresztül az iotkit-admin activate (aktivációs kód) paranccsal, ahogy az a 6. ábrán is látható.

6. ábra Az Intel Edison aktiválása az Intel elemzőfelületen

Ezután regisztrálnia kell mindegyik csatlakoztatott érzékelőt. Ezzel lényegében egy „fedőnevet” (alias) hoz létre az adatok továbbítására. A példánknak ennél a fázisánál még nincs hőmérséklet-érzékelő az Edisonhoz csatlakoztatva, de előre tudjuk, hogy hőmérsékletadatokat fogunk küldeni, és ezt a tesztelési fázisban, a parancssorról is megtehetjük. A hőmérséklet-érzékelő regisztrálásához a következő parancsot fogjuk használni:

iotkit-admin register temp temperature.v1.0

Ebben a példában csak a temp szócskára van szükségünk az érzékelő azonosításához, amikor adatokat küldünk a felhőnek.
A temperature.v1.0 jelöli az összetevő típusát és a mérés paramétereit, ami erről az összetevőről rögzítve van az Account Catalog (fiókkatalógus) részben.
Az érzékelő adata – azaz egy „megfigyelés” – bármelyik fázisban manuálisan elküldhető az elemző-felületnek az alábbi paranccsal:

iotkit-admin observation temp 24

A temp az érzékelő alias neve, a 24 pedig az elküldeni kívánt hőmérsékletérték. Frissítse az Analytics Dashboardot, és látni fogja, ahogy az adatok megjelennek.

Automatizált adatküldés

Most már van egy működő Intel Edison-modulunk, ami kommunikál a felhőben lévő Analytics Dashboarddal. De hogyan tudjuk automatizálni az adatok küldését? Szerencsére az Intel közöl C/C++ és node.JS példaalkalmazásokat is ennek egyszerűsítésére. Az Intel Communities oldalon elérhető összes programozási nyelv között Python-példák is találhatók. Az Intel egy sor IoT-könyvtárat (a szabványos Arduino Ethernet.h könyvtárral együtt egy iotkit.h, és a JSON.h könyvtárat) is elérhetővé tesz, amelyeket Arduino-programokhoz lehet használni. Ezekkel rendkívül egyszerűen működésre bírhatja alkalmazását. A 7. ábrán például egyszerű hőmérséklet-mérési programpéldát mutat. Az Analog Devices gyártámányú, Celsius-fokban kalibrált, feszültségkimenetű TMP36 hőmérséklet-érzékelő táp- és földvezetékét az Arduino I/O-csatlakozójának +5 VDC és GND csatlakozópontjaira, a szenzor feszültségkimenetét pedig az Arduino A0 (ADC bemenet) pontjára csatlakoztatjuk.

7. ábra Egy egyszerű IoT-hőmérséklet-érzékelő alkalmazás Arduino-programja

Összefoglalás

Az Intel Edison-kártya sok lehetőséget kínál az IoT-tervezés felgyorsítására. Miután meghatározta az érzékelő I/O követelményét, és elkészítette a prototípust, egy egyszerű I/O-kártya elegendő az Edison-modul befogadására és a csatlakoztatásra az érzékelők széles választékához. Ez a cikk röviden bemutatta az Intel Edison-platformot, és azt, hogy a modul egy IoT-alkalmazással és a hozzá társított Analytrics Dashboard elemzőfelülettel percek alatt, könnyűszerrel működésbe hozható.

Szerző: Simon Duggleby – marketingigazgató – RS Components, félvezető üzletág

RSComponents Magyarország
Tel.: +36 1 580 2262, fax: +36 1 580 2264
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
hu.rs-online.com

Még több RSComponents

Címkék: Intel | Edison | IoT | Analytics Dashboard