ฉันควรใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์และภาษาการเขียนโปรแกรมสำหรับการแสดงผลสภาพอากาศที่เปิดใช้งานอินเทอร์เน็ตได้อย่างไร

ฉันเป็นมือใหม่ใน IoT และต้องการเริ่มต้นอาชีพของฉันใน IoT เมื่อฉันค้นหา Google สำหรับ startups ใน IoT ฉันพบบล็อกจำนวนมาก และฉันก็พบภาษาที่ใช้ใน IoT เช่น C #, Java, Node.js และไมโครคอนโทรลเลอร์เช่น Arduino, Raspberry Pi, Intel, Netduino เป็นต้น

ในขณะที่ฉันยังใหม่กับ IoT ฉันไม่รู้ว่าภาษาใดดีที่สุดและฉันใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวใดเพื่อเริ่มต้น

สำหรับการเริ่มต้นขั้นพื้นฐานที่ฉันพูดฉันต้องการสร้างอุปกรณ์ที่มีจอแสดงผลที่แสดงสภาพอากาศสำหรับตำแหน่งที่ระบุจากมือถือของฉัน ดังนั้นอาจเป็นตัวอย่างที่ดีสำหรับการเริ่มต้นที่ครอบคลุมฮาร์ดแวร์อินเทอร์เน็ตและซอฟต์แวร์

อุปกรณ์จะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หน้าจอดิจิตอลขนาดเล็กและมีข้อ จำกัด ด้านค่าใช้จ่าย

ฉันควรใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์และภาษาใดที่ตอบสนองความต้องการของฉันในการแสดงสภาพอากาศ

โดยส่วนตัวฉันเลือกRaspberry Pi 3Bสำหรับเรื่องนี้แม้ว่ามันอาจจะทรงพลังมากกว่าที่คุณต้องการจริงๆ เหตุผลที่ฉันแนะนำสิ่งนี้คือ:

• มันมี 802.11 b / g / n LAN ไร้สายในตัวดังนั้นคุณจะสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่าย Wi-Fi แทนที่จะใช้สาย Ethernet

• นอกจากนี้ยังรองรับบลูทู ธ ดังนั้นคุณอาจเชื่อมต่อกับโทรศัพท์ได้

นอกจากนี้คุณยังจะต้องหน่วยแสดงผลและสะดวกมีการแสดงหลายออกแบบมาสำหรับราสเบอร์รี่ Pi เช่นนี้ 4DPI-32 หน้าจอสัมผัส คุณควรจะสามารถสล็อตจอแสดงผลโดยตรงกับส่วนหัว 40 พิน:

^{ราสเบอร์รี่ Pi Foundation , CC BY-SA 4.0 ฉันรู้ว่านี่เป็นเทคนิค Pi 2B แต่ GPIO เหมือนกันใน 3B}

สำหรับด้านการเขียนโปรแกรมในกรณีนี้สิ่งที่คุณต้องทำคือเรียกสภาพอากาศจาก API ที่ไหนสักแห่งแล้วแสดงบนหน้าจอเป็นโปรแกรม GUI จอแสดงผลทำหน้าที่เหมือนเอาต์พุต HDMI สำหรับ Pi ดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้องทำอะไรเป็นพิเศษ สำหรับ Python คุณสามารถใช้ Tkinter เพื่อสร้าง UI พื้นฐานหรือคุณอาจเลือกที่จะเขียนเว็บแอปพลิเคชันใน HTML / CSS / JS ขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณพอใจ คุณสามารถใช้OpenWeatherMap APIได้ฟรี เอกสารเชื่อมโยงกับแต่ละจุดสิ้นสุด API

ณ จุดนี้มันขึ้นอยู่กับคุณจริงๆ ที่ดีที่สุดภาษานี่เป็นภาษาที่คุณกำลังสบายที่สุดด้วย ถ้าคุณชอบ AngularJS เพียงแค่สร้างหน้า HTML ดึงข้อมูลสภาพอากาศด้วย Angular (หรือใช้ไลบรารีแบบนี้เพื่อช่วยคุณ) และแสดงโดยใช้ CSS บางอย่างเพื่อให้ดูดี

