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Arduino to build a temperature graph on Azure

The document outlines a program called 'Imagine Cup' aimed at students to develop innovative software solutions addressing real-world problems. It describes the competition stages, which include a report submission, prototype development, and final presentations to a judging panel. Additionally, it highlights the use of Microsoft tools and IoT technologies to facilitate project development and data handling.

Internet◦

Arduino to build a temperature graph on Azure

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«Future ReCoded» @Liceo Scientifico«Da Vinci» - Pescara 19 Ottobre 2016 Angelo Gino Varrati MSP LEAD - MICROSOFT STUDENT PARTNER F.Y. 2016 DOTNET ABRUZZO COMMUNITY STUDENTE DIIE – DIPARTIMENTO INGEGNERIA INDUSTRIALE AngeloGino.Varrati@studentpartner.com http://angelus-gi.azurewebsites.net/ @angelog_varrati https://www.facebook.com/MSPUnivAQ 1/41
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2 APAC 15% CEE 8% India 40% Japan 1% GCR 4% Russia 4% LATAM 6% Brazil 1% Mexico 1% MEA 8% Canada 1% U.S. 1% U.K. 2% France 2% Germany 3% WE 4% 58% degli MSPhanno almeno una certificazione MTA o MCSD 70% degli MSP sono maschi di età compresa tra i 19 e i 26 anni Oltre 85% provengono da Università tecniche Oltre 5000 MSP hanno organizzato eventi tecnici
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9 Innovations World CitizenshipGames Greatgames come from anywhere and people play them everywhere. Powerful game engines and libraries are available for free so students can get started right away. Incredible, world-changing software innovations often come from students. Social networks, music services, – the list goes on. We’re looking for the next big thing. Find a problem in the world, even in your own life or community, that affects many people, and then work to solve it. Build a project that could change lives.
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10 Stage 1 Complete amaximum 5 page report on your project, which includes: - Problem definition - Solution - Storyboard of application - Business plan - Team details/background Form a team with students who share your idea. Start building out your idea by using the free software tools available from Microsoft Imagine. Stage 2 Preliminary Finals - Top 15 Teams Progress Over the summer term – teams will focus on building their prototype and business case in preparation for the preliminary finals. 27th Feb - Teams present to a judging panel, 10 minutes presentation, 5 minutes Q&A - the top 5 teams in each category progress in the competition and to the National Finals. Stage 3 National Finals All 15 teams go through a final round of judging to panel of judges – 10 minutes presentation, 5 minutes Q&A. All teams will be invited to the National Finals where they will have an opportunity to showcase their idea to industry guests and media. The top team from each category will then be announced and compete in front of a live audience for the top prize and the title of the 2015 New Zealand Imagine Cup Winners.
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Self-service a richiesta Ampioaccesso in rete Condivisione delle risorve Rapida elasticità Servizio misurato
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Data Centers Regional Partners
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Clientlayer (on-premises) Tablet Phone Games consolePC On-premises databaseBrowserOffice Add-in On-premises service AD Multifactor Authentication AccessControl Layer DataLayer StorageBlobs Tables Queues Data Machine Learning HD Insight Backup and Recovery SQL Database Caching StorSimple Application layer API Mgmt Web Apps Cloud ServicesVMMobile Apps Media Services Notification Hubs Scheduler AutomationAPI Apps Integration layer Service Bus CDN BizTalk Services Traffic Manager Virtual Networks Express RouteLogic Apps
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Languages CMS Devices Databases / Apps Operating systems Management
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• Paternità deidati • Responsabilità dei dati • Geolocalizzazione dei dati • Sicurezza (end-to-end / device-per-device) • Replicabilità • Facilità d’accesso 21
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The Internet ofThings (IoT) is the network of physical objects or "things" embedded with electronics, software, sensors, and network connectivity, which enables these objects to collect and exchange data. Fonte: Wikipedia IoT non significa semplicemente raccogliere dati, ma come utilizzare questi dati per dare loro valore. Più semplicemente possiamo parlare di Internet of your things! 23
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Windows 10 IoTCore Universal Windows Platform Azure IoT Hub Azure IoT Suite 28
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• Raspberry Pi2 • Raspberry Pi 3 • Intel MinnowBoard Max • DragonBoard 410 C • Toradex Colibri T30 29
