IoT und Webanwendungen – aktuelle Angebote für studentische Projekte

Raspberry Pi mit Temperatursensor DS18B20

Im Modul Webanwendungen realisieren Studierende der Hochschule Niederrhein, Fachbereich Wirtschaftswissenschaften, Projekte im Internet-Umfeld (inkl. IoT). Informationen zu den Rahmenbedingungen im Modul erhalten Studierende unter

Das müssen Studierende im Modul tun – Modul Webanwendungen

Bereits realisierte Projekte aus den letzen Semestern finden Sie hier.

Stand 29.03.2022

Projekte 2023 Sommersemester

Projekte mit IoT-Komponente

Anmerkung: In Lehrerworkshops hat sich der ESP8266 D1 mini als gutmütiges „breadboardfriendly“ Gerät herausgestellt. ESP-Projekte sind vorzugsweise hiermit zu realisieren.

P23-1 Zuverlässigkeitsvergleich IoT-Devices: ESP32, Raspberry Pico, Raspberry Pi

PRIORITÄT DERZEIT NICHT HOCH. Ausgangslage: Als IoT-Microcontroller werden ESP32 und Co in vielen Projekten eingesetzt. Untersuchungen im geförderten Projekt Biene40 zeigte, dass nicht alle Controller langzeitstabil sind.

ToDo: Es soll ein System entwickelt werden, dass die o.g. Mikrocontroller hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit vergleicht.

Eine detailliertere Beschreibung der Ziele, Anforderungen und Rahmenbedingungen finden Sie unter

Zuverlässigkeitsvergleich IoT-Devices ESP32, Raspberry Pico, Raspberry Pi – Projektidee

P23-2 WLAN Bewegungsmelder

Ausgangslage: Ob Tiere im Garten, nächtliche Besuche des Kühlschranks oder Aktivitäten an der Hauseingangstür – es gibt viele Gründe, einen mobilen Bewegungssensor zu haben, um temporär ausgewählte Bereich überwachen zu können.

ToDo: Es soll ein System entwickelt werden, das Bewegungen mit einem Infrarot-Bewegungssensor detektiert und eine Signal an einen Webservice sendet.

Eine detailliertere Beschreibung der Ziele, Anforderungen und Rahmenbedingungen finden Sie unter

WLAN Bewegungssensor – Projektidee

P23-3 Internet-Trachtwaage mit dem ESP8266

Mit preiswerten Wägemodulen und einem ESP32 soll eine Energiesparende Trachtwaage aufgebaut werden. Alle 30 Minuten (3 Minuten im Testberieb) sendet der ESP die Daten an einen in PHP geschriebenen Webservice im Internet, der die Daten in einer SQLite-Tabelle ablegt. Dazu gibt es ein (minimalistisches) Dashboard, das die Daten als Liste und  Grafik ausgibt. Die Aktualisierung im Browser erfolgt über Ajax. Die Grafik kann server- (bevorzugt, mit GD-Lib) oder clientseitig (Javascript/CSS) erzeugt werden.
Links und Hinweise
https://tutorials-raspberrypi.de/esp8266-waage-gewichtssensor-hx711-bauen/

P22-4 Vögelkamera reloaded.

Für des bestehende System mit einem Raspberry Pi ist eine Ablösung mit der ESP32-Cam zu konzipieren und zu bauen. Herausforderung hierbei: Abliefern der Bilder auf dem Internet-Server über https. Beispiel Meisenkamera: https://cbrell.de/naturwatchcam/

P23-5 beeWild – Wildbienenwebcam.

Auf dem Campus in MG gibt es seit 25.03.2022 ein neues Wildbienenhotel. Als Werbemaßnahme für den Fachbereich soll hierzu eine WebcamLösung implementiert werden. Technisch werden die Lösungen ähnlich zu „Meisenkamera reloaded“ sein. Die Realisierung soll mit der ESP32-CAM  erfolgen. Folgende Fragestellungen sollen mit der Lösung bearbeitbar werden:
F1: Wie verändert sich die „Belegung“ der Niströhrchen mit der Zeit?
F2: Zu welcher Tageszeit ist die Aktivität der Wildbienen an den Niströhrchen am größten)

P23-6

P23-7a: Biene40 Monitor (mit ESP8266 und  Display)

Für das Projekt Biene40 soll eine WLAN-fähige Anzeigestation für den Imker aufgebaut werden.
Die Anzeigestation besteht aus einem ESP mit einem Grafik-Display. alle 10 Minuten werden über WLAN von einem Webservice Informationen abgeholt und auf dem  Display dargestellt. Dazwischen soll die Station schlafen und Energie sparen, so dass ein Battriebetrieb möglich ist.
Der zu entwickelnde Webservice holt sich die aktuellen Daten von mehreren bereits existierenden Webservices (im CSV-Format), extrahiert die neuesten und generiert daraus mit der GD-Lib ein Bild (ein typischer ETL-Prozess). Alternativ kann das Bild auch auf dem ES generiert werden.
Auf dem Smartphone sieht das zur Zeit (Oktober 2022) so aus: Biene40 Dashboard.
Programmierung: ESP in C mit Arduiono IDE, Webservice in PHP, Datenhaltung in CVS-Dateien, Bilddateien oder in SQLite-DB.

