Entwicklung von IoT-Anwendungen – beste Technologien und Tools für IoT-Entwickler

POSTED: Oktober 9, 2019 8:43 am, By

IOT

Die IoT, das Internet der Dinge ist in letzter Zeit zu einem echten Hype geworden. Das Potenzial der IoT unsere Zukunft zu gestalten und unser Leben einfacher, sicherer und produktiver zu gestalten, hat dazu geführt, dass viele Anwendungen, Hardware und Ökosysteme zur Unterstützung dieser Technologie entwickelt wurden. Bis 2020 wird die Zahl der Smart Connected IoT Devices auf 20 Milliarden ansteigen. Das ist eine riesige Menge und die Vermehrung wird immer mehr zunehmen. Die Einführung dieser neuen Technologie erfordert eine Netzwerkinfrastruktur, deren Entwicklung und deren Implementierung mehrere Jahre in Anspruch nimmt. Mit der Entwicklung der IoT-Technologie wird auch der Bedarf an der Entwicklung von IoT-Applikationen steigen. Open-Source-Communities, IoT-Provider-Unternehmen und High-Tech-Regierungsinstitutionen haben die Imitative ergriffen, um eine Entwicklungsbasis zu schaffen. Die Basis beinhaltet Soft- und Hardware-Designs, die den Entwicklern helfen, IoT-Geräte und -Anwendungen zu erproben und weiterzuentwickeln. In diesem Artikel finden Sie die gängigsten aktuellen Technologien und Tools für Entwickler für IoT-Apps der nächsten Generation.

Inhalte des Artikels

– Betriebssysteme für IoT Hardware
– IoT Plattformen
– Hardware Auswahl für IoT
– Software Plattformen in der IoT
– IoT Plattformen
– IoT Middleware Tools
– Open Source IoT Protokolle

Betriebssysteme für IoT Hardware

Raspbian

https://www.raspberrypi.org

Es gibt verschiedene Distributionen für Raspberry Pi, diese auf IoT abzielen, aber die generelle normale Raspbian ist immer noch die beste Standardwahl. Es ist die beliebteste und eine der am weitesten verbreiteten IoT-Plattformen. Entwickler können sich auf zahlreiche Projekte und Tutorials verlassen.

Contiki

http://www.contiki-os.org

Contiki ist ein Open-Source-Betriebssystem für das Internet der Dinge, das winzige, kostengünstige und stromsparende Mikrocontroller nahtlos mit dem Internet verbindet. Contiki ist eine leistungsstarke Toolbox für den Aufbau komplexer drahtloser Systeme und unterstützt die Vollversionen IPv6 und IPv4 sowie die neuesten drahtlosen Niedrigleistungsstandards: 6lowpan, RPL, CoAP.

mbed OS

https://www.mbed.com

ARM mbed OS ist ein Open Source Embedded Betriebssystem, das hauptsächlich für die „Dinge“ im Internet der Dinge gedacht ist. Es enthält alle Funktionen zur Entwicklung eines vernetzten Produkts, das auf der Basis eines ARM Cotex-M Mikrocontrollers, Konnektivität, eines RTOS und Treibern für Sensoren und I/O-Geräte entwickelt wird. Einige der wichtigsten Funktionen von mbed OS beinhalten die Bereitstellung der notwendigen Bibliotheken, die automatisch auf dem Gerät enthalten sind. Auf diese Weise können Sie sich auf das Schreiben von Anwendungscode konzentrieren. Darüber hinaus gibt es mehrere Möglichkeiten der Konnektivität im mbed OS mit Unterstützung von Softwarebibliotheken, Tutorials und mehr.

Das ThingBox-Projekt

http://thethingbox.io/

Die ThingBox ist eine Reihe von Software, die bereits installiert und konfiguriert ist. Mit ThingBox Project können Sie über einen einfachen Webbrowser neue, unbegrenzte Anwendungen erstellen, die mit verbundenen Objekten interagieren. Für Benutzer ohne technischen Hintergrund bietet diese Website eine grafische Oberfläche, um die Vorteile des Internet der Dinge voll auszuschöpfen. Für Benutzer mit technischem Hintergrund ist ThingBox ein einsatzbereites Gerät, das unter der WTFPL-Lizenz veröffentlicht wurde.

RIOT

https://www.riot-os.org

RIOT ist ein kostenloses, Open-Source-Betriebssystem, das von einer Gemeinschaft entwickelt wurde, die aus weltweiten Akademikern und Hobbyisten besteht. RIOT setzt auf Betriebsstandards, um sicherzustellen, dass die vernetzten IoT-Geräte verbunden und sicher sind.

