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arduino:motivation [2022/05/03 21:27] – khirling | arduino:motivation [2022/06/13 15:50] (aktuell) – khirling | ||
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====== Das Internet der Dinge ====== | ====== Das Internet der Dinge ====== | ||
- | Immer mehr Gegenstände bzw. Geräte können durch das Internet miteinander vernetzt werden und werden damit Teil eines Netzwerkes und können miteinander kommunizieren. Intelligente Sensoren und Aktoren können unsichtbar viele Alltagsaufgaben übernehmen. Im Smartphone, im Auto oder in Fittness-Trackern kommen wir schon tagtäglich damit in Berührung. Daten werden erfasst, mit Hilfe des Internets an große Datenbanken übermittelt und mit Hilfe künstlicher Intelligenz ausgewertet. Kleinigkeiten, | + | Immer mehr Gegenstände bzw. Geräte können durch das Internet miteinander vernetzt werden und werden damit Teil eines Netzwerkes und können miteinander kommunizieren. Intelligente Sensoren und Aktoren können unsichtbar viele Alltagsaufgaben übernehmen. Im Smartphone, im Auto oder in Fitness-Trackern kommen wir schon tagtäglich damit in Berührung. Daten werden erfasst, mit Hilfe des Internets an große Datenbanken übermittelt und mit Hilfe künstlicher Intelligenz ausgewertet. Kleinigkeiten, |
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+ | Ein IOT -System ist ein Verbund mehrerer Geräte, die Daten zu einem Ereignis erzeugen (z.B. Sensor, Kamera, Wetterstation), | ||
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+ | Anwendungsbeispiele sind: | ||
+ | - Smart Home: | ||
+ | * Sicherheit im Haus: System von Überwachungskameras | ||
+ | * intelligente Thermostate, | ||
+ | * Rolladensysteme, | ||
+ | * intelligente Kühlschränke: | ||
+ | - Lebensqualität in Städten: Vernetzung von Geräten, die die Luftqualität, | ||
+ | - Landwirtschaft: | ||
+ | - Mobilität: | ||
+ | * insbesondere beim autonomen | ||
+ | * Bei Logistikunternehmen kann die Überwachung durch GPS nicht nur zur Standortbestimmung genutzt werden, sondern die Daten könnten auch dazu genutzt werden, optimale Routen der Logistikflotte permanent zu ermitteln. | ||
+ | * Mietbare E-Roller, etc. geben ihren Zustand (Ort, Verfügbarkeit, | ||
+ | - Industrie: Produktionsteile geben ihren Zustand selbst weiter und so wird Ressourcenfluss maschinell überwacht und Ersatzteile können rechtzeitig nachbestellt und zielgenau geliefert werden. | ||
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+ | Natürlich reicht es nicht, dass ein Gerät mit dem Internet verbunden wird, um ein IOT - System zu erhalten. Eine Lampe (oder einen Helligkeitssensor) an das Internet anschließen, | ||
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+ | ==== Themenbereiche: | ||
+ | - Sensoren: Die Sensoren und Aktoren stellen die Schnittstelle zwischen der digitalen und physischen Welt dar. Wie funktioniert ein Sensor und wie werden die Daten an den Mikrocontroller geliefert? | ||
+ | - Adressierung im Internet: Wie wird der Sensor in das Internet eingebettet, | ||
+ | - Umgang mit riesigen Datenmengen (Big Data): Der Ergebnis sind Unmengen von Daten, die nicht nur erfasst, sondern auch weitergeleitet und abgespeichert werden müssen. Es braucht große Rechenleistung auf Servern der Cloud, die die Daten speichern und verarbeiten können. | ||
+ | - Sicherheit der IOT- Systeme: Die Systeme liefern unter Umständen lebenswichtige Daten, diese müssen gegen Missbrauch geschützt werden. | ||
- | Die Sensoren und Aktoren stellen die Schnittstelle zwischen der digitalen und physischen Welt dar. Zusätzlich ist eine digitale Infrastruktur für die schnelle Datenübertragung notwendig, aber auch eine große Rechenleistung auf Servern der Cloud, die die Daten speichern und verarbeiten können. | ||
Auch für Schüler ist das Internet allgegenwertig, | Auch für Schüler ist das Internet allgegenwertig, | ||
- | Die Hintergründe des Netzwerkaufbaues oder der Kommunikation innerhalb von Netzwerken, die hinter den Anwendungen stehen, sind den Schülern | + | ====== Luftqualität ====== |
+ | Nicht nur seit der Corona-Pandemie ist die Überwachung der Luftqualität wichtig. Aber die Pandemie hat uns vergegenwärtigt, wie wichtig | ||
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+ | ==== Lernziele==== | ||
+ | Schüler sollten | ||
+ | * die Kommunikation in Internet, | ||
+ | * ein einfacher Netzwerkaufbau funktioniert und wie | ||
+ | * nicht IP-fähige Geräte mit dem Internet verbunden werden können, um Daten zu übertragen, | ||
+ | * das Client-Server Prinzip und Grundzüge der Programmierung verstehen. | ||
+ | |||
+ | Die Schüler sollen verstehen, | ||
+ | * welches Messprinzip die Sensoren haben und wie die Daten (digital oder analog) dem Mikrocontroller übermittelt werden. | ||
+ | * wie man ein kleines Programm programmiert, | ||
+ | * das Daten des Sensors auf Plausibilität überprüft werden müssen | ||
+ | * alle Bestandteile zu einem Messgerät zusammenzuführen | ||
+ | Darüber hinaus sollen die Schüler Kompetenzen entwickeln, damit sie einen verantwortungsvollen Umgang mit Daten lernen, vor allem mit Hinblick auf Qualität und Quantität. | ||