ALTERNATIVE: Das gleiche Projekt (b) mit dem Raspberry Pico (noch nicht getestet)

P23-8: Shelly-Logger mit ESP8266

ACHTUNG ETWAS EXPERIMENTELL. Die WLAN-Steckdose (im Auslieferungszustand) soll mit einem ESP8266 ausgelesen werden. Die Daten werden an einen Webservice gesendet, der die Daten in einer einfachen SQLite Tabelle oder CSV-Datei speichert. Die Anzeige ich eine einfache HTML-Seite. Eine Reizvolle Methode, die Daten darzustellen, wäre als SVG-Grafik und Javaascript.
Die Herausforderung besteht darin, dass der ESP im laufenden Betrieb das WLAN wechseln muss (Habe ich selber noch nicht gemacht). Im Krisenfall: Shelly und ESP ins heimische WLAN einbinden.

P23-9 433-MHz-Konzentrator

ACHTUNG UNERWARTET SCHWIERIG UND RISIKOBEHAFTET. Es ist die Fragestellung zu untersuchen: Wie kann ein einfaches Konzentratorkonzept mit 433 MHz umgesetzt werden? Als Anwendungsbeispiel soll ein einfacher Datenlogger (Temperatur oder eigene Betriebsspannung) dienen. Hintergrund ist: In den meisten Mess-Szenarien stören die Kabel zu den Sensoren.

Sonde -> 433MHz -> Konzentrator -> WLAN -> Internet-Server

Als „Sonde“: Attiny95 oder Atnmega328P oder Arduino oder Raspberry Pico. Achtung: Mehrere (viele) Sonden müssen möglich sein)
433 MHz Übertragung über Radio Serial (wg. zu hoher Datenmenge nicht RCSwitch)
Konzentrator: Arduino mit ESP01, ESP32 oder Raspberry Zero WH
Es geht um das Prinzip, der Severprozess kann ein sehr einfaches PHP-Script sein, dass lediglich eine CSV-Datei fortschreibt.

Projekte ohne IoT Komponente

P21-11 Blühmelder für Imkervereine

Etwa 170.000 Imker:innen i Deutschland interessieren sich jedes Jahr aufs Neue für den Blühbeginn in ihrer Region. Für Imkervereine könnte ein vereinseigener und vereinsbezogener Blühmelder ein Instrument sein, Mitglieder zur binden und im Vereinsdialog zu halten.

Die Projektidee soll auch eine Komponente für das Vorhaben Biene40 -Entwicklung digitaler vernetzter Sensoren für vitalere Bienen liefern.

Hier geht es zur detaillierten Projektbeschreibung des Blühmelders.

P23-12 Digitale Stockkarte

Es gibt viele Stockkarten-Apps. Diese werden jedoch kaum genutzt. Viele Imker schaffen es lediglich, ihr Smartphone als Kamera einzusetzen, lehnen jedoch komplizierte Apps am Bienenstand ab. Eine Abhilfe könnte sein: Übliche Papierstockkarte, aber mit einer Art analoger „Kacheloptik“. Die handschriftlich befüllten Kacheln werden schlicht fotografiert und auf einen Internet-Service hochgeladen. Ein kleine Galerie (der Kacheln) vervollständigt die Dokumentation mit dem Ordnungskriterium „Zeitstempel“. Client könnte ein AJAX-Programm mit Kamerasteuerung sein, alternativ Upload aus der Handy-Galerie. Zu den Anforderungen siehe Dokumentation zum Imkerworkshop am 09.12.2021.
Hier ein Beispiel für Stockkarten:

https://kivkv.de/wp-content/uploads/2017/12/WEB_MeinImkerOrdner_KIVKV_plus.pdf

Ideenskizze:

P23-13 QR-Code Wildbienenlehrpfad

Statt Honigbienen- oder Wildpflanzen-Lehrpfad:  Ein Guerilla-Lehrpfad für Wildbienen.
Das Ergebnis: Auf eine Gelände können drei bis fünf einfache , Din A5 große Schilder (Pappen) mit Heftzwecken befestigt werden. Die Schilder beinhalten: Ein Bild einer Wildbiene und einen QR-Code. Ein QR-Code liefert, wenn man ihn scannt, eine kurze Beschreibung der abgebildeten Wildbiene und einen Hinweis, wo man den nächsten QR-Code mit einer anderen Wildbiene findet. Der letzte QR-Code verweist wieder auf den ersten QR-Code. Außerdem wird angezeigt, wie viele QR-Codes (von allen) man heute schon gefunden hat (IP-Adresse und Daten).