หากต้องการรับตำแหน่งฉันคิดว่ามันจะง่ายกว่าที่จะอนุญาตให้ผู้ใช้พิมพ์ตำแหน่งในหน้าจอสัมผัสของ Pi การส่งตำแหน่งของโทรศัพท์ของคุณอาจเป็นเรื่องยากขึ้นเล็กน้อยถึงแม้ว่าคุณจะสามารถค้นพบบางสิ่งได้หากคุณค้นคว้าข้อมูลมากมาย

สำหรับการใช้แบตเตอรี่คำถามใน Raspberry Pi Stack Exchangeนี้ควรค่าแก่การอ่าน

หอมโอเมก้า 2อ้างว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ลินุกซ์เล็กที่สุดในโลก การเรียกร้องนั้นอาจไม่เป็นความจริง (ดูตัวอย่างที่ด้านล่าง 2) แต่จากประสบการณ์ของฉันมันจะต้องเป็นที่เล็กที่สุด 3. ค่าใช้จ่ายเพียง $ 5, wifi ในตัวออกแบบโดย IoT โดยเฉพาะ มีโล่ไม่กี่ที่มีอยู่บนเว็บไซต์ของพวกเขา ผลิตภัณฑ์ใหม่ดูเหมือนว่าจะมีชุมชนที่เข้มแข็งและกระตือรือร้น ผู้สนับสนุน Kickstarter ได้รับอุปกรณ์ คุ้มค่าที่จะเช็คเอาท์

นอกจากนี้ตามที่ระบุไว้ในความคิดเห็นตรวจสอบvocore2ซึ่งจริง ๆ แล้วดูเหมือนจะเล็กกว่าหัวหอมและถูกกว่าที่ $ 4 ขณะนี้ได้รับเงินทุนที่ IndieGoGo และวันที่จัดส่งโดยประมาณคือกุมภาพันธ์ 2017 (เดือนถัดไป ณ เวลาที่เขียนนี้) นอกจากนี้ยังมีท่าเทียบเรือให้เลือกมากมายและมีเราเตอร์ไร้สายในตัวซึ่งค่อนข้างเจ๋ง

ฉันเพิ่งเจอคนเหล่านั้นเมื่อวันก่อนและไม่มีประสบการณ์กับพวกเขา หมายเหตุอย่างไรก็ตามเนื่องจากความใหม่ของพวกเขาบางส่วนของแพคเกจลินุกซ์ที่คุณอาจจะใช้ในการใช้อาจไม่สามารถใช้ได้เลย (ตัวอย่างเช่นฉันรู้สำหรับข้อเท็จจริงที่ว่าในเวลาที่เขียนนี้แพคเกจ GStreamer ที่ไม่สามารถใช้ได้กับหัวหอม แต่คุณต้องสร้างจากแหล่งที่มาแม้ว่า gstreamer จะไม่เกี่ยวข้องกับคุณ)

สั้น ๆ เหล่านั้นเช่นเดียวกับคำตอบอื่น ๆ ที่บอกว่า Pi เป็นอุปกรณ์ราคาประหยัดที่ยอดเยี่ยม อย่าลืม Raspberry Pi Zeroคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กอีก 5 ดอลลาร์ตามแนวหัวหอม ไม่มีพอร์ตทั้งหมดที่มีขนาดใหญ่กว่า Pi แต่ถ้าคุณไม่สนใจหรือถ้าคุณต้องการใช้ 3 สำหรับการพัฒนาและ Zero สำหรับขนาดของผลิตภัณฑ์สุดท้ายมันเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ควรพิจารณา

อุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีราคาแพงบางอย่างรวมถึง:

• BeagleBone Black (นี่เป็นทางเลือกเดียวที่ฉันจะพิจารณาอย่างจริงจังเพราะราคาถูก)
• Gumstix ($$$ แต่เราใช้สิ่งเหล่านี้ตลอดเวลาในโครงการขนาดของพวกเขา)
• Udoo ($$$ แต่แพ็คหมัด)
• Toradex Colibri (ใช้งานได้ยาก แต่เราใช้รายละเอียดเหล่านี้ได้ดีกว่า Gumstix และมีตัวเลือกในการใช้งาน Windows CE พร้อมคุณสมบัติการบูตทันทีหากคุณต้องการ toolchain ของ Windows และเวลาบู๊ตเป็นศูนย์ )

