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Windows 10 IoT Core

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Slides for a talk presented at the third meeting of the .NET User Group Paderborn, Germany

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Windows 10 IoT Core

  1. 1. Windows 10 IoT Core .NET User Group Paderborn, 18. Oktober 2016
  2. 2. Über die Vortragenden Jens Siebert  Diplom-Informatiker  Software-Architekt bei dSPACE  Twitter: @jens_siebert Mark Lechtermann  Informatiker  Software-Architekt bei dSPACE  Twitter: @MarkLechtermann
  3. 3. Windows 10 – „One Windows“ Bild: Microsoft (https://winblogs.azureedge.net/win/2015/01/Windows-10_Product-Family.jpg)
  4. 4. Windows für eingebettete Systeme Windows CE 1.0 (1996) Windows CE 1.01 (1997) Windows CE 2.0 (1997) Windows CE 2.10 (1998) Windows CE 2.11 (1998) Windows CE 3.0 (2000) Windows CE 4.0 (2001) Windows CE 4.1 (2002) Windows CE 4.2 (2003) Windows CE 5.0 (2004) Windows CE 6.0 (2006) Windows CE 6R2 (2007) Windows CE 6R3 (2009) Windows Embedded 7 (2011) Windows Embedded 8 (2013) Windows 10 IoT Core (2015) Windows 10 IoT Pro (2015)
  5. 5. Raspberry Pi  1.2GHz Quad-Core ARMv8 (Broadcom BCM2837)  1 GB RAM  Broadcom Video Core IV GPU  4x USB 2.0  802.11 b/g/n WiFi  10/100/1000 Mbit Ethernet  Bluetooth 4.1/LE  HDMI  Camera Interface (CSI)  Display Interface (DSI)  40 GPIO Pins Bild: Microsoft (https://https://az835927.vo.msecnd.net/sites/iot/Resources/images/devices/RPi3_0.png)
  6. 6. Raspberry Pi  24x GPIO  2x 5V  2x 3,3V  8x Ground (Masse)  1x I2C (Inter-Integrated Circuit Bus)  2x SPI (Serial Peripheral Interface)  1x UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) Bild: Microsoft (https://az835927.vo.msecnd.net/sites/iot/Resources/images/PinMappings/RP2_Pinout.png)
  7. 7. Windows 10 IoT Core Setup  Raspberry Pi (2 oder 3)  SD-Card (16GB)  PC mit  Windows 10  SD-Card Reader  Windows 10 IoT Dashboard Bild: Microsoft (https://az835927.vo.msecnd.net/sites/iot/Resources/images/IoTDashboard/IoTDashboard_SetupPage.PNG)
  8. 8. Windows Device Portal  Zugriff auf Windows 10 IoT Gerät über Web-Oberfläche  URL: http://<devicename>:8080  User: Administrator  Passwort: Aus Windows 10 IoT Dashboard Bild: Microsoft (https://az835927.vo.msecnd.net/sites/iot/Resources/images/deviceportal/deviceportal.png)
  9. 9. Universal Windows Platform Bild: Microsoft (https://i-msdn.sec.s-msft.com/de-de/windows/uwp/get-started/images/universalapps-overview.png)
  10. 10. Was wird benötigt?  Raspberry Pi 2 oder 3 mit Windows 10 IoT Core (Anniversary Update)  PC mit Windows 10 (Anniversary Update)  Visual Studio 2015 Update 3 (Community reicht aus)  Windows 10 SDK und Tools (für Anniversary Update)  Für Elektronik-Basteleien:  Breadboard  Elektronik-Komponenten (Widerstände, LEDs, etc.)  Sensoren (Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, GPS, etc.)  Ein gewisses Elektronik-Grundwissen ist von Vorteil!
  11. 11. Projekt-Setup (UWP-App)
  12. 12. GPIO-Pins nutzen using Windows.Devices.Gpio; […] // Hole Referenz auf GPIO Controller Objekt var gpio = GpioController.GetDefault(); // Prüfe ob GPIO Controller vorhanden ist if (gpio != null) { // Verbindung zum GPIO-Pin Nr. 5 öffnen var pin = gpio.OpenPin(5); // GPIO-Pin als Ausgabe-Pin konfigurieren pin.SetDriveMode(GpioPinDriveMode.Output); // GPIO Pin auf Wert «High» setzen pin.Write(GpioPinValue.High); }
  13. 13. Demo: LED blinken, Button einlesen
  14. 14. I2C-Bus nutzen using Windows.Devices.I2c; […] // Hole Referenz auf I2C Controller Objekt var controller = await I2cController.GetDefaultAsync(); // Prüfe ob I2C Controller vorhanden ist if (controller != null) { // Verbindung zum Sensor mit der Adresse 0x77 herstellen var connectionSettings = new I2cConnectionSettings(0x77); device = controller.GetDevice(connectionSettings); // Wert aus Sensor-Register mit Adresse 0xAA auslesen var registerData = new byte[2]; device.WriteRead(new byte[] { 0xAA }, registerData); }
  15. 15. Demo: Temperatur-/Luftdruck-Sensor  Adafruit BMP180 Barometric Pressure/Temperature/Altitude Sensor  Vin: 3 to 5V (DC)  Logic: 3 to 5V compliant  Pressure sensing range: 300-1100 hPa  Up to 0.03hPa / 0.25m resolution  -40 to +85°C operational range  +-2°C temperature accuracy  This board/chip uses I2C 7-bit address 0x77. Bild: Adafruit (https://cdn-shop.adafruit.com/970x728/1603-03.jpg)