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• Connessione bidirezionale (cloud-dispositivo) •Telemetria (stato del sistema) • Non implica disguidi in caso di assenza di connettività • Windows o Linux • HTTP, AMQP (Advanced Message Queuing Protocol) e MQTT (MQ Telemetry Transport) • Azure IoT Gateway SDK • Gestione selettiva 30
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• Scalabilità conefficienza • Analisi approfondita dei dati (Stream Analytics) • Accessibilità da ogni device (Monitoraggio remoto) • Visualizza solo gli elementi importanti con le dashboard IoT • Event HUB • Analisi predittiva (Machine Learning) • Sicurezza (autenticazione per dispositivo) • PowerBi • Notifican HUB • IoT Hub 31 Cosa permette di fare: • Raccogliere e archiviare i dati inviati al Cloud dai dispositivi IoT • Analizzare i flussi dei dati • Eseguire query su dataset di grandi dimensioni • Visualizzare le informazioni in tempo reale • Eseguire integrazioni di device e dati con i sistemi backoffice aziendali
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32 Hub IoT Azure AzureIoT Suite: • Monitoraggio remoto (include IoT Hub S2) • Manutenzione predittiva
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• Ivrea 2005 •Progetto open-source • GPIO 14+6 • Porta seriale TTL (RX+TX) • Perché open-source esistono varianti e cloni • Shield di espansione 34
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• C C++ •Arduino IDE • Librerie 35
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• Shield costosi •Lumia 635, 535 • Windows 10 • Universal Windows Platform 36
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• Controllo remoto •WiFi • Bluetooth • USB • Interazione con • Digitale • Analogico 37
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• Arduino UNO •LCD 16x2 • Sensore Temperatura • Arduino IDE • Fritzing • MS Excel 2013 (PLX-DAQ) • SQL Server Management Studio • Microsoft Image+Azure
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Q&AGrazie per l’attenzione!  @angelog_varrati #MSPItaly #FutureRecoded Feedbacksulla sessione http://bit.ly/2dKN1xH

Editor's Notes

#2 Ogni giorno, in oltre 100 paesi in tutto il mondo, migliaia di Microsoft Student Partner (MSP) condividono le proprie conoscenze approfondite e la propria passione per la tecnologia con gli altri studenti. Scoprono i contenuti tecnici più recenti forniti da Microsoft Imagine e condividono quanto hanno imparato, sviluppando competenze a livello di leadership e comunicazione, oltre alle proprie competenze tecniche. I Microsoft Student Partner fanno cose incredibili: Partecipazione agli "hackathon" Creazione di giochi e app Hosting di eventi tecnologici e demo negli istituti di formazione Organizzazione di discussioni in club tecnologici e gruppi di utenti Interazione con esperti del settore a livello globale Partecipazione a eventi esclusivi di formazione Microsoft per l'apprendimento delle tecnologie e dei servizi più recenti Miglioramento delle proprie competenze e delle opportunità di carriera Possibilità di ottenere ottimi impieghi
#8 Come si accede?Scuola sottoscrive un contratto che prevede e in molti casi è accompagnato da un account di tipo Office 365 School
#13 Fibra è proprietà di microsoft lungo la dorsale oceanica
#14 Fibra è proprietà di microsoft lungo la dorsale oceanica
#15 Fibra è proprietà di microsoft lungo la dorsale oceanica
#16 Fibra è proprietà di microsoft lungo la dorsale oceanica
#17 Broad global reach Azure maintains a global presence across 17 datacenter around the world to help customers and partners meet their goal of providing applications close to their user base. Mention contribution of regional partners help Azure’s global presence. Microsoft's continued investment in subsea and terrestrial dark fiber capacity helping deliver data at higher speeds, with higher capacity and lower latency for our customers across the globe. Use the following notes if you want to address some or all security, compliance, transparency and privacy concerns of the audience. Microsoft has leveraged its decades-long experience in operating some of the world’s largest online services to create a robust set of security technologies and practices to keep your data at rest or in motion secured in Azure. Azure meets a broad set of international and industry-specific compliance standards as part of help customer attain compliance for their own infrastructure running on the platform. Azure is subjected to rigorous audits by independent organizations and the results are available to you as a part of Microsoft's commitment to transparency. Azure adheres to stringent privacy policies through a program called Privacy by Design which describes Microsoft's core privacy concerns to protect customer data and how to address them. Those protections are then backed with strong contractual commitments to safeguard customer data with by abiding by the EU Model Clauses, Safe Harbor programs, and ISO/IEC 27018 (which governs the processing of personal information).