นอกจากนี้ทราบว่าVilros ทำให้บางที่น่ากลัวชุด Pi เริ่มต้น (ราคาถูกกว่าใน Amazon) ก่อนพร้อมกับระบบปฏิบัติการทำงาน Wifi, อ่างล้างมือความร้อนกรณีทำงานออกด้านขวาของกล่องและบันทึกตันของการทำงานการตั้งค่าเสียงฮึดฮัด ยังคุ้มค่าการตรวจสอบว่าคุณไปเส้นทาง Pi Vilros ยังเคยผลิตชุดเริ่มต้นของ Beagle Bone ซึ่งดูเหมือนว่าจะไม่ปรากฏบนเว็บไซต์ของพวกเขาอีกต่อไป แต่หากคุณค้นหา Newegg / Amazon / etc คุณยังสามารถหาหุ้นที่มีอยู่

อย่างไรก็ตาม Arduino (หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวอื่นซึ่งแตกต่างจากคอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยวแบบเต็มที่กล่าวมาข้างต้น) ด้วยตัวของมันเองอาจไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องการที่นี่ Arduino เป็นเพียง Atmel ATmega168 / 328 มันไม่ได้รันระบบปฏิบัติการและไม่ได้ทำอะไรนอกจากสิ่งที่คุณบอกให้ทำ ตัวอย่างเช่นสำหรับเครือข่ายคุณต้องมีอีเธอร์เน็ตชิพซึ่งมาพร้อมกับไลบรารี่ควบคุมอีเธอร์เน็ตเต็มรูปแบบที่ฉันเชื่อว่าจะมีสแต็ก TCP และ UDP (ฉันไม่เคยใช้เลย รหัสพื้นที่ จำกัด มาก

จากนั้นคุณจะต้องสร้างไคลเอนต์สภาพอากาศของคุณและทุกสิ่งที่เหนือกว่านั้นและคุณต้องทำทั้งหมดใน 32KB หรือน้อยกว่า มันเป็นรสชาติที่แตกต่างของการพัฒนามากกว่าทำการพัฒนา Linux / Windows บน Pi / Beaglebone / Gumstix / Colibri / etc อยู่นอกขอบเขตของคำตอบนี้เล็กน้อย

สิ่งที่ Arduino เป็นสิ่งที่ดีสำหรับที่นี่คือเป็นส่วนเสริมในระบบหลักของคุณในการทำสิ่งที่ส่วนต่อประสานฮาร์ดแวร์เช่นอ่านเซ็นเซอร์ความดัน, ปุ่ม, ควบคุมองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานชนิดของสิ่งนั้น

การพัฒนาระบบสมองกลฝังตัวเป็นสัตว์ที่แตกต่างจากการพัฒนาเดสก์ท็อปที่คุณทำบน Pi และฉันไม่อยากแนะนำให้ลองทำกับ Arduino เพียงอย่างเดียวโดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่มีประสบการณ์

ฉันแนะนำวิธีการทีละขั้นตอนเพื่อค้นหาภาษาและตัวควบคุมที่คุณควรใช้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่คุณต้องการจะขึ้นอยู่กับงานที่คุณต้องการ ในทางทฤษฎีงานจะตั้งข้อกำหนดบางอย่างที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เหมาะสมจะปฏิบัติตามดังนั้นคุณควรเลือกไมโครคอนโทรลเลอร์ตามข้อกำหนดเหล่านี้

1. กำหนดเรื่องราวของผู้ใช้สำหรับอุปกรณ์ คุณคาดหวังอะไรจากมัน คุณต้องการให้มันมีความสามารถอะไร

   ในกรณีของคุณมันถูกกำหนดโดยคุณแล้ว:

   อุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่ซึ่งควรจะสามารถรับอินพุตจากสมาร์ทโฟนและแสดงข้อมูลสภาพอากาศของตำแหน่งที่ร้องขอบนจอแสดงผลของตัวเอง

