IOT-Labor

Versuch 1: Bash

• Alle Aufgaben sind als Skripte implementiert

Versuch 2: Python

• Aufgaben a bis c als Skripte implementiert

• sshfs pi@172.23.90.43:/home/pi ~/test

d)

• Laden des Servo Daemon

/home/pi/PiBits/ServoBlaster/user/servod

• Konfigurieren von zwei Servos auf den P1 Pins 11 und 12.
  • Pin in P1 Header: 11 ist GPIO Pin: 17 ist Servo: 1
  • Pin in P1 Header: 12 ist GPIO Pin: 18 ist Servo: 2
  • Pulsbreite ist die Periodendauer: T = $\frac{1}{f}$
  • 100Hz sind 0.01s, also 10000 $\mu s$
    • $\frac{1}{100Hz} = 0.01s = 10000\mu s$
• Servos und Pulsbreite in /dev/servoblaster eintragen

sudo /home/pi/src/PiBits/ServoBlaster/user/servod --cycle-time 1000

echo 1=wert > /dev/servoblaster
echo 2=wert > /dev/servoblaster

e)

• Oszilloskop an GPIO Pin 17 anschließen

• Minimale Pulsbreite ermitteln?

• 25% sind 60

• 50% sind ~120

• 75% sind ~190

• 100% sind 250

f)

• in der servoblaster_ctl.py

g)

• Als Skript implementiert

Versuch 3: Steuerung Keyboard

4d)

Motor

• Pulsbreite von 100 bis 200
• $150 + \frac{v}{v_{max}} * 50$

v [m/s]	PWM (gemessen)	PWM (soll)
0	1.5ms	1.5ms
-12.3	2ms	2ms
0.9	1.54ms	1.5409ms
10.5	1.54ms	1.5ms
-7.4	1.16ms	11.636ms

Steuerung

• Pulsbreite von 100 bis 200
• $150 + \frac{\alpha}{\alpha_{max}} * 50$

$\alpha$ [°]	PWM (gemessen)	PWM (soll)
-3	1.46ms	14.66ms
18	1.3ms	17ms
51.7	2ms	2ms
0	1.5ms	1.5ms
-44.2	1ms	1ms

Veruch 4: Wiimote

• Wiimote mit dem hcitool finden

hcitool scan 

• Grundgerüst ist implementiert

• Accelerometer Steuerung

  • TODO
  • Anlog zur Maussteuerung
    • Werte MAX, MIN anpassen

Versuch 5

• Verbinden mit WLAN
• ESSID: group20n oder iot_lab_wlan_bgn_03?
• Kein Passwort und kein DHCP

sudo ifconfig wlan0 192.168.1.42 netmask 255.255.255.0 up
sudo iwconfig wlan0 essid off
sudo iwconfig wlan0 essid iot_lab_wlan_bgn_2

• dann Routen prüfen

Delays und Offset messen

• Zeit synkronisieren

ntpq -pn time1.rrzn.uni-hannover.de
> peers

• Für dratgebunden
• 8.962 0.071

	Dealy [ms]	Offset [ms]
Laptop	1.991	0.023
Pi	0.508	0.321

• Für dratlos

	Dealy [ms]	Offset [ms]
Pi	0.425	0.157

• Default Route wieder auf ethernet stellen
• NTP Service konfigurieren#
  • in /etc/ntp.conf
  • server time1.rrzn.uni-hannover.de eintragen
  • sudo service ntp stop|start

Streaming über das drahtgebundene Netz

• PI Kamera konfigurieren
  • Kamera anstellen

sudo raspi-config

• Segmentation offloading ausschalten
  • Für beide Interfaces

ethtool -K <interface> tso off

• tcpdump starten auf Client und Server
  • als root
• Auf dem Client

tcpdump -i <interface> tcp and port 1337 and dst <server-ip> -w <file-name.pcap>

• Auf dem Server

tcpdump -i <interface> tcp and port 1337 and src <client-ip> -w <file-name.pcap>

• simple-server.py und simple-client.py verwenden
  • Client auf dem PI
  • Server auf dem Laptop

./simple-server.py -a <IP> --tcp
./simple-client.py -s <Server-IP> --tcp

• Commulative arrival function für Server und Client berechnen und ploten
  • Für später schon Bitraten notieren

./plot-pcap.py --client <pcap> --server <pcap>

• OWDs berechnen

./calc-owd.py --client <pcap> --server <pcap>

• Mittelwert: 0.395ms

• Standardabweichung: 0.213ms

• Eingestellte Bitrate: 2Mbit/s

• Tatsächlich gesendete Bitrate: 0.26Mbit/s

Streaming über WLAN

• default route über WLan einrichten

Plot TCP

• Stream für 60s mitschneiden und auswerten

  • Wie vorher schon nur über WLan
  • Plot der Pakete
  • OWDS

• Mittelwert: 13.78ms

• Standardabweichung: 8.11ms

Plot UDP

• Mittelwert: 4.68ms
• Standardabweichung: 2.87ms

• Was ist besser?

