Verwendung von Raspberry Pi zur IoT-Entwicklung

Das „Internet der Dinge“ (IoT) ist mittlerweile in aller Munde und wird in Zukunft mit größter Wahrscheinlichkeit einen bedeutenden Einfluss auf unseren Alltag nehmen – sowohl zu Hause als auch bei der Arbeit. Durch die Anbindung von Geräten, sogenannten Knotenpunkten, an das Internet über ein Gateway zur Übertragung von Daten an einen Cloud-basierten Server steht uns eine Unmenge an neuen Anwendungen und neuartigen Möglichkeiten zur Bezahlung von Produkten auf der Grundlage des eigenen Gebrauchs zur Verfügung. Ein Erwerb des kompletten Produkts ist nicht mehr unbedingt notwendig.

Produktentwickler müssen hierbei jedoch schnell sein, um sich einen Vorsprung gegenüber Wettbewerbern zu sichern. Für Entwickler, die vor der Aufgabe stehen, stets neue Designs zu liefern, kann diese Aufgabe durchaus entmutigend wirken. So kommt es, dass viele von ihnen ihre Herangehensweise an Embedded Development überdenken.

 

 

Abbildung 1: Small-Board-Computer wie der Raspberry Pi erfreuen sich stets zunehmender Beliebtheit als zeit- und kosteneffektive Möglichkeit zur raschen Markteinführung eines Designs.

 

Mit umfassenden Optionen bezüglich E/A und Anschlussfähigkeiten, einer Open-Source Linux-Distribution und einer Vielzahl an verschiedenen Modellen bietet der Raspberry Pi eine hervorragende Plattform für Ihre IoT-Entwicklung.

Bei vielen Designs mit geringem und mittlerem Volumen sind die Materialliste (Bill of Materials, BOM) und die nicht umlagefähigen Ausgaben (Non-Recoverable Expenses, NRE) für die Entwicklung einer individuellen eingebetteten Prozessorplatine mitunter gewaltig. So ist die Möglichkeit, Ihr Design auf einer bewährten und vielfach eingesetzten Platine mit einer Fülle an Zusatzmodulen aufzubauen, darunter LCD-Touchscreens, GPIO Erweiterungsplatinen und Open-Source-Software, nicht nur ausgesprochen kostenwirksam, sondern kann Ihnen auch wertvolle Entwicklungszeit einsparen. Für Designs mit höherem Volumen bietet das Raspberry Pi Compute Entwicklungskit eine innovative und noch kostenwirksamere Möglichkeit, Ihr Design auf dem Raspberry Pi Compute Modul aufzubauen und im Anschluss Ihre ganz eigene Schnittstellenplatine zu erstellen. Bei IoT-Designs gewinnt dieser Punkt nochmals an Bedeutung, da die Anschlussfähigkeit unerlässlich für die Funktion des IoT ist. In aller Regel führt hierfür kein Weg an WLAN-Netzwerken vorbei. Die Kommunikation über drahtlose Netzwerke unterliegt jedoch bestimmten Regelungen; aus diesem Grund benötigen bestimmte Designs eine gewisse Zertifizierung, wodurch die Kosten für BOM und NRE nochmals steigen. Unabhängig davon, welche Form von WLAN-Anschlüssen Ihr Raspberry Pi Design auch benötigt, steht Ihnen eine ganze Reihe an bereits zertifizierten Platinen und Modulen zur Verfügung.

In aller Regel benötigen Gateway-Anwendungen sowohl Kommunikationsmöglichkeiten über weite Strecken für den Anschluss an Cloud-Dienste als auch Anschlüsse für Verbindungen über kurze Strecken zur Anbindung von Knotenpunkten wie Sensoren usw. Der Gebrauch von WLAN- oder Mobilfunknetzwerken für den Anschluss an die Cloud ist ideal, da – sofern ein Ethernet-Netzwerk vorhanden ist – der Raspberry Model B und dieB+ Platinen über einen 10/100 BaseT RJ45 Anschluss verfügen.  Ein Beispiel für einen extrem kostengünstigen und besonders kleinen Wireless Adapter ist der Edimax 2.4 GHz USB2.0 Wireless Adapter. Dieses weit verbreitete Low-Power-USB-Gerät bietet 802.11b/g/n Kommunikation mit bis zu 150 MB/s und kann im Handumdrehen über die Befehlszeile konfiguriert werden.

Falls Ihr IoT-Design tragbar sein oder in Bereichen eingesetzt werden soll, wo bis auf ein Mobilfunknetzwerk kein WLAN- oder sonstiger Anschluss zur Verfügung steht, ist das SparqEE GSM Mobilfunkmodul und die dazugehörige Raspberry Pi Adapter Shield-Platine ideal.

 

English	Translation
Your Device	Ihr Gerät
+CELLv1.0	+CELLv1.0
Free Servers	Freie Server
Your Smartphone	Ihr Smartphone

 

Abbildung 2: Mit SparqEE können Sie Ihre Daten mühelos über die Cloud von Ihrem Gerät abrufen und auf Ihrem Smartphone oder Computer anzeigen

 

 

Knotenpunkte nutzen in aller Regel die ZigBee-Option mit geringerer Leistungsaufnahme und ebenso geringer Reichweite sowie Bluetooth Kommunikationsprofile. Wird das neueste Bluetooth-Low-Energy-Profil, Bluetooth 4.0, noch hinzugefügt, ist der kompakte Bluegiga USB-Adapter perfekt. Für manche IoT-Designs im industriellen Bereich sind die Sub-GHz ISM-Frequenzbänder sehr beliebt. Hierfür ist der Raspberry Pi-bereiteERA-Connect USB-Adapter eine gute Wahl.