2. ตอนนี้ขั้นตอนที่ 1 ให้สิ่งที่คุณต้องเริ่มต้นด้วย คุณสามารถเลือกฮาร์ดแวร์ที่คุณต้องการในระดับบล็อกไดอะแกรม

   คุณจะต้องมีจอแสดงผลและอาจเป็นโมดูล WiFi หรือ Bluetooth เพื่อสื่อสารกับมือถือของคุณ การเข้าถึงฐานข้อมูลสภาพอากาศทั่วโลกอาจจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต คุณควรควบคุมทั้งสองสิ่งนี้ด้วย MCU หรือโมดูล WiFi (คุณต้องใช้อินเทอร์เน็ตเพื่อให้คุณสามารถยกเว้นบลูทู ธ ) ควรจะสามารถควบคุมการแสดงผลและเรียกใช้ซอฟต์แวร์ของคุณ

3. คุณสามารถเริ่มค้นหาชิ้นส่วนที่ต้องการได้ คุณสามารถเริ่มต้นด้วยการตัดสินใจว่าจะใช้แบตเตอรี่ชนิดใดดังนั้นคุณสามารถพิจารณาการใช้พลังงานของชิ้นส่วนที่มีศักยภาพของคุณ ผมได้สรุปกระบวนการทั่วไปสำหรับการเลือก MCUs ในหนึ่งในของฉันคำตอบก่อนหน้า โดยพื้นฐานแล้วควรทำที่นี่ ค้นหาจอแสดงผลราคาถูกมันอาจจะใช้อินเตอร์เฟซ SPI หรือ I2C เพื่อการสื่อสาร จากนั้นคุณสามารถค้นหาโมดูล Wifi ด้วย SPI / I2C และมี MCU ในตัวหรือ MCU แยกต่างหากและโมดูล WiFi โมดูล WiFi แต่ละตัวอาจจะใช้ UART เพื่อสื่อสารดังนั้น MCU แต่ละตัวควรมีสิ่งนั้นตาม SPI / I2C

4. สำหรับภาษา ไมโครคอนโทรลเลอร์ส่วนใหญ่จะ จำกัด โอกาสของคุณในฟิลด์นี้ ในกรณีส่วนใหญ่ตัวเลือกของคุณจะเป็น C, C ++ หรือ Assembly โดยพูดถึงไมโครคอนโทรลเลอร์อย่างเคร่งครัดที่นี่และไม่ใช่คอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยว

   หากคุณตัดสินใจที่จะใช้ BeagleBone หรือ Raspberry ที่สามารถใช้งานระบบปฏิบัติการ Linux หรือระบบที่มีประสิทธิภาพอื่น ๆ ได้ฉันก็บอกว่าภาษาที่ดีที่สุดจะเป็นภาษาที่คุณรู้จักดีที่สุดแน่นอนว่ามันควรจะสามารถจัดการกับงานได้ ( คุณสามารถเรียกใช้ Java บน RPi ได้หากต้องการ )

   การเปิดซ็อกเก็ตไปยังบริการข้อมูลสภาพอากาศทั่วโลกสามารถทำได้ใน C, C # หรือ Python เช่นกัน จะเป็นเรื่องยากมากขึ้นในการประมวลผล JSON ด้วย C แต่เป็นไปได้อย่างแน่นอน

การพูดเกี่ยวกับต้นทุนโดยทั่วไป ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือการค้นหาอุปกรณ์แสดงผลที่ใช้ WiFi จะมีผลลัพธ์จำนวนมากและส่วนใหญ่จะใช้ฮาร์ดแวร์เดียวกันและอาจเป็นสิ่งที่ถูกที่สุด

คุณสามารถใช้โมดูลESP8266 WiFi ซึ่งเข้ากันได้กับ Arduino เพื่อเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตและเชื่อมต่อกับจอแสดงผล มันจะต้องมีการซ่อมแซมมากขึ้นกว่าราสเบอร์รี่ Pi แต่จะมีราคาถูกกว่า

