Microcontroller für das IoT

Von Tam Hanna

Das Internet of Things ist mittlerweile gar nicht mehr so neu, Zeit also für einen Blick zurück und für einen aktuellen Stand der Dinge. In diesem shortcut wird nach einem kurzen Rückblick besonders auf das Thema Microcontroller eingegangen. Dabei nimmt der Autor zuerst den 16-Bit-Microcontroller von Texas Instruments (TI MSP430) unter Eclipse in Betrieb. Anschließend widmet er sich der STM32-Microcontrollerfamilie und bespricht die Grundlagen der Embedded-Programmierung; auch RTOS wird miteinbezogen. Abschließend befasst sich der shortcut mit der Umsetzung vollgrafischer User Interfaces.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: entwickler.press
• Erscheinungsdatum: 11. Apr. 2016
• ISBN: 9783868025866

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GmbH

1 Die Rolle von Eclipse im Internet der Dinge

Der Begriff Internet of Things ist alles andere als neu: Kevin Ashton nutzte ihn im Jahr 1999, um seine Vorgesetzten und Kollegen bei Procter & Gamble von den Vorteilen der RFID-Technologie zu überzeugen. Im Laufe der Zeit sorgte die Weiterentwicklung in den Bereichen Prozessrechner und Funkprotokolle dafür, dass die Zukunftsvision des allumfassenden Internets greifbar wurde.

Als ersten Faktor für den Siegeszug des Internet of Things müssen wir die immer kleiner werdende Strukturgröße der Microcontroller nennen: Es ist heute möglich, vergleichsweise viel Rechenleistung in sehr kleinen und somit auch sehr stromsparenden Chips unterzubringen.

Veränderung Nummer 2 betrifft die Überallverfügbarkeit des Internets. Vor einigen Jahren bezahlte der Autor dieses shortcuts für rund 100 MB am Handy vierzig Euro. Heute bekommt man um diesen Betrag einen LTE-Zugang mit unbegrenztem Freivolumen. Zudem sorgen WLAN und Bluetooth dafür, dass immer kleinere und primitivere Geräte Verbindung zum Internet aufnehmen können.

Eine weitere Hilfe für die Entwicklung des Internet of Things kam von unerwarteter Seite. Die Industrie der Volksrepublik China hat in den letzten Jahren eine immense Entwicklung hingelegt. Peking produziert heute mehr als brauchbare Elektronikprodukte und eine Vielzahl anderer auf dem Weltmarkt gefragter Waren. Eine eher nachsichtige Copyrightpolitik der Regierung sorgt dafür, dass man es mit dem Urheberrecht von Europäern und Amerikanern nicht so genau nehmen muss.

Das Internet of Things verspricht an dieser Stelle insofern Abhilfe, als man Klongeräte aus dem hauseigenen Ökosystem aussperren kann. Wenn LG oder Samsung mit ihren chinesischen Konkurrenten Probleme haben, könnten diese ihre Smartphones beispielsweise von der Funkfernsteuerung eines smarten Ofens ausnehmen – für einen Kunden, der sein Straußensteak gerne mit einem solchen Ofen brät, wäre das eine nicht unerhebliche Motivation zum Kauf eines koreanischen Markenprodukts.

Die Eclipse Foundation spielt seit längerer Zeit eine Rolle im Internet of Things. Das IoT-Projekt der Foundation hat für sich selbst die folgenden vier Ziele festgelegt:

Anbieten von Standards- und Protokollimplementierungen

Entwicklung von Frameworks

Entwicklung von Werkzeugen zur Erleichterung des Deployments

Entwicklungen von Lösungen, die eins bis drei in fertige Systeme verpacken.

Dieses Kapitel stellt einige der betreuten Lösungen vor und geht dabei auch auf aktuelle Trends ein. Eine vollständige Liste der IoT-Projekte der Eclipse Foundation finden Sie unter [1].