Wichtig ist: Das System soll auch von IT-Muggel anpassbar und mit neuen Inhalten versehen werden können. Es ist also eine Möglichkeit vorzusehen, die Bilder und die Text-Dateien zu ändern.

Die Bilder der Wildbienen und die Beschreibungen liegen als Textdateien auf dem Internet-Server und werden durch einen Webservice ausgeliefert. Der Client sorgt für die Anzeige und lädt die Dateien über den Webservice.

Plakat mit QR-Code -> Handy Kamera -> HTML-Seite mit Javascript <-> Webservice in PHP <->Dateien

Zu verwendende Technologien: HTML, ggf. CSS, Javascript / AJAX, PHP.

(Im Grundsatz ist es eine Art QR-Code Rallye so wie hier beschrieben:)

Abb. :Skizzen zum QR-Code Wildbienenlehrpfad. (1) Aushang einer Tafel (DIN A 4 Blatt) eines Bildes einer Wildbiene mit dem QR-Code, der auf die Beschreibung der Wildbiene führt. (2) Beschreibung der Wildbiene, am Schluss gibt es eine Hinweis, wo die nächste Tafel hängt. Die Beschreibung für die letzte Tafel verweist wieder auf die erste (3) Einfache Pflegemöglichkeit für neue Inhalte – zu jeder der Tafeln kann ein neuer Text und ein neues Bild hochgeladen werden. So wird aus dem Wildbienen-Lehrpfad eine Campus Rally. (4) Die (Beschreibungen der ..) Tafeln verweisen jeweils auf den Standort der die nächsten Tafel. So entsteht quasi ein Rundweg.

Projekte 2022 Sommersemester

Projekte mit IoT Komponente

  1. P22-02 Stadt, Land, Fluss revisited – Boden-Wetterstation als Schülerworkshop
    Es ist ein Schülerworkshop – mit kleinschrittiger, schülergerechten Anleitung du entwickeln. Ziel ist, dass Schüler in einem drei Stunden Programm eine internetfähige Wetterstation (Temperatur, Luftfeuchte (beides DHT22), Luftdruck (BME280)) zusammenbauen. Die Webservices und ein (sehr einfaches) Anzeigeprogramm ist ebenfalls zu entwicklen, allerdings sollen es die Schüler nicht selber bauen, sondern mit ihrer Wetterstation nur nutzen. Zur IIlustration siehe den hier hinterlegten Zeitungsartikel. Zum Projekt gehört eine Besuch des Lise-Meitner Gymnasiums, Willich. Dazu eine Pressemeldung:

    Update 27.03.2022: Die Anleitung gibt es mittlerweile, zumindest für den Raspberry-Teil. Es ist also eine Modifikation zu bearbeiten.
  2. P22-03  Stadt, Land, Fluss revisited – Schüler lernen Webservices bauen
    Es ist ein Schülerworkshop – mit kleinschrittiger, schülergerechten Anleitung du entwickeln. Ziel ist, dass Schüler in der Lage sind, für IoT-Projekte selber Webservices und Anzeigeprogramme zu entwickeln. Als Demo-IoT-Sender dient ein einfacher, bereits existierender Temperatursender.
  3. P22-04  Vergleichende Analyse der Temperatursensoren DHT22 und DS10B20
    Es der Forschungsfrage nachzugehen: Wie unterscheiden sich die Temperatursensoren DHT22 und DS18B20 in IoT-Anwendungen. Daz ist zunächst ein webbasiertes System zu erstellen, mit dem sie Messungen machbar sind. Das kann mit Hilfe eines Raspberry Pi Zero WH oder ESP23 oder Arduino mit ESP01 oder Raspberry Pico mit ESP01 als „Messrechner“ und einfachen PHP-Scripten erfolgen. Die Daten sidn zunächst auf dem Webserver mitzuloggen, eine Downloadmöglichkeit als CSV-Date ist vorzusehen.Zum Projekt  gehört auch die Auswertung, die mit Excel erfolgen kann. Dabei kann man sich an den Fragen orientieren: Wie stark weichen die Temperaturen von einander ab? Wie träge sind die Sensoren im Zeitverhalten? Wie robust (und wie einfach) sind die erforderlichen Bibliotheken für den DHT22 und den DS18B20?
  4. P22-07 Diebstahlmelder für Bienenstöcke
    Es soll ein internetbasierter Diebstahlmelder (z. B. für Bienenstöcke) mit einem Beschleunigungssensor aufgebaut werden. Um mehrere Stationen mit einem Internetzugang versorgen zu können, ist ein Gatewaykonzept sinnvoll.
    MPU6050–>ATTiny95–>433MHz))) (((433MHz–>Raspi–>WLAN–>Internet–>Webservice
    Einschätzung Schwierigkeitsgrad: Hoch
  5. P22-09: KI-Erkennung von Anzeigeinstrumenten auf dem Raspberry
    Es existiert bereits ein System, dass mit Computer Vision runde Thermometer abliest. Ungelöst ist das Problem: gibt es ein Anzeigeinstrument und wo auf dem Bild befindet es sich? Das Bild mit ggf. Markierung des Anzeigeinstrumentes soll auf einen Webservice geladen werden. Dazu gibt es ein kleines Dashboard.
  6. P22-10: Internet-Datenlogger mit QR-Code neu gedacht.
    Eine Erleichterung ist oft, wenn ich Daten am Bienenstand nicht aufschreiben muss. So wäre dankbar, dass ein Arduino Temperaturen innerhalb des Bienenstocks misst, aber nicht selber überträgt, sondern als QR-Code auf einem E-Ink-Display darstellt. Ein Imker könnte nun sein Smartphone mit der Kamera darauf richten, und es wird ein Webservice mit den Daten aufgerufen … Es wäre keine App zu schreiben, sondern die normale Kamera-App lediglich zu nutzen.

    Sensor - MC - E-Ink ::::: Imker mit Handy ))) Mobilfunk ((( Internetserver mit Datenbank
    
    

    Fragestellung: Wie kann man Prozesse im Internet / PHP-Scripte regelmäßig aufrufen, wenn man nur einen einfachen Webserver und keinen Root-Server hat? Es gibt Cron-Services, auch kostenfreie, die haben allerdings auch Nachteile. Die einfache Idee: Auf einem Raspberry einen Cron-Service aufsetzen, der regelmäßig verschiedene Internet-Scripte aufruft. Ebenso soll sich der Cron-Service selber automatisch aktúalisieren (neue Crons eintragen über das Internet). Es ist also auch eine kleine Verwaltung auf dem Webserver zu schreiben, aus der sich der Raspberry regelmäßig seine aktualisierten Arbeitsaufträge holt.

Projekte ohne IOT-Komponente

  1. P22-21 Imker Dashboard
    Aus bereits realsierten, disjunkten Datenbanken sind Wetterdaten und Temperaturdaten aus Bienenstöcken und Wetterstationen zusammenzuführen. Ausgangsdatensatz sind immer die Daten aus verschiedenen Bienenstöcken. Die agglomerierten Daten sind in verschiedenen Fomaten zur Verfügung zu stellen: Als Tabelle, als Grafik in Form eines png oder svg Bildes.
  2. P22-23 beeSoundAnalyser (Predictive Maintenance)

    Es werden 10-Sekunden-Soundschnipsel aus Bienenstöcken bereit gestellt. Die Soundschnipsel sollen nacheinander geladen und aufbereitet werden: Zur Aufbereitung sollen aus den Soundschnipseln sogenannte Spektogramme erzeugt werden. Ein Spektogramm ist eine Umsetzung der Frequenztransformation des Sounds in ein farbiges Bild:Wie das geht, hat Andre Smolinski in seiner Bachelorarbeit herausgefunden (mittels zweier Python Bibliotheken). Die Spektogramme werden über einen Webservice ebenfalls hochgeladen, ein Spektogramm trägt den Namen wie das zugehörige Soundschnipsel. Für die Spektogramme gibt es eine kleine Galerie.
    Bild Spektrogramm aus dem Bienenstock (Miniplus) Bild Spektrum einer Soundaufnahme aus dem Bienenstock

    Bild kommentiertes Spektogramm Sound aus dem Bienenstock
    Anmerkung: Hier ist die Anwendungsdomäne die Imkerei, das System kann aber sofort für Predictive Maintainance eingesetzt werden.
    Das eigentliche Zielsystem wird zukünftig ein Raspberry Pi oder ein NVIDIA Jetson nano, kann aber jetzt im Rahmen dieses Moduls auf dem Windows- oder Linux-PC oder Mac umgesetzt werden. Die Umsetzung muss in Python3 erfolgen, damit der Analyser transportabel ist. Die Bilder-Galerie im Internet ist in PHP zu erstellen.

