IOT_Teoria Flashcards
(26 cards)
Definizione di IOT
L’Internet delle cose (IoT) è l’interconnessione di dispositivi fisici, veicoli, edifici e altri oggetti dotati di componenti elettronici, software, sensori, attuatori e connettività di rete che consentono a questi oggetti di raccogliere e scambiare dati.
In quanti e quali sono i livelli dell’architettura IOT?
Cosa fa ognuno?
- Livello di rilevamento (Sensing Layer). Integra sensori, attuatori e gps per raccogliere dati. Include protocolli come MQTT, XMPP
- Livello di rete (Networking Layer). Trasmette i dati raccolti ai sistemi di elaborazione e memorizzazione. Ha il ruolo di collegare le ‘cose’ e consentirgli di condividere informazioni tra loro.
- Livello dei servizi (Service Layer). Fornisce servizi intelligenti per soddisfare le esigenze degli utenti finali.
- Livello di interfaccia (Interface Layer)
Responsabile della connessione tra gli utenti e il sistema IoT tramite dispositivi e applicazioni, fornendo servizi all’utente
Dashboard.
Quali sono i problemi chiave dell’IOT?
Interoperanilità
Sicurezza
Risorse Limitate
Scalabilita
Cos’è l’esp32?
una scheda basata su microcontrollore, specializzata per progetti IOT.
Alimentazione da 3.3 e 5V. Supporto Wifi e Bluethoot
Cosa mette a disposizione l’esp32?
18 canali ADC
3 interfacce SPI
3 interfacce UART
3 interfacce I2C
16 canali PWM
2 DAC
2 interfacce I2S
10 pin GPIO per tocco capacitivo.
A cosa serve il PWM?
una tecnica utilizzata per regolare la potenza erogata a un carico variando il ciclo di lavoro di un’onda quadra.
In realtà il concetto alla base del PWM rientra anche in un discorso di ottimizzazione delle risorse
Dispone di 16 canali indipendenti, che hanno parametri configurabili come Frequenza e duty cycle
Per generare un segnale PWM cosa devo specificare?
- Frequenza del segnale: Quanti cicli al secondo avrà il segnale
- Duty cycle: Percentuale di tempo in cui il segnale sarà alto rispetto al ciclo totale
- Canale PWM
- GPIO di output
Cos’è un segnale PWM?
è un’onda quadra che alterna tra ON (ALTO = 1) e OFF (BASSO = 0) a una certa frequenza. Il parametro più importante del segnale PWM è il duty cycle, che indica la percentuale di tempo in cui il segnale è ALTO rispetto alla durata totale di un ciclo.
I2C
Protocollo di comunicazione che è Sincrono, half-duplex, master-slave con linee condivise. Solo il master può iniziare una comunicazione. Gli slave rispondono solo se chiamati. Ogni slave ha un indirizzo unico. Il master trasmette l’indirizzo della linea all’inizio della comunicazione, per selezionare a chi parlare.
l’I2C ha due canali:
- SDA: Trasmette i dati tra master e slave
- SCL: Sincronizza la trasmissione dei dati
Viene definita Transazione una comunicazione completa che inizia con il master e coinvolge uno slave. Quando un dispositivo invia dati sulla linea SDA diventa Transmitter, mentre quello che ascolta diventa Receiver
SPI
Il protocollo di comunicazione seriale sincrono SPI è più veloce dell’I2C ed è usato per dispositivi come memorie flash, display TFT e sensori ad alta velocità.
ha due interfacce principali VSPI e HSPI
Protocollo di comunicazione che è Sincrono, full-duplex, master-slave con linee condivise. In SPI, il master può parlare con più dispositivi (slave), ma solo uno alla volta. Per farlo, il master deve attivare il dispositivo con cui vuole parlare.
Ogni slave ha un suo pin SS/CS, e il master ne deve avere uno per ogni slave.
Le sigle MISO e MOSI dicono la direzione dei dati tra master e slave
Tramite i pin possiamo imporre i livelli logici 1 o 0 ?
Si
Com’è formato il diodo
Il diodo led ha due terminali che sono Anodo e Catodo
La corrente deve fluire sempre dal + al meno, quindi dall’anodo al catodo.
Il catodo si riconosce dalla zampa corta.
Quali comportamenti puo avre il bottone?