#24 Esempio: band manda dati online e posso analizzarli per vedere come migliorare il sonno, se fare più attività fisica. 1. CHE COS’È L’INTERNET OF THINGS? Internet of Things - letteralmente “Internet degli oggetti” - è l’espressione utilizzata ormai da qualche anno per definire la rete delle apparecchiature e dei dispositivi, diversi dai computer, connessi a Internet: possono essere sensori per il fitness, automobili, radio, impianti di climatizzazione, ma anche elettrodomestici, lampadine, telecamere, pezzi d’arredamento, container per il trasporto delle merci. Insomma qualunque dispositivo elettronico equipaggiato con un software che gli permetta di scambiare dati con altri oggetti connessi. 2. CHE COSA È POSSIBILE COLLEGARE ALLA RETE? Di tutto, almeno dal punto di vista teorico. Anche animali (per esempio attraverso segnalatori che ne consentono la localizzazione), piante (attraverso sensori che ne controllano l’illuminazione o il fabbisgono di acqua) e addiritura persone (utilizzando pacemaker o altri dispositivi per il controllo da remoto dei parametri biologici). Con un po’ di fantasia è possibile collegare in rete praticamente ogni cosa. Per essere connesso un oggetto, una “thing”, deve rispettare due caratteristiche: avere indirizzo IP che ne consente l’identificazione univoca sulla Rete e la capacità di scambiare dati attraverso la rete stessa senza bisogno dell’intervento umano. 3. A CHE COSA SERVE? Obiettivo degli oggetti connessi è, in generale, quello di semplificarci la vita automatizzando processi o mettendoci a disposizione informazioni che prima non avevamo. Qualche esempio? La strada intelligente, o smart road, in grado di dialogare con le auto, con i semafori e con la segnaletica al fine di ottimizzare i flussi di traffico, ridurre l’inquinamento e i tempi di percorrenza. Sensori posti sulle strisce dei posti auto che individuano la presenza o meno di una vettura, possono inviare l'informazione a un centro dati, che lo fa apparire sulla app per smartphone. È il progetto Streetline,già in prova a Los Angeles e Indianapolis. Se funzionerà, in futuro, posteggiare sarà più facile. I termostati intelligenti sono in grado di imparare orari ed esigenze e di scegliere la temperatura adatta per ogni momento. Può far risparmiare fino al 20% di energia. E tramite smartphone possono essere comandati a distanza: si accende l’aria condizionata o il riscaldamento quando serve, poco prima di tornare casa. 4. QUANTI SONO GLI OGGETTI CONNESSI? A oggi, secondo Gartner, gli oggetti connessi sono circa 5 miliardi e diventeranno 25 entro il 2020. Altre fonti stimano che i dispositivi connessi nel globo siano ormai tra gli 8 e i 10 miliardi.5. QUALE SARÀ L’IMPATTO SULL’AMBIENTE DELL'INTERNET OF THINGS? Secondo Will Frank, fondatore di Ubiquisys (una delle prime aziende ad entrare nel business dell’IoT oggi di proprietà di Cisco), gli oggetti connessi permetteranno di ottimizzare in tempo reale processi produttivi e attività economiche riducendo in maniera sensibile l’inquinamento e il consumo di risorse.L’illuminazione pubblica per esempio, se gestita con le nuove tecnologie, potrebbe contenere del 40% i consumi di energia elettrica. Oppure le coltivazioni, che potrebbero essere irrigate in modo molto più efficiente rispetto a quello tradizionale se monitorate da una rete di sensori capaci di comunicare al sistema di erogazione dell'acqua il reale fabbisogno delle piante, determinato in base alla temperatura, alla stagione, all'umidità del suolo e alle previsioni del tempo. 