  16. 16. UART nutzen using Windows.Devices.SerialCommunication; […] // Hole Referenz auf UART Objekt var aqs = SerialDevice.GetDeviceSelector(); var dis = await DeviceInformation.FindAllAsync(aqs); device = await SerialDevice.FromIdAsync(dis[0].Id); // Prüfe ob UART Objekt vorhanden ist if (device != null) { // UART Baud-Rate setzen device.BaudRate = 9600; // Wert über InputStream auslesen var dataReader = new DataReader(device.InputStream); var bytesRead = await dataReader.LoadAsync(1024); var data = dataReader.ReadString(bytesRead); }
  17. 17. UART nutzen  Wichtig: Nutzung der UART-Schnittstelle über Capabilities im Application Manifest freischalten! Package.appxmanifest: <Capabilities> <Capability Name="internetClient" /> <DeviceCapability Name="serialcommunication"> <Device Id="any"> <Function Type="name:serialPort" /> </Device> </DeviceCapability> </Capabilities>
  18. 18. Demo: GPS-Sensor  Adafruit Ultimate GPS Breakout (based on MTK3339)  -165 dBm sensitivity, 10 Hz updates, 66 channels  5V friendly design and only 20mA current draw  Breadboard friendly  RTC battery  Output: NMEA 0183, 9600 baud default  Fix status LED  Internal patch antenna  u.FL connector for external active antenna Bild: Adafruit (https://cdn-shop.adafruit.com/970x728/746-08.jpg)
  19. 19. „Internet of Things“ Bild: siliconANGLE (http://siliconangle.com/files/2016/02/network-782707_1280-1080x675.png)
  20. 20. Azure IoT Hub Bild: Microsoft (https://acom.azurecomcdn.net/80C57D/cdn/mediahandler/docarticles/dpsmedia-prod/azure.microsoft.com/en-us/documentation/articles/iot-hub-what-is-iot- hub/20161003010117/hubarchitecture.png)
  21. 21. Azure IoT Hub – Notwendige Vorarbeiten  1. Azure Account anlegen (kostenlos)  2. Azure IoT Hub im Azure Portal einrichten Wichtig: Bei „Tarif und Skalierung“ unbedingt „F1 – Free“ auswählen!
  22. 22. Azure IoT Hub – Gerät registrieren  1. Azure DeviceExplorer herunterladen und installieren  2. IoT Hub Verbindungsschlüssel kopieren
  23. 23. Azure IoT Hub – Gerät registrieren  1. IoT Hub Verbindungsschlüssel im DeviceExplorer registrieren  2. Im Tab „Management“ das neue Gerät registrieren
  24. 24. Azure IoT Hub – Geräteschlüssel auslesen  1. Im Tab „Management“ Rechts-Klick auf den Geräte-Eintrag  2. „Copy connection string for selected device“ auswählen
  25. 25. Projekt-Setup (Background-App)
  26. 26. Projekt-Setup (NuGet-Packages)
  27. 27. Nachrichten an IoT Hub senden using Microsoft.Azure.Devices.Client; […] var deviceClient = DeviceClient.CreateFromConnectionString(azureIotHubConnectionString); […] var message = new Message(Encoding.UTF8.GetBytes(data)); await deviceClient.SendEventAsync(message);
  28. 28. Projekt-Setup (Event-Receiver)
  29. 29. Projekt-Setup (NuGet-Packages)
  30. 30. Nachrichten vom IoT Hub empfangen using Microsoft.ServiceBus.Messaging; […] var eventHubClient = EventHubClient.CreateFromConnectionString( connectionString, "messages/events" ); […] var eventData = await eventHubReceiver.ReceiveAsync(); var data = Encoding.UTF8.GetString(eventData.GetBytes());
  31. 31. Demo: Azure IoT Hub
  32. 32. Informationen & Links  Source-Code: bitbucket.org/jenssiebert/dnugpbwindows10iotcore  Windows 10 IoT Core: developer.microsoft.com/en-us/windows/iot  Docs: developer.microsoft.com/en-us/windows/iot/Docs  Samples: developer.microsoft.com/en-us/windows/iot/samples  IoT Core Dashboard: developer.microsoft.com/en-us/windows/iot/docs/iotdashboard  Raspberry Pi: raspberrypi.org  Docs: raspberrypi.org/documentation  Azure IoT Hub: azure.microsoft.com/de-de/services/iot-hub  Docs: azure.microsoft.com/de-de/documentation/services/iot-hub  DeviceExplorer: github.com/Azure/azure-iot-sdks/blob/master/tools/DeviceExplorer
  33. 33. Literatur Bilder: Hanser Verlag (http://files.hanser.de/hanser/pics/978-3-446-44719-6_2165312176-34.jpg) Microsoft Press (https://www.microsoftpressstore.com/ShowCover.aspx?isbn=9781509302161)
  34. 34. Vielen Dank!

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