Einführung¶

Bei Internet auf Dingen Geräten stehen folgende Ziele im Vordergrund:

• Direkt Adressierbar, Gerät zu Gerät (Master/Slave), Gerät zu Smartphone/Tablet (Wearables) oder Gerät - Cloud
• Einfache Einbindung in bestehende Netzwerke (Ethernet, WLAN, Bluetooth)
• Anpassung an limitierte Ressourcen der Geräte (min. 32KB Flash, 4KB RAM) oder Wissen der Anwender
• Skalierbar von 250 - 300 Geräte in einem Haushalt
• Antwortzeiten unter 100 Millisekunden für eine typische Interaktion (z.B. im Auto)
• Nahtlose Integration mit Smartphones und Tablets
• Minimaler Stromverbrauch für lange Batterielebensdauer (ein Jahr und länger)

Um diese Ziele zu erreichen, werden eigene Protokolle und Device Server verwendet.

Ein Device Server nutzt:

• Open-Source-Protokolle wie COAP / HTTP, MQTT, TLS / TCP, DTLS / UDP und OMALWM2M für die Datenkommunikation und Gerätemanagement.
• Stellt die Interoperabilität zwischen Geräte Protokollen wie MQTT, COAP etc. und REST (über HTTP) her.

COAP¶

Constrained Application Protocol (Coap) ist ein Software-Protokoll welches für Internet der Dinge Geräte zugeschnitten ist.

COAP ist auf den meisten Geräten, die UDP Unterstützen, lauffähig.

Ein COAP fähiges Gerät publiziert seine Sensoren und Aktoren in einem Resource Directory oder stellt selber ein solches zur Verfügung.

Mittels Resource Discovery können die vorhandenen Sensoren und Aktoren mit ihren Attributen abgefragt werden.

Resource discovery

GET /.well-known/core

Antwort

</config/groups>;rt="core.gp";ct=50,
</large>;rt="block";sz=1280,
</device>;title="Device management",
</sensors/temp>;if="sensor";rt="ucum.Cel",
</sensors/light>;if="sensor";rt=light-lux

rt=Resource Type, ct=Content Type, if=Interface Description

Weitere Informationen: ARM CoAP Tutorial

IoT @ Eclipse¶

Das IoT Eclipse Projekt ist einen Sammlung von Internet der Dinge Projekten.

Californium¶

Dienst zum Erstellen von CoAP Clients und Servern in Java.

leshan - Open Mobile Alliance (OMA) Lightweight M2M (LWM2M) Server¶

leshan Erweitert Californium um einen Lightweight M2M (LWM2M) Server. D.h. neben der CoAP Funktionalität kommen weitere hinzu, wie:

• RD - Resource Directory (Verwalten von CoAP Clients)
• Eine Web Oberfläche
• REST API
• Standard Device Management Objects

Standard Device Management Objects

• 1 - Server
• 2 - Zugriffsberechtigungen
• 3 - Gerät
• 4 - Monitoring
• 5 - Firmware
• 6 - GPS Informationen

Installation

wget https://hudson.eclipse.org/leshan/job/leshan/lastSuccessfulBuild/artifact/leshan-standalone.jar
java -jar ./leshan-standalone.jar

Anwahl der Web Oberfläche mittels http://localhost/8080.

Beispiele: REST (leshan Server)

# Alle Clients abfragen (Antwort im JSON Format)
curl -X GET  http://localhost:8080/api/clients
                         
# Wert von LED2 abfragen (Antwort im text/plain Format)                      
curl -X GET  http://localhost:8080/api/clients/mbed-k64f-1234/10/0/2 
 
# Wert für LED2 setzen
curl -X GET -vvv http://localhost:8080/api/clients/mbed-k64f-1234/10/0/2 -H "Content-Type: text/plain" -d "10"

Übungen¶

Installiert den LWM2M Server auf Eurem Notebook.

Importiert das COAPleshan Programm, ändert die IP-Adresse des Servers auf die Eures Notebooks und lädt es auf Eurer Board.