6.QUALI SONO I RISCHI DERIVANTI DAL VIVERE IN UN MONDO DI OGGETTI CONNESSI? Il principale problema legato all'Internet of Things, per noi utenti comuni, riguarda la tutela della privacy e il corretto utilizzo dei dati.Vivere in un mondo di sensori, misuratori e oggetti di uso quotidiano in grado di raccogliere e scambiare informazioni su come vengono utilizzati, sulle nostre abitudini e sul nostro stato di salute ci espone al rischio di perdere il controllo di ciò che comunichiamo sulla Rete.Un esempio? Il bracciale per il fitness rileva che ultimamente le nostre performance sportive sono peggiorate. Potremmo essere il bersaglio ideale per la pubblicità di un integatore alimentare. Peggio, un'ente finanziario senza scrupoli potrebbe decidere di utilizzare dati sanitari raccolti in Rete in maniera più o meno lecita per verificare lo stato di salute di un potenziale cliente e decidere se condergli o meno un mutuo. O ancora, i termostati Nest, acquistati da Google, sono piccoli gioielli dell'Internet delle cose: conoscono le previsioni del tempo del luogo in cui si trovano, sono dotati si sensori di movimento che contano le persone che passano davanti (quante e quando) e "impara" dalle nostre abitudini. C'è chi teme che ora che sono entrati a far parte del mondo di Google possano essere utilizzate per raccogliere informazioni sulle nostre abitudini casalinghe: quando siamo in casa, quante volte passiamo davanti al termostato (quindi, come siamo “attivi” in casa…), che abitudini abbiamo nel nostro gestire il caldo e il freddo, se invitiamo gente a casa a mangiare. Informazioni utili per vendere i nostri "profili" ai pubblicitari.I problemi insomma ci sono. Ciò che manca -invece - è un quadro normativo che stabilisca con chiarezza la titolarità delle informazioni raccolte dalle "things" e trasmesse sulla "Internet" e i diritti e i doveri di tutte le parte coinvolte. Ci sono poi tutti i rischi legati alla sicurezza dei dispositivi, che se non tutelata adeguatamente potrebbe portare a conseguenze decisamente gravi. Se non ci credete guardate cosa possono fare due hacker a un'auto connessa alla Rete. 7. QUALI SETTORI TRARRANNO I MAGGIORI VANTAGGI NEL MEDIO PERIODO DALLO SVILUPPO DELL'INTERNET OF THINGS? Secondo gli analisti il comparto dell'energia e quello dei trasporti saranno quelli che godranno, fin da subito, dei maggiori benefici. La possibilità di ottimizzare il consumo di risorse, per esempio segnalando sprechi e guasti, e i flussi di movimentazione di merci e persone, scegliendo i percorsi e i tempi più idonei in base alle condizioni di traffico e al tipo di spostamento, genereranno per gli operatori economici risparmi sensibili e immediatamente misurabili 8. L'INTERNET OF THINGS HA IMPLICAZIONI ETICHE? Sì, ben più di una e riguardano la capacità degli oggetti connessi o della Rete stessa di prendere decisioni. Se una vettura senza conducente ha come unica alternativa all'investire un bambino che sta attraversando la strada quella di puntare verso un marciapiede dove camminano dei pedoni, che scelta farà? E chi sarà responsabile per quella scelta? Il programmatore che ha fisicamente scritto il codice di controllo dell'auto? Il produttore? Oppure nessuno?