  3. P22-24  beeSoundGallery – save the bees
    Gewünschtes Ergebnis: Ein Nutzer kann am Bienenstock eine kurze Sounddatei mit dem Smartphone aufnehmen und auf eine Webseite hochladen. Die Sounddatei erhält den menschenlesbaren Zeitstempel als Dateinamen, Der Nutzer gibt noch (s)eine beliebig gewählte Kennung an (keine Benutzerverwaltung), nach der er später filtern kann. Zuhause kann der Nutzer eine Übersicht seiner Soundfiles anschauen und in einem Java-Script-Abspieler die Soundfiles anhören. Das System ist ausschließlich in Javascript/Ajax und PHP zu realisieren. Hinweis zur Realisierung: https://thomassommer.org/javascript/web-audio-api-audio-buffer-aufnehmen-und-wiedergeben/
    Hinweis zur Anwendung:  Honigbienen 2020
  4. P22-25 Standortwetter
    Es ist ein System zu erstellen, das einen Standortvergleich für verschiedene Anwendungsszenarien ermöglicht, z. B. Bienenstand (Temperatur), VPV-Drohnen-Racing-Park (Windgeschwindigkeit) oder Camping-Platz (Luftfeuchte). Hierzu sollen (vorhandene) Daten eines  Zeitraums verglichen werden.
    Ergebnis: Eine (nett gestaltete) Internetseite, die es ermöglicht, Koordinaten von zwei Standorten einzugeben und die dann eine Vergleich der Wetterdaten (auch historisch) an diesen Standorten darstellt.
    Technik: Sie können als Datenquelle selber hierzu Wetterdienste Ihrer Wahl einsetzen. Die Programmierschnittstelle erhalten Sie von den Betreibern. Alternativ erhalten Sie die Daten, die im Rahmen des Projektes Biene40 für Imker bereit gestellt werden. An die Daten gelangen Sie über eine Schnittstelle in Form eines REST-Services (wetter50205.php?lon=….&lat=……), der in Form eines CSV-Strings die Daten der letzten Stunden für einen Standort liefert. Ein Datensatz wird aus Unix-Timestamp, Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit bestehen. Die Standorte werden sich nur ab 10 km Abstand unterscheiden. Die Daten sind derzeit nur für NRW verfügbar. Ein bereits existierende Beispiel eine Visualisierung für einen Standort finden Sie hier:  https://clabremo.de/wetter/index.php?lat=47.635&lon=10.508&zoom=12&anz=1&SEND=absenden. 
    Das Sammeln der Daten ist noch in der Entwicklung. Kalkulieren Sie daher ein, dass es hin und wieder Datensätze fehlen.
    Als optionales Feature wäre möglich, dass sich die Anwendung die letzten fünf eingegebenen Koordinatenpärchen merkt und zusätzlich zur Angabe neuer Koordinaten zum direkten Anklicken bereitstellt.
    Programmierumgebung: Javascript/Ajax und PHP , Alle Programme auf der Übungsplattform
    Bild Tafelbild Standortwetter
    Abb.: Tafelbild der Lehrveranstaltung am 31.03.2022.
  5. P22-26 Reaktionstest (Alkoholtest)
    Tippen auf Kugel, die auf dem Bildschirm zufällig hin und her springt.
    Sprungweite größer 2*Durchmesser, aber nur bis zum Rand
    Springfrequenz steigt von Sprung zu Sprung 1 sec ….. 0,3 sec
    Daten auf Webservice speichern ?x=<spitzname>;0;1;1;0;0; …. 0=nicht getroffen, 1= getroffen
    Auf der Auswerteseite grafische Auswertung.
    Skizze Reaktionstest
    Einschätzung Schwierigkeitsgrad: einfach
  6. P22-27 Online-Codeeditor
    Für einfache Wartungsaufgaben wäre es sinnvoll, PHP-Scripte und HTML-Dateien direkt „mal eben mit dem Smartphone“ auf dem Server bearbeiten zu können. Syntax Highlihting und das Anlegen neue Dateien wären ebenfalls gewünscht. Hierzu soll ein System als Web-Anwendung in PHP und Javascript (AJAX)  bereitgestellt werden. Stichwort (Google Suche) zum Syntax Highlighting: codemirror
    Einschätzung Schwierigkeitsgrad: Einfach
  7. P23-28 Steampunk vs Grafana-Style Dashboard
    Daten aus der Feinstaub-Messstation oder aus den Bienenstöcken sollen auf dem Smartphone als analoge Zeigerinstrumente dargestellt werden. Auch ohne Neuladen sieht man immer den aktuellen Messwert. Die eigentliche Erstellung der Grafik erfolgt in PHP auf dem Webserver (GD-Lib), Die Bilder werden zyklisch mit Jacascript geladen und angezeigt.
    Es sollen zwei Sätze grafiscjer Darstellung implementiert und verglichen werden: Im Steampunk-Style (Am Besten Element mit der Hand selber zeichnen, analog zur „Gnomen-Technologie“ in WoW) und eher kühl&nüchtern Style so wie bei Grafana. https://codeblog.dotsandbrackets.com/grafana-quick-intro/