 

IoT Plattformen

IBM Watson
https://www.ibm.com/watson

Mit IBM Watson können Sie Cognitive Computing-Funktionen in Ihrer App über Sprach-, Sicht-, Sprach- und Daten-APIs aktivieren. Diese API macht es Entwicklern einfach und bietet eine Vielzahl von verschiedenen Diensten. Mit den von Watson angebotenen APIs können Sie Chatbots erstellen, die die natürliche Sprache verstehen und auf Messaging-Plattformen und Websites auf jedem Gerät einsetzen. Sie können auch schnell eine kognitive Such- und Inhaltsanalysemaschine erstellen.

Azure

https://azure.microsoft.com/en-in/

Mit Azure können Sie Ihre vorhandenen Geräte und Systeme in IoT-Lösungen integrieren, die speziell für Ihr Unternehmen entwickelt wurden und erhalten so Einblicke in die Transformation Ihres Unternehmens. Azure bietet Flexibilität bei der Anbindung von Geräten und Betriebssystemen, die bereits von Ihnen verwendet werden. Die gängigen vorkonfigurierten Lösungen von Azure helfen, IoT-Projekte zu beschleunigen und dem Wettbewerb einen Schritt voraus zu sein.

AWS

https://aws.amazon.com

AWS IoT ist eine verwaltete Cloud-Plattform zur nahtlosen und sicheren Verbindung von Geräten und zur Interaktion mit Cloud-Anwendungen und anderen Geräten. Mit der Fähigkeit, Milliarden von Geräten und Billionen von Nachrichten zu unterstützen, kann AWS Nachrichten verarbeiten und sicher an AWS-Endpunkte und Geräte weiterleiten.

 

Hardware Auswahl für IoT

IoT Hardware Platforms

Partikel.io

https://software.intel.com/en-us/iot/hardware/galileo

Particle.io ist eine End-to-End-IoT-Plattform, die IoT-Hardware-Entwicklungsplattform, Konnektivität, Geräte-Cloud und Anwendungen bietet. Es bietet eine robuste, zuverlässige Infrastruktur für den Aufbau und die Verwaltung Ihrer IoT-Flotte. Die Cloud-Mikrocontroller von Particle versorgen Ihr Produkt mit Strom und machen es der Hardware leicht, Ihr Gerät innerhalb von Minuten zu verbinden – über WLAN, Mobilfunk (2G/3G/LTE) oder Mesh. Seine Cloud-Mikrocontroller werden von einem leichten Betriebssystem für eingebettete IoT-Geräte, Device OS, betrieben. Die industrietauglichen Konnektivitätsmodule von Particle sind sicher und zuverlässig und ermöglichen Skalierbarkeit.

Adafruit-Feder

https://www.adafruit.com/category/777

Die Adafruit Feather ist eine komplette Linie von Entwicklungsboards von Adafruit mit einer großen Auswahl an Zubehör, das die Entwicklung schnell beschleunigt. Unabhängig und stapelbar, sind Federn flexibel, tragbar und leicht, wie der Name schon sagt. Es wird mit einem kompletten Sortiment an Zubehör und FeatherWings zum Stapeln von Boards und für das Prototyping geliefert. Mit mehreren Wiedergaben war das Hinzufügen einzigartiger Funktionalitäten noch nie so einfach. Adafruit-Feder ist ein Ökosystem von Produkten – und der beste Weg, um Ihr Projekt zum Erfolg zu führen.

Espressif

https://espressif.com

Espressif ist auf die Entwicklung von Chips spezialisiert und bietet ein hohes Maß an Integration und intelligente Lösungen. Die Entwicklungsplatinen von Espressif ermöglichen ein einfaches Prototyping und eine einfache Anbindung. Diese robusten und all-in-one Dev-Boards helfen bei der schnellen und problemlosen Erstellung von IoT-Anwendungen. Espressif bietet eine große Auswahl an gut integrierten und energieeffizienten drahtlosen SoCs, die in der IoT-Community sehr beliebt sind. Seine vollständig zertifizierten Module kombinieren Wi-Fi und BT/BLE.

Intel® Galileo Board

https://software.intel.com/en-us/iot/hardware/galileo

Das Intel® Galileo Gen 2 Board basiert auf vollständig Open-Source-Hardware und wurde speziell für Entwickler, Studenten, Dozenten und Heimwerker entwickelt und ist Arduino*-zertifiziert mit einer Softwareumgebung für erweiterte Rechenfunktionen.