#26 Dati Gartner -> Circa 5 Miliardi di dispositivi nel 2015 Tanti competitor IBM, CISCO, GOOGLE, ORACLE, INTERL Dati Gartner -> 2020 26 miliardi di IoT VS 7,3 Miliardi di tablet e PC
#27 Principali settori: Industria manifatturiera Healthcare Assicurativo (macchina/stile di guida) Trasporti Agricoltura (esempio tempo/concime)
#28 Principali settori: Industria manifatturiera Healthcare Assicurativo (macchina/stile di guida) Trasporti Agricoltura (esempio tempo/concime)
#29 Partire dalle cose che già abbiamo grazie alle quali potremmo utilizzare le infrastrutture già presente (es. wifi) e solo successivamente andremo ad aggiungere nuovi componenti e nuove infrastrutture Windows 10 IoT Core Establish bi-directional communication with millions of IoT devices Rely on Microsoft Azure IoT Hub to easily and securely connect your Internet of Things (IoT) assets. Use device-to-cloud telemetry data to understand the state of your devices and assets, and be ready to take action when a device needs your attention. In cloud-to-device messages, reliably send commands and notifications to your connected devices—and track message delivery with acknowledgement receipts. Device messages are sent in a durable way to accommodate intermittently connected devices. Work with familiar platforms and protocols Add new devices—and connect existing ones—using open-source device SDKs for multiple platforms, including Linux, Windows, and real-time operating systems. Use standard and custom protocols, including HTTP, Advanced Message Queuing Protocol (AMQP), and MQ Telemetry Transport (MQTT). Authenticate per device for security-enhanced IoT solutions Set up individual identities and credentials for each of your connected devices—and help retain the confidentiality of both cloud-to-device and device-to-cloud messages. To maintain the integrity of your system, selectively revoke access rights for specific devices as needed. Standards based IoT device management at scale With new device management capabilities in Azure IoT Hub, administrators can remotely maintain, interact with, update and manage IoT devices at scale from the cloud using accepted open source standards. Save time and cost by removing the burden of developing and maintaining a custom device management solution or spending precious resources traveling to maintain global assets. Take advantage of edge intelligence with the Azure IoT Gateway SDK (Beta) The IoT Gateway SDK offers a powerful framework to build, configure, and deploy edge logic that enables you to do more with Azure IoT. Whether it’s connecting legacy devices, reducing bandwidth costs, enforcing security and privacy policies, or any other data processing you choose—the IoT Gateway SDK eases the development process, so you can focus on solving the problems that really matter. Find the Azure IoT Gateway SDK on GitHub.
#30 Partire dalle cose che già abbiamo grazie alle quali potremmo utilizzare le infrastrutture già presente (es. wifi) e solo successivamente andremo ad aggiungere nuovi componenti e nuove infrastrutture Windows 10 IoT Core
#31 framework Open Source Azure IoT Gateway SDK, un developer kit concepito per essere indipendente dall’hardware e compatibile con diversi sistemi operativi tra cui Ubuntu 14.04, Ubuntu 15.10, Yocto Linux 3.0 su Intel Edison e Windows 10. È possibile revocare selettivamente i diritti di accesso di dispositivi specifici sulla base delle proprie esigenze, così come configurare credenziali e identità per ciascun device garantendo la riservatezza dei messaggi scambiati.
#32 ENTERPRISE, 2 SCENARI MANUTENZIONE PREDITTIVA E TELEMETRIA (CON CONTROLLO REMOTO) L’Analisi di flusso di Azure per l’analisi dei dati in movimento, Azure IoT Suite usa questo servizio per elaborare i dati generati dalla telemetria così come per rilevare e aggregare gli eventi prodotti dai dispositivi IoT. L’analisi di flusso permette ad esempio di elaborare i messaggi che contengono metadati o risposte dei dispositivi ai comandi e di inviare dati ad altri servizi. L’Archiviazione di Azure per memorizzare i dati. Le soluzioni preconfigurate di Azure IoT Suite utilizzano archivi BLOB per lo storage dei dati prodotti dalla telemetria e li rendono disponibili per le analisi. DocumentDB, un tool che consente di archiviare metadati e abilitare le funzionalità per la gestione dei device IoT. App Web di Azure e Microsoft Power BI per la visualizzazione dei dati, dei servizi con cui creare velocemente dashboard interattive con cui monitorare e manipolare i dati di IoT Suite.