Derzeit zurückgestellte Projekte

  1. digitalHumidor – der elektronische Zigarrenschrank
    Nichts ist schlimmer als zu feuchte oder zu trockene Zigarren. In einer Kiste soll die Temperatur und die Luftfeuchte gemessen und über das Internet dargestellt werden. Die Messung kann (für Arduino-geübte) mit einem ESP8266 (in Form von NodeMCU oder ESP32) erfolgen. Das Team soll sich Gedanken über einen geeigneten Alarmierungsmechanismus machen.
    Siehe auch: Tabakgarage – Eine Fallstudie für die Wirtschaftsinformatik

 

Projekte 2021 Sommersemester

Aufgrund eines im März 2021 startenden Forschungsprojektes (Biene40) haben Projekte, die das Forschungsvorhaben stützen, Priorität. Die Projektangebote für das kommende SommerSemester 2021sind voraussichtlich (kann sich 25.03.2021 noch ändern):

Projekte mit IoT-Komponente

  1. datenRettungAppliance
    Raspberry-Projekt.
    Es fallen 7*1200 Bilder pro Tag aus der Naturbeobachtung an: https://cbrell.de/naturwatchcam/. Alle vier Wochen ist der Speicherplatz auf dem Server voll. Ein System, das ohne weiteres Zutun zyklisch die Bilder von Server holt, sichert, und einen geordneten Löschprozess auf dem Server anstößt, wäre eine Entlastung. Das System sollte flexibel und an andere ähnliche Szenarien anpassbar sein, zudem sollte es ein „Gerät“ sein, das man überall anschließen kann. Für die Implementierung ist ein Raspberry Pi mit einer SSD die geeignete Hardware.
  2. CalliBot goes Raspi: Websteuerung für den CalliBot
    Die Plattform für den CalliopeBot wird über einen Raspbery Pi gesteuert. Der Raspberry Pi holt sich ein „Fahrprogramm“ von einem Webservice und fährt das „Fahrprogramm“ einmal ab (so ähnlich wie im Brettspiel Roborally).
    Es gibt eine einfache Online-Eingabemöglichkeit für das Fahrprogramm.
    siehe Videos zum Girls Day, google Suche: „hochschule mönchengladbach girls day calliope youtube“
  3. Internetautarkes Sensorsystem (Trachtwaage)
    Problem: Auf dem Bienenstand gibts kein Internet. Trotzdem sollen Daten z.B. einer Trachtwaage gelogt werden.
    * Schalter umgelegt: Ablesemodus (Start des Webservers)
    * Eigenes WLAN
    * Eigener Webserver auf dem Raspi
    * Anwendung auf dem Webserver (js) zeigt Daten an und archiviert auf dem Internetserver, wenn WLAN verfügbar (SSID raspilab Pass raspilab).
    * Vorteil: keine Datenanbindung erforderlich
    * Auf Internet-Archiv kann auch verzichtet werden.
    * Wenn Schalter nicht umgelegt: Messmodus. Gewicht (oder anderer Messwert) wird alle 5 Minuten gelesen und in Datei geschrieben.
    * Jeden Monat gibt es eine neue Datei auf /Boot/AA/DATA
    * Raspberry Pi Zero oder ESP32 Cam
    Skizze zur autarkne Trachtwaage
  4. Ein Iot-Demonstrator mit dem Calliope Mini (Vorbereitung Lehrerworkshop)
    Ziel
    * Calliope als IoT Gerät einbinden
    – Calliope mit analogem Feuchtemesser.
    – Anzeige Über das Leuchtdioden Feld.
    – Aufnahme des Diodenfeldes mit dem Smartphone.
    – Umsetzung des Bildes in einem Wert.
    – Übertragung des Wertes an einen Web Service.
    – Übersicht Seite mit allen Werten über die Zeit.
    * Weiterverwenden in Schulkooperationen
    ToDo
    * Calliope misst etwas und stellt es mit den LED dar.
    * Mit dem Handy abfotografieren und an Webservice übertragen (oder Zahl abtippen)
    * Übersichtsseite der hochgeladenen Bilder
    Topologie Calliope Mini in IoT Projekten einsetzenCalliope mit Feuchtesensor
    Variante a) „Bilddokumentation“ – Ein Bild des Sensors (Die Sensornummer wird mit einem Postit an den Calliope geklebt) wird hochgeladen, Eine Übersichtsseite zeigt die letzten 10 Bilder, die hochgeladen wurden, an. Optional gut wäre: Die Bilder bekommen einen Zeitstempel aufgedruckt.
    Variante b) „Zahlendokumentation“ – Es wird die Zahl und die Sensornummer eingegeben und hochgeladen. Auf einer Übersichtsseite erlält man tabellarisch die letzten10 Werte (mit Zeitstempel, wird serverseitig erzeugt). Die Werte werden zusätzlich grafisch (Als Balken, wer es schöner haben will: als Törtchen) dargestellt.