นี่คือโครงการ Hackaday เกี่ยวกับ ESP8266 + จอแสดงผล

การสร้างการเริ่มต้นไม่เกี่ยวกับสิ่งที่คุณสามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีและไม่เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ สำหรับการเริ่มต้นที่ประสบความสำเร็จซึ่งสามารถดึงดูด VC ได้คุณควรคิดถึงตลาดที่คุณจะให้บริการก่อน แต่การคิดถึงตลาดที่คุณจะให้บริการนั้นไม่เพียงพอ คุณต้องมีข้อมูลจริงเกี่ยวกับตลาด มันไม่ได้เป็นเพียงแค่บางสิ่งที่สมเหตุสมผลสำหรับคุณ การสร้างผลิตภัณฑ์และจากนั้นคาดว่าจะขายมันไม่ใช่วิธีการที่ประสบความสำเร็จ ตลาดเป็นความต้องการที่แท้จริง เมื่อคุณสร้างผลิตภัณฑ์ขึ้นมาเพื่อระบุตลาดเฉพาะ นี่คือสิ่งที่ทำให้ผลิตภัณฑ์ประสบความสำเร็จเป็นผลิตภัณฑ์ที่ขายตัวเองเพราะผู้คนมองหามันอยู่แล้ว VC ลงทุนเฉพาะที่เพิ่งเริ่มต้นที่มีผลิตภัณฑ์ดังกล่าวโดยเฉพาะหากพวกเขาขายอยู่แล้ว

ในการเลือกเทคโนโลยีเพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ของคุณก่อนอื่นคุณต้องรู้ว่าผลิตภัณฑ์ของคุณต้องทำอะไรนี่คือวิธีที่จะแก้ปัญหาในตลาดที่เลือก จากนั้นดูว่าผู้มีโอกาสเป็นลูกค้ายินดีจ่ายสำหรับสิ่งนั้น จากนั้นเลือกเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถทำการตลาดได้เร็วที่สุดในขณะที่รักษาต้นทุนให้อยู่ในงบประมาณ จากนั้นจัดหาการพัฒนาหรือหาพันธมิตรที่สามารถทำได้และพร้อมที่จะทำงานกับคุณ แบ่งปันผลกำไร 50/50 กับคู่ของคุณ จากนั้นเมื่อคุณมีต้นแบบให้เริ่มต้นจัดทำแผนธุรกิจของคุณและจำไว้ว่าคุณสามารถทำให้ VC เป็นที่รักได้หากคุณแสดงให้พวกเขาเห็นว่าพวกเขาสามารถทำเงินได้อย่างไร

หากคุณต้องการลดต้นทุนของผลิตภัณฑ์ของคุณสำหรับการผลิตจำนวนมากคุณสามารถใช้ภาษาระดับต่ำกว่าและไมโครคอนโทรลเลอร์ที่มีความสามารถน้อยเช่น Microchip PIC หรือ Silicon Labs EFM พร้อม ASM / C / C ++ หากผลิตภัณฑ์ไม่ได้เป็นการผลิตจำนวนมาก (100k +) ให้ใช้ภาษาระดับที่สูงขึ้นและตัวควบคุมขนาดเล็กที่มีความสามารถเช่น Micro Python หรือ Lua กับ ARM32 MIPS หรือแม้กระทั่ง Linux ที่มี ARM32 / 64 สิ่งนี้ช่วยประหยัดต้นทุนการพัฒนา แต่เพิ่มราคาของฮาร์ดแวร์ จำไว้ว่าราคาของผลิตภัณฑ์ไม่ได้เป็นเพียง PCB ที่มีส่วนประกอบ การพัฒนาที่อยู่อาศัยการบรรจุและทุกอย่างที่จำเป็นในการขายผลิตภัณฑ์ควรเป็นค่าใช้จ่าย วางไว้ในแผนธุรกิจ และอย่าไปที่ VC ที่มี Arduino หรือ Raspberry pi หรือ Onion หรือสิ่งใด ๆ ที่ดูเหมือนอุปกรณ์ทำมืออดิเรก

เริ่มต้นขึ้นไม่ลงและโชคดีที่สุด