 

Re-Mote

http://zolertia.io/product/hardware/re-mote

Re-Mote wurde gemeinsam mit Universitäten und Industriepartnern aus mehreren Ländern entwickelt und ist ein leistungsfähiges Entwicklungsboard für den Aufbau echter IoT-Projekte und -Lösungen. Re-mote wurde im Rahmen eines europäischen Projekts zur Entwicklung von IoT-Hardware für Logistik, Smart Cities und Industrieprojekte entwickelt. RE-Mote ist voll kompatibel mit den wichtigsten IoT-Betriebssystemen und einer perfekten Hardwareplattform.

Lokale Motoren verbundenes Auto

https://launchforth.io/localmotors/connected-car-project-internet-of-things/

Nachdem Local Motors einen quelloffenen Rally Fighter entwickelt hat, um die Leistungsfähigkeit des Internet der Dinge zu demonstrieren, geht es einen Schritt weiter. Das Open-Source-Design umfasst eine Linux-Distribution in Automobilqualität, ein Raspberry Pi-Board, Arduino-Relayboards und Octoblu-Open-Source-Software.

SmartEverything

SmartEverything ist die Hauptkomponente zur Beschleunigung des Ökosystems „Internet der Dinge“. Als Arduino Formfaktor-IoT-Board ist SmartEverything mit werkseitig gebündelten I/O-Ports und Sensoren sowie einer energieeffizienten drahtlosen Verbindungstechnologie ausgestattet, die für alle Projekte im IoT- und IoE-Bereich geeignet ist.

Arduino Nano

https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardNano

Arduino Nano ist ein Breadboard-freundliches Board basierend auf dem ATmega328 (Arduino Nano 3.x). Mit fast der gleichen Funktionalität wie Arduino Duemilanove kann der Arduino Nano über den Mini-B USB-Anschluss mit Strom versorgt werden.

Arduino Pro Mini

https://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardProMini

Für Anwendungen, bei denen der Platz ein großes Problem darstellt, kommt dieses Board zur schnellen Rettung. Arduino Pro Mini ist in den Versionen 3,3 V und 5 V erhältlich und wird mit dem ATmega328 betrieben. Es ist für den semi-permanenten Einbau in Objekte oder Ausstellungen geeignet.

Arduino Yún LininoOS

https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardYun

Arduino YÚN kombiniert die Leistungsfähigkeit von Linux mit der Benutzerfreundlichkeit von Arduino und ist das perfekte Board, um angeschlossene Geräte speziell für Internet of Things-Projekte zu entwickeln.

panStamp

http://www.panstamp.com

panStamps sind autonome Funkmodule mit geringem Stromverbrauch, die für Telemetrie- und Steuerungsprojekte entwickelt wurden. Die Module kommunizieren über die freien 868-915 MHz-Bänder auf der ganzen Welt und sind so konzipiert, dass sie jahrelang halten, wenn sie mit einfachen Alkalibatterien betrieben werden.

ThingsSpeak
https://thingspeak.com

ThingSpeak ist ein IoT Analytics Plattformdienst zur Aggregation, Visualisierung und Analyse von Live-Datenströmen in der Cloud. ThingSpeak ermöglicht es Sensoren, Instrumenten und Websites, Daten an die Cloud zu senden, um sie in einem Kanal zu speichern.

Software Platforms for IoT

IoT Software Platforms

PlattformIO

https://platformio.org/

Es ist ein Open-Source-Ökosystem für die IoT-Entwicklung. Es wird mit C/C++ Intelligent Code Completion und Smart Code Linter für eine schnelle professionelle Entwicklung geliefert. Es verfügt über einen Multiprojekt-Workflow mit mehreren Fenstern und unterstützt Themen mit dunklen und hellen Farben.

prPL

https://prplfoundation.org/

Die prpl Foundation entwickelt kollaborative Beiträge von den besten Köpfen aus den Bereichen Sicherheit, Chip- und Stackdesign, Carrier- und Mobilkommunikationsdesign, Unternehmens- und Speichersysteme, Verbraucheranwendungen und vieles mehr.

Tessel 2

https://tessel.io/

Tessel 2 ist eine robuste IoT- und Robotik-Entwicklungsplattform, die alle Bibliotheken von Node.JS nutzt, um Hochleistungsgeräte in wenigen Minuten zu erstellen. Tessel-Boards erweitern ihre Möglichkeiten durch das Einstecken von Modulen.

Programmable Wireless
https://www.twilio.com/wireless

Programmable Wireless bietet IoT-Konnektivität mit der dringend benötigten Skalierbarkeit für das Unternehmen und bedient Entwickler auf der ganzen Welt. Mit der Twilio Console oder über die Twilio API können Entwickler die Mobilfunkverbindung mühelos steuern, analysieren und überwachen. Twilio Programmable Wireless kann Mobilfunkdaten-, Sprach- und SMS-Funktionen zu Ihren angeschlossenen Geräten hinzufügen.