Projekte ohne IoT-Komponente

 

  1. elektronische Stockkarte

    Ausgangslage: Imker nutzen zunehmend ihr Smartphone, auch zur Verwaltung ihrer Bienenstöcke. Einige nutzen Excel, um ihre Arbeit an den Bienen zu dokumentieren. Zentrales „analoges“ Instrument ist die Stockkarte, die normalerweise an jedem Bienenstock liegt.
    Idee: Eine Online-Anwendung soll die Papier-Sockkarte ersetzen. Es soll eine mobile Variante der Stockkarte geben, die der (Hobby-)Imker immer auf seinem Smartphone mitführen kann. Die elektronische Stockkarten soll mittels PHP und Javascript (AJAX) entwickelt werden, vorzugsweise als Progessive Web App.  Hier ein Beispiel von Stockkarten:

    https://kivkv.de/wp-content/uploads/2017/12/WEB_MeinImkerOrdner_KIVKV_plus.pdf

  2. predictiveMaintenance mit Progressive Web Apps
    Für Anwendungen in der Maschinenwartung, aber auch insbesondere in der Bienenhaltung, wäre es spannend, mit einer einfachen Browseranwendung 10s-Soundschnipsel aufzunehmen und an einen Webservice (PHP) zu senden.
    Hinweis zur Realisierung: https://thomassommer.org/javascript/web-audio-api-audio-buffer-aufnehmen-und-wiedergeben/
    Hinweis zur Anwendung:  Honigbienen 2020
  3. Trello Klon
    Alles ist eine Karte. Eine Karte ist ein Objekt, das Text enthält (Erste Zeile=Titel). Eine Liste ist eine Karte die Karten enthält. Eine Tabelle ist eine Karte, die Listen enthält (mit gleichen Anzahlen). Ein Kanban-Board ist eine Karte, die Listen enthält (mit unterschiedlichen Anzahlen). Eine Sammlung ist eine Karte, die mehrere Kanban-Boards enthält usw.. Mit Ajax, CSS und einem PHP-Backend (vermutlich SQLite zur Datenhaltung) solle ein einfacher Klon für z.B. Trello oder Wekan-Board erstellt werden.

Projekte 2023 Sommersemester

Die folgenden Projekte können erst im Sommersemester 2022 und nicht im Sommersemester 2021 bearbeitet werden.