Das ausgeborgte Ding

Im Laufe der letzten Jahre hat sich – für Informatiker unbemerkt – eine massive gesellschaftliche Transformation ereignet. Als der Autor dieser Zeilen ein junger Spund war, war Grinding ein natürlicher Teil jedes Computerspiels.

Wer seinem Krieger das Schwert des Kahals verschaffen wollte, musste den Meister ebendieser Organisation besiegen. Dass dazu jede Menge Training erforderlich war, gehörte zum guten Ton. Spieler von MMORPGs wie World of Warcraft sind dafür bekannt, dass sie sich im Rudel zusammenschließen, um ihre Figuren auf höhere Levels zu bringen. Die heutige Generation – man möge den sokratischen Rant verzeihen – steht dieser Situation anders gegenüber.

Ein Besitzer einer schwarzen Kreditkarte ist nicht gewillt, zwanzig Stunden lang Goblins auszulöschen, um dann der Besitzer des singenden Schwerts des bösen Steptänzers zu werden. Er will dieses – Psychologen sprechen von Instant Gratification – sofort, und ist gerne bereit, für dieses Vergnügen einen Obulus an den Entwickler zu entrichten. Dieser Trend dürfte sich über kurz oder lang in der Form des gemieteten Dings materialisieren.

Dazu wollen wir ein kleines Gedankenspiel anstellen. Die kaffeebegeisterte Lebensgefährtin des Autors wurde vor einigen Jahren mit einer Kaffeemaschine eines sehr bekannten Herstellers verwöhnt. Das für ihre Zufriedenheit hilfreiche Gerät enthält einen Computer, der eine Rechenleistung aufweist, von der man vor wenigen Jahren noch geträumt hätte.

Es wäre für die italienische Firma nur ein kleiner Schritt, die Kaffeemaschine einen profitträchtigen Schritt weiterzuführen. Ein auf der Oberseite der Karte montierter Chipkartenleser könnte zur Nutzung von fortgeschrittenen Kaffeefunktionen das Einstecken einer Lizenzkarte erfordern. Die Anfertigung eines Demelinerinnenkaffees wäre so nur noch bei Vorhandensein einer passenden Lizenzkarte möglich, die sich natürlich im Laufe der Zeit entwertet oder verbraucht.

Diese auf den ersten Blick befremdliche Vorstellung ist in gewissen Bereichen bereits voll etabliert. Als Beispiel dafür sei Olympus angeführt: Die Japaner aktivierten bei einigen ihrer Nobel-SLRs die Panoramafunktion nur dann, wenn eine kompatible Speicherkarte aus demselben Haus eingesteckt war. Der chinesische Oszillografenhersteller Rigol ist noch aggressiver: Wer einen Rigol-Oszillografen kauft, erwirbt im Prinzip eine Kiste Hardware mit Grundfunktionen. Die Aktivierung von diversen physikalisch schon vorhandenen Features erfolgt nur dann, wenn man den Chinesen einen zusätzlichen Obolus zugesteht.

Haus, zum Wegwerfen

In Deutschland werden bei der Einrichtung von Häusern keine Kosten gescheut. Ist die Kreditbude jedoch mal errichtet, so wird sie dreißig Jahre lang ohne große weitere Investitionen genutzt. Eine Situation, die Technikern auch vom Smart-TV-Bereich bekannt sein sollte.

Smart Homes schaffen an dieser Stelle Abhilfe. Ein Schalter mag problemlos fünfzig Jahre lang leben: Wenn die in ihm integrierte Steuerungssoftware mit aktuellen Geräten nicht mehr zurechtkommt, so ist sein Eigentümer auf Wohl oder Wehe zum Kauf einer neuen Version verpflichtet. Dank permanenter Internetverbindung ist dazu nicht einmal mehr ein Austausch von Hardware notwendig – im Grunde genommen reicht es aus, eine neue Software gegen Bezahlung anzubieten.

Besonders findige Unternehmen gehen an dieser Stelle einen Schritt weiter. Als Beispiel dafür sei Haier genannt: langjährige Verfolger der Mobilcomputerindustrie kennen das Unternehmen