- Normally open: A riposo il circuito è aperto, se premuto si chiude
- Normally closed: A riposo il circuito è chiuso, se premuto si apre
Cos’è il fenomeno del debouncing?
Lavorando con i pulsanti, è bene sapere che bisogna gestire i “rimbalzi”: a causa delle proprietà meccaniche ed elastiche dei materiali coinvolti, i contatti tendono a rimbalzare, ossia a fare una serie di aperture e chiusure involontarie in un breve lasso di tempo, generalmente nell’ordine dei millisecondi.
Resistore di pull-down e pull-up
Pull-DOWN: Il resistore è collegato tra il pin di ingresso e la massa. Il pulsante invece normalmente aperto, si trova che il pin e la vcc. Quando il pulsante è rilasciato il pin legge 0, quando è premuto il pin legge 1.
Pull-UP: Il resistore è collegato tra il pin di ingresso e la tensione di alimentazione, quindi quando il pulsante è rilasciato, legge un livello logico alto.Quando il pulsante è premuto, il pin di ingresso è collegato a massa quindi legge un livello logico basso
Gli interrupt
al verificarsi di un evento il processore blocca l’esecuzione del programma principale per eseguire il task e una volta terminato ritorna sul main program.
Si possono avere interruzioni Hardware e Software
Analog - Digital Converter. Come funziona?
- Campionamento: presi i valori del segnale analogico e divisi in intervalli di tempo in base alla frequenza di campionamento scelta. Il segnale è passato da continuo a discreto. (la freq deve essere almeno il doppio della max freq che vogliamo campionare)
- Dopo il campionamento ogni valore prelevato deve essere convertito in un numero finito.
Il potenziometro cosa fa?
Implementa una resistenza variabile. Girando la manopola cambia il valore della resistenza
Fotorestistore
Un fotoresistore è essenzialmente un resistore che, in base all’intensità luminosa a cui è sottoposto, cambia la sua resistenza interna
Più luce incide, minore sarà la resistenza associata al componente.
Minore è la luce incidente, maggiore sarà la resistenza del componente.
Cos’è il duty cycle?
Il Duty Cycle rappresenta il tempo in cui il segnale resta alto (ON) rispetto al periodo totale del segnale stesso ed è indicato in valore percentuale.
(onTime / Period ) * 100
Protocolli Seriali
i protocolli di comunicazione seriale, che trasmettono bit in modo sequenziale, quindi hanno bisogno di meno spazio, meno costi e meno cavi.
Con la comunicazione seriale, la trasmissione risulta più affidabile sulle lunghe distanze perché meno soggetta ad interferenza; vengono definite delle regole comuni di comunicazione (protocolli), sul tipo di dati, sul come sì avvia e termina la trasmissione (start bit e stop bit), tra chi parla e chi ascolta (master/slave)
Che differenza c’è tra comunicazioni seriali Sincrone e Asincrone=
- Sincrone: abbiamo un segnale di clock condiviso, i dati vengono letti e scritti in maniera sincrona con il clock.
Problema del clock skew: rappresenta un ritardo del segnale di clock. Ovviamente se due dispositivi ricevono il clock in momenti diversi, significa che uno legge troppo presto, mentre un altro legge troppo tardi. - Asincrone: non hanno un clock, ma le parti comunicanti concordano in bit rate di comunicazione, con questo e il loro clock interno trasmettono e ricevono bit.
RS232
è un protocollo di comunicazione asincrono, full duplex, peer-to-peer con linee dedicate. Richiede 2 linee Tx per la trasmissione e Rx per ricezione e GND per il riferimento del segnale.
come funziona MQTT
meccanismo Publish/Subscribe.
Chi necessita delle informazioni sì iscrive al topic desiderato e quando il Publisher pubblica i dati per quel topic, tutti i sottoscritti li ricevono.
La pubblicazione ed invio ai determinati Subscriber è gestita da un intermediario, broker, che è rappresentato da un software bus.
Abbiamo due diversi modi di organizzare e filtrare i messaggi che i subscriber ricevono:
- Topic-Based P/S - inflexible:Ogni messaggio ha un topic (es. “casa/soggiorno/temperatura”).
Gli utenti si abbonano a uno o più topic per ricevere solo i messaggi pubblicati lì.
- Content-Based P/S: Il filtraggio sì basa sul contenuto del messaggio, quindi non ci sì iscrive al topic ma bensì a condizioni del messaggio.