  1. wichtelBoard – ein interaktives Board für die Geschenkeabstimmung
    Wer schenkt wem was? WhatsApp-Schwemme mit einer spezifischen Internet-Austauschplattform verhindern. Es soll eine PWA entwicklet werden mit folgende Eigenschaften:
    – jeder kann (s)eine Liste mit Wünschen einpflegen.
    – jeder kann seine und die Wünsche der anderen lesen.
    – jeder kann zu den anderen Wünschen mitdiskutieren.
    – alles außer den letzten fünf Einträgen wird nach 72 Stunden gelöscht.
  2. gemDealer – eine Handelskomponente für ein Edelstein-Sammelspiel
    Für die Unterstützung des stationären inhabergeführten Handels wurde bereits ein Edelstein-Sammelspiel erprobt. Hierz fehlt noch eine Crafting- und eine Handels-Komponenten. Um letztere geht es. Das ´Ganze sollte sich anfühlen wie eine App (verschiedene Entwicklungsumgebungen denkbar). Datenverwaltung liegt auf dem Server. Jeder Spieler hat zu Beginn n Edelsteine in verschiedenen Farben. Nun kann man einem anderen Spieler seinen Wunsch und sein Gebot zeigen. Der andere Spieler kann mit Wunsch und Gebot reagieren. wenn Wunsch und Gebot übereinstimmen, können beide Spieler zustimmen und die Edelsteine werden übertragen. (Skizze vom 24.11.2019 folgt)
  3. It-Security-Escaperoom
    Es soll ein Escaperoom mit Unity entwickelt werden, der spielerisch Grundlagen der IT-Sicherheit vermittelt. Es soll veränderliche Komponenten geben, die über Serverprozesse gesteuert werden, Ebenso ist ein Logging der Daten auf dem Webserver gewünscht, um Lernpfade und Nutzungsintensität analysieren zu können. Zum Vergleich kann  ein Bierbrauer-Escaperoom dienen: https://www.youtube.com/watch?v=nWJE63IyeGk
  4. dataGuardian – Datenvisualisierung für Messdaten (Umweltdatennetzwerk MG)
    Aus einigen studentischen Projekten sind Datensammlungen entstanden. Im geplanten Umweltdatenmessnetzwerk Mönchengladbach werden viele Daten anfallen. Hierfür soll eine einfache generische Visualisierungsmöglichkeit geschaffen werden.Beispiel einer Visualisierung: https://cbrell.de/biene40.
    Beispiel für noch unvisualisierte Daten: https://cbrell.de/raspilab/umweltdaten.php?pin=hummel2&modus=tab
  5. Infokiosk für den stationären Handel
    Zusammenführung der Projekte InKi und iKiosk zu einem funktionierenden Prototypen mit einheitlicher Schnittstelle.
  6. eyePi – Augen für den CalliBot
    Analog zum Anki Cozmo sollen „emotionale Zustände“ über Augen visualisiert werden. Dazu ist ein Anzeigemedium (128 x 64 Pixel, entweder als App auf dem Smartphone oder Mini-Display mit Raspberry oder Ajax-Anwendung) zu programmieren, das einen emotionalen Zustand von einem Webservice holt und visualisiert.
    Die passenden Webservices und eine Eingabemöglichkeit für die emotionalen Zustände sind zu erstellen.
    Eine alternative Nutzungsform (auf einem Tablet, „Cozmo-like-eyes“) wäre die Funktion als eye-Catcher für Schaufenster im stationären Handel. Hier wäre es sinnvoll, wenn die Augenbewegungen einem Schaufensterbummler vor dem Schaufenster folgen würden.
  7. wetterFreund – Ü50 Wetterdaten
    Ein einfache Wetterseite ohne Bildchen, die sich selber aktualisiert und Wetter Ü50-gerecht aufbereitet. Zu überlegen ist, welche weiteren Informatationen ohne Komplexitätserhöhung noch sinnvoll angezeigt werden sollten.
    Realisierung als PWA, ETL-Prozess in PHP, Datenquelle z.B. openweathermap.org.
    Projekt ist inhaltlich (nicht technisch) ähnlich zu „Raspberry Internet-Wetterstation“)
    Einschätzung Schwierigkeitsgrad: Einfach
  8. Raspberry Internet-Wetterstation
    Raspberry-Projekt.
    Mit einem Raspberry Pi und einem 7 Zoll Display soll eine Wetterstation aufgebaut werden. Die Wetterstation als Gesamtanwendung zeigt die aktuellen Wetterdaten der Region (z.B. anhand der IP Adresse des Raspberrys) in Textform und „Ü50-Buchstaben“ an.
    * Webservice, der Wetterdaten im Internet sammelt und aufbereitet. Der Webservice ist in PHP zu realisieren. Der Aufruf des Webservice erfolgt zyklisch durch den raspberry, z. B jede Minute.
    * schlanke Webschnittstelle zu Raspberry (REST, http GET, Daten im CSV-Format (JSON, wenn das Team das wünscht), Aktualisierung alle 1- 10 Minuten).
    * headless Betrieb, einfaches Plug-und Play System. Sobald der Raspberry Strom hat, sollen alle Prozesse starten ohne Nutzerbeteiligung.
    * Raspberry zeigt Daten lediglich an. Heißt, die eigentliche Intelligenz liegt in der Webservices. Das hat den Vorteil, dass die Webservices einfach manuell mit dem Browser getestet werden können.
    * Empfehlung: Programmieren des Raspberry in Python. Hier findet man umfangreiche Tutorials im Internet. Es sind aber auch andere Realisierungsideen möglich, z.B. komplette Aufbereitung in den Webservices und Raspi als schlankes Kiosk-System.
    Einschatzung Schwierigkeitsgrad: Mittel.
  9. ideaCollector
    Ausgangssituation: Spontane Ideen, gefundene Zitate und Links, mündliche Mitteilungen … gehen verloren oder stehen nicht auf allen eigenen Geräten zur Verfügung.
    Lösungsansatz: webbasierte Textschnipselsammlung. Über ein einfaches, responsive Interface können Ideen festgehalten werden.
    Technik: REST Schnittstelle, um ggf. auch eine App ankoppeln zu können. Datensparsam mit Javascript / AJAX.
    Anforderungen: Mehrbenutzerfähig (keine explizite Nutzerverwaltung), eigene Ideen chronologisch auflisten, Grafik mit Ideenstatistik.
  10. Zugangskontrolle für den Internet-Meisenkasten
  11. Fledermauskasten 4.0 – Optische Überwachung mit Bewegungsmelder und IR-Kamera
  12. Internet-Verlängerung für Funksteckdosen – IoT-lite und smart home
  13. Javascript Geotracker

 

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