Losant

https://www.losant.com/

Losant ist eine IoT-Plattform, um IoT-Lösungen schnell, einfach und sicher zu erstellen. Mit dieser Plattform können Sie eine nahtlose Konnektivität zwischen einer Vielzahl von abstrakter Hardware und mehreren Geräten erleben, die Daten speichern und auswerten und in Echtzeit Maßnahmen ergreifen.

AllJoyn

https://docs.microsoft.com/en-us/windows/iot-core/archive/alljoyn

Gesponsert von der AllSeen Alliance, zu deren Mitgliedern die Linux Foundation, Microsoft, LG, Qualcomm, Sharp, Panasonic, Cisco, Symantec und viele andere gehören, ist AllJoyn ein „kollaboratives Open-Source-Software-Framework, das es Geräten und Apps leicht macht, miteinander zu kommunizieren“. AllJoyn ist ein Open-Source-Software-Framework, das es Geräten und Apps ermöglicht, miteinander zu kommunizieren. Entwickler können Anwendungen für die Interoperabilität schreiben, unabhängig von der Transportschicht, dem Hersteller und ohne Internetzugang.

IoT Middleware Tools

IBM Watson

https://www.ibm.com/watson

Mit IBM Watson können Sie Cognitive Computing-Funktionen in Ihrer App über Sprach-, Sicht-, Sprach- und Daten-APIs aktivieren. Diese API macht es Entwicklern einfach und bietet eine Vielzahl von verschiedenen Diensten.

Azure

https://azure.microsoft.com/en-in/

Mit Azure können Sie Ihre vorhandenen Geräte und Systeme in IoT-Lösungen integrieren, die speziell für Ihr Unternehmen entwickelt wurden, und erhalten so Einblicke in die Transformation Ihres Unternehmens. Azure bietet Flexibilität bei der Anbindung von Geräten und Betriebssystemen, die bereits von Ihnen verwendet werden.

AWS

https://aws.amazon.com

AWS IoT ist eine verwaltete Cloud-Plattform zur nahtlosen und sicheren Verbindung von Geräten und zur Interaktion mit Cloud-Anwendungen und anderen Geräten. Mit der Fähigkeit, Milliarden von Geräten und Billionen von Nachrichten zu unterstützen, kann AWS Nachrichten verarbeiten und sicher an AWS-Endpunkte und Geräte weiterleiten.

Open Source IoT Protokolle

Advanced Message Queuing Protocol (AMQP)

Offener Standard für das Internetprotokoll von Business Messaging. Es kommuniziert zwischen Anwendungen oder Unternehmen und verbindet Systeme nahtlos, speist Geschäftsprozesse mit den Informationen und übermittelt Anweisungen zur zuverlässigen Zielerreichung. AMQP verbindet verschiedene Aspekte von Organisationen, Technologien und Systemen, die nicht gleichzeitig verfügbar sind, und arbeitet im Falle eines schlechten Netzwerks auch aus der Ferne.

Constrained Application Protocol (CoAP)
https://coap.technology/

Das Constrained Application Protocol (CoAP) ist ein spezielles Web-Transfer-Protokoll für den Einsatz mit eingeschränkten Knoten und eingeschränkten Netzwerken im Internet der Dinge. Das Protokoll ist für Machine-to-Machine (M2M) Anwendungen wie Smart Energy und Gebäudeautomation konzipiert.

CoAP wird in einem Standards-Track RFC spezifiziert. RFCs, die als Internet-Standards dienen, werden von der IETF auf der Grundlage eines umfangreichen technischen Überprüfungs- und Qualitätskontrollprozesses erstellt. CoAP ist einfach genug, um von Grund auf neu zu implementieren, um eine einfache Anwendung zu ermöglichen.

Very Simple Control Protocol (VSCP)

https://www.vscp.org/

Während der Begriff Protokoll irreführend klingen mag, ist VSCP ein Framework. Es ist ein skalierbares, kostenloses und offenes Lösungs-Framework für die Erkennung und Identifizierung von Geräten, Konfiguration, autonome Gerätefunktionalität, sichere Aktualisierung der Geräte – insgesamt eine Lösung vom Sensor bis zum Benutzer.

Das Wort „Protokoll“ kann irreführend sein. VSCP ist viel mehr und sollte stattdessen wahrscheinlich als Framework bezeichnet werden.

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