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Ein kleiner Einstieg in die Windows 10 IoT Welt

Veröffentlicht am 31.03.2017 von Ronny Ulbricht , IoT , Azure

Das Internet der Dinge (englisch: Internet of Things) wird gern als die nächste industrielle Revolution bezeichnet. Das Thema der „intelligenten Gegenstände“ hat in den letzten Jahren immens an Fahrt aufgenommen und ist mittlerweile sowohl im Enterprise als auch im Consumer Umfeld angekommen. Mit Windows 10 als Plattform, den Universal Windows Platform Apps und dem Azure IoT Hub mischt auch Microsoft kräftig mit.

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Für die eBiz Consulting GmbH als Beratungsunternehmen und Integrationspartner für Software-Systeme, aber auch für mich persönlich als interessierter Entwickler ist das Thema „Internet of Things“ (IoT) schon länger auf dem Radar relevanter Trendthemen.

Meine Erfahrungen beschränkten sich dabei jedoch eher auf theoretisches Wissen aus verschiedenen Blog-Artikeln und anderen Publikationen sowie Samples, die ich bei Kollegen und befreundeten Entwicklern bestaunen durfte.

Im Rahmen der Microsoft Veranstaltung „Technical Summit 2016“ bot sich die Möglichkeit, an einem Tages-Workshop teilzunehmen und so in den praktischen Teil der IoT-Welt einzusteigen. Ich bekam einen ersten Überblick mit welchen Dingen man sich beschäftigen sollte und mit welchen nicht, wenn man sich in der Microsoft Welt des Internet der Dinge bewegt. Im Folgenden möchte ich diese Erfahrungen nun gern teilen.

Die richtige Idee

„Einfach mal so probieren“ mag im Bereich der Software Entwicklung ein probater Ansatz sein, um in neue Themen einzusteigen und sich auszuprobieren, am Ende liefert aber ein konkreter Anwendungsfall das höchste Motivationspotenzial. Eine halbwegs sinnvolle Idee sollte daher am Anfang aller Bemühungen stehen. Das ist schon deshalb notwendig, weil die benötigte Hardware mit einem finanziellen Investment verbunden ist, das sich je nach Ausstattung der Hardware (Anschlüsse, Sensoren) unterscheiden kann. Hier zum Beispiel eine Liste verschiedener Windows 10 IoT-fähiger Devices:

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Eine naheliegende Idee ist beispielsweise das Auslesen und Weiterverarbeiten von Sensordaten einer Kaffeemaschine, einer Wetterstation oder das Ansteuern eines LED Displays zur Darstellung von Zustandsinformationen.

Wie den richtigen Einstieg finden?

Weiß man was man machen möchte, dann ist es zielführend sich Hilfestellung zu organisieren um geleitet in das Thema einzusteigen. Microsoft bietet für den Einstieg in die Windows 10 IoT-Welt einen „Get started“-Bereich im Windows Dev Center.

https://developer.microsoft.com/de-de/windows/iot/getstarted

Hier wird man mit Hilfe eines Wizards beim Aufsetzen des Devices unterstützt.

Wichtig ist, dass man sich im Vorfeld alle für Setup, Entwicklung und Deployment notwendigen Tools besorgt. Die meisten der Tools werden im Wizard erwähnt und verlinkt, hier jedoch noch mal eine Liste der Tools, die man auf jeden Fall haben sollte:

· Windows Assessment and Deployment Kit - Tools, zum Anpassen von Windows-Images

· https://github.com/ms-iot/iot-adk-addonkit/ - command line Skripte zur Paketierung und zur Image Erstellung

· Windows Driver Kit – enthält toolset zum Entwickeln, Bauen, Paketieren, Ausliefern, Testen, und Debugging von Geräte Treibern für die Windows Plattform

Der Wizard geht von der Verwendung der Standard-Images für die Windows 10 IoT-Editionen aus. Es besteht darüber hinaus noch die Möglichkeit eigene Images zu erstellen, um bestimmte Device-Voreinstellungen und andere Constraints setzen zu können, wie beispielsweise das Abschalten von Gerätefeatures. Dies ist bei einfachen Samples und wenigen Geräten nach Verwendung eines Standard-Images aber auch direkt über das Device selbst möglich und in dem Fall das empfohlene Vorgehen.

Nicht zuletzt, weil der Prozess der Erstellung von eigenen Images noch nicht wirklich ausgereift und daher fehleranfällig ist.

Anmerkung: Eine Übersicht über die Windows 10 IoT-Editionen und weitere Zusatzinformationen zu Windows 10 für das Internet der Dinge findet man unter:

https://www.microsoft.com/de-de/WindowsForBusiness/windows-iot

Universal Windows Platform Apps

Hat man das Setup seines Devices abgeschlossen und eine laufende Version von Windows 10 IoT deployed, so kann man sich an die eigentliche Aufgabe machen und seine App Entwickeln.

Grundsätzlich gibt es im Umfeld von Windows IoT nicht sonderlich viel zu beachten. Aufgrund des Konzeptes von Windows Universal Platform und der Universal Windows Platform Apps ist es einzig notwendig, dass die App für die richtige Prozessorarchitektur gebaut wird, um lauffähig zu sein, z.B. ARM für Raspberry Pi 2, Raspberry Pi 3 oder x86 für MinnowBoard Max.

Was eine Universal Windows Plattform App ist und vieles mehr dazu erfährt man unter:

https://msdn.microsoft.com/en-us/windows/uwp/get-started/whats-a-uwp

Für Apps, die Hersteller-spezifische Bauteile und Features nutzen wollen, benötigt man entsprechende Bibliotheken. So ist z.B. für das Pin Board und die Nutzung von GPIO das Windows IoT Extension SDK notwendig.

Wie man seine Apps auf das IoT-Device deployed kann man hier gut nachvollziehen.

https://developer.microsoft.com/en-us/windows/iot/Docs/appdeployment#csharp

Befindet sich das IoT-Device im Netzwerk mit Zugang zum Internet, kann direkt vom Device eine Verbindung zu Cloud Services oder ähnlichem aufgebaut werden und zwar bidirektional.

Azure IoT Hub

Last but not least bietet Microsoft mit dem Azure IoT Hub noch die Möglichkeit, die IoT-Devices zu verbinden, überwachen und zu verwalten.

Neben zahlreichen hilfreichen Features ist hier vor allem die Möglichkeit einer zuverlässigen, bidirektionalen Kommunikation mit dem Device der Grund, warum man sich Azure IoT Hub auf jeden Fall einmal ansehen sollte.

Zugang zum Azure IoT Hub findet man hier:

https://azure.microsoft.com/de-de/services/iot-hub/

Zu Testzwecken kann man sich kostenlos für den Dienst registrieren und bis zu 8000 Nachrichten am Tag für Testszenarien an seine Devices verschicken.

Kurze Schlussbemerkung

Mir persönlich hat der IoT-Workshop Lust gemacht, mich nochmal etwas praktischer mit dem Thema auseinander zu setzen. Natürlich weiter im Umfeld von Windows IoT, da mein technischer Fokus im Arbeitsalltag auch auf Microsoft-Technologien liegt. Aber auch die Möglichkeiten, die Microsoft Entwicklern bietet, sich kostengünstig dem Thema zu nähern, haben mich überzeugt.

Stellt sich nun die Frage, ob ich an die Elektronik unserer Kaffeemaschine darf ☺

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