Умная лаборатория интернета вещей: реализация стендовых модулей и сетевой инфраструктуры [Smart Laboratory of the Internet of Things: Development of Bench Modules and Network Infrastructure]

Abstract

Представлена разработка системы удаленного прототипирования устройств интернета вещей для учебных и исследовательских целей. Умная лаборатория позволяет удаленно реализовать полный цикл взаимодействия пользователя с физическим устройством. Пользователь получает среду для подключения периферийных модулей, визуальный контроль и взаимодействие с программными сервисами. В исследовании подробно рассматривается процесс разработки стенда умной лаборатории и организация ее внутренней сетевой инфраструктуры. Стендовые модули предназначены для прототипирования устройств интернета вещей. Каждый модуль состоит из микрокомпьютера Raspberry Pi и стендового устройства — отладочной платы с микроконтроллером (МК) и набором подключаемых модулей. Сетевое взаимодействие организовано с использованием протокола MQTT. Этот протокол применен для функционирования инфраструктуры умной лаборатории и для подключения стендовых устройств и сервисов интернета вещей. Организована сеть LoRaWAN на основе сервера сети ChirpStack и базовой станции Microchip. Результаты экспериментов подтвердили надежность связи и возможность передачи данных. Работа закладывает новую методологию дистанционного обучения и перспективы использования сетевых технологий для передачи и прошивки микроконтроллера.