#33 Azure IOT HUB Per testare il servizio possiamo sfruttare un piano gratuito da 1 unità, che permette l’invio di messaggi da dispositivo a Cloud e l’invio di istruzioni da Cloud a device. Con il piano gratuito possiamo connettere 500 dispositivi e scambiare un massimo di 8 mila messaggi al giorno. Per fare un esempio, in IOT SUITE è incluso il secondo livello di IOT HUB che costa 422€/mese
#35 Uno dei principali fenomeni degli ultimi anni che ha dato maggiore visibilità al software open source ma soprattutto al concetto di hardware open source è sicuramente quello dei “maker“. Tale fenomeno va inquadrato come un vero e proprio movimento che può essere considerato una rivisitazione in chiave moderna del “fai da te” (DIY, Do It Yourself) per tutti coloro che sono fan dell’elettronica, della robotica e del software/firmware che permette di animare un qualsiasi oggetto di questo tipo. È assolutamente innegabile che in questo campo, la scheda elettronica maggiormente utilizzata per scopi hobbistici e didattici ma in moltissimi casi anche per usi professionali sia Arduino. Le shield Lì dove le periferiche a disposizione non bastino per i nostri progetti, possiamo acquistare una delle numerose “shield” attraverso le quali si estendono le potenzialità della scheda elettronica di base, aggiungendo per esempio la connessione ethernet, Wi-Fi, GPRS, un lettore di microSD e così via. Non a caso si trovano in rete numerosi add-on o progetti completamente nuovi definiti come “Arduino-compatibile”, proprio per esprime il concetto compatibilità con tale famiglia sia da un punto di vista hardware (corrispondenza dei connettori/pin) che software (possibilità di esecuzione del firmware); non ultimo è l’accordo raggiunto con la Intel che ha rilasciato la board Galileo, pin-to-pin compatibile con tutte le “shield” Arduino ed in grado di eseguire un qualsiasi programma già scritto per quest’ultimo. Nel corso di questa guida introduttiva sulla programmazione con Arduino, faremo riferimento alla prima board nata nella famiglia ossia la “Arduino Uno” che ha tutte le carte in regola per la realizzazione di un qualsiasi progetto che vi venga in mente; considerata l’assenza della connessione Ethernet nativa, sarà successivamente necessario avvalersi della nota “Arduino Ethernet Shield“. Per chi si avvicina per la prima volta al mondo dello sviluppo su sistemi “embedded”, va anticipato che molto spesso si avrà a che fare con ordini di grandezza estremamente ridotti in termini di memoria RAM e di storage; non si parlerà di centinaia di MegaBytes (MB) o di GigaBytes (GB) rispettivamente ma molto più verosimilmente di KiloBytes (KB). Durante questo percorso, vedremo quante cose si possono fare con delle risorse così estremamente ridotte, provando soprattutto il gusto di interagire con il mondo esterno. Parlare di Arduino come di un’unica board è riduttivo, in quanto con questo nome viene considerato un intero progetto completamente italiano, nato ad Ivrea nel 2005 con lo scopo di ridurre i tempi di prototipizzazione dei prodotti elettronici ad un costo estremamente basso. Questo progetto prevede ad oggi una intera famiglia di board che si differenziano per capacità di elaborazione, tipologia di connettività disponibile, dimensioni e dotazione software/firmware. Si va infatti dalla “Arduino Uno” considerata come la entry level della famiglia alla “Arduino Yun” che attualmente rappresenta il top della gamma (con a bordo Linux) passando per tante altre board differenti. Evuluzione -> intel galileo, arduino robot, yun, wifi
#36 Linguaggio arduino C/C++
#37 Linguaggio arduino C/C++
#38 Linguaggio arduino C/C++

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