  • UDP

    Mittelwert und Standardabweichung der OWDs

• TCP:

  • Mittelwert: 13.78ms
  • Standardabweichung: 8.11ms

• UDP:

  • Mittelwert: 4.68ms
  • Standardabweichung: 2.87ms

• Um OWDs mit UDP genauer zu berechnen müsste die Reihenfolge der Pakete beachtet werden und die Uhren von Client und Server genaustens synkronisiert werden.

Verschiedene Bitraten

• Hier wieder OWDs messen

  • Mit UDP

• 0.2 MBit/s mit LAN

• 2 MBit/s mit LAN

LAN	$\mu_{OWD}$	$\sigma_{OWD}$	Wertung
0.2 Mbits/s	-0.01	0	+ -
2 Mbit/s	-0.007	0	+ +

• 0.2 MBit/s mit WLAN

• 2 MBit/s mit WLAN

WLAN	$\mu_{OWD}$	$\sigma_{OWD}$	Wertung
0.2 Mbits/s	53.03	29.76	- -
2 Mbit/s	5.17	3.03	+ -

Verschiedene Parameter raspivid

• 1280 x 720, 20fps, 2Mbit/s ,
  • -t 0 -fps 20 -w 1280 -h 720 -b 2000000 -o
• 1280 x 720, 10fps, 2Mbit/s
  • -t 0 -fps 10 -w 1280 -h 720 -b 2000000 -o
• 1280 x 720, 5fps, 2Mbit/s
  • -t 0 -fps 5 -w 1280 -h 720 -b 2000000 -o
• 640 x 360, 40fps, 2Mbit/s
  • -t 0 -fps 40 -w 640 -h 360 -b 2000000 -o
• 640 x 360, 20fps, 2Mbit/s
  • -t 0 -fps 20 -w 640 -h 360 -b 2000000 -o

Parameterset	$\mu_{OWD}$	$\sigma_{OWD}$	Wertung
-t 0 -fps 20 -w 1280 -h 720 -b 2000000 -o	5.17ms	3.02ms	+ -
-t 0 -fps 10 -w 1280 -h 720 -b 2000000 -o	5.69ms	3.38ms	- -
-t 0 -fps 5 -w 1280 -h 720 -b 2000000 -o	5.64ms	3.40ms	- -
-t 0 -fps 40 -w 640 -h 360 -b 2000000 -o	6.2ms	3.91ms	+ +
-t 0 -fps 20 -w 640 -h 360 -b 2000000 -o	8.86ms	5.03ms	+ +

Verschiedene Puffergrößen

• WLAN
• Puffergröße: 10B, nichts zu sehen

• Puffergröße: 1400B

  • $\mu_{OWD}: 5.17ms$
  • $\sigma_{OWD}: 3.02ms$
  • Wertung: +-

• Was passiert, wenn die Puffergröße größer als die MTU

  • Fragmentierung, mehr Overhead

• Mit 4000B Puffergröße versuchen

  • Mit Wireshark angucken
  • Fragmentierung ist zu sehen

Streaming am Fahrzeug

• Ploten der Pakete in einer Abbildung (wie vorher)
  • Wenn das Modellauto sich stetig vom Router entfernt.

• Wenn das Modellauto den Raum verlässt.

Versuch 6

• Sensoten für diesen Versuch:

  • Infrarot: GP2D12
  • Kompas: CMPS03
  • Radencoder: Hat Reflexoptokoppler CNY70
  • Ultraschall-Modul: SRF08

• Überprüfen ob Sensoren angeschlossen sind

  • y-Flag gibt den Bus an

sudo i2cdetect -l
sudo i2cdetect -y 1

• Adressen der Sensoren:

  • Infrarot: 0x4f in V
  • Kompas: 0x60
  • Radencoder: On pin 21
  • Ultraschall-Modul: 0x70, 0x71

• Kernelmodule laden i2c-bcm2708

  • Überprüfen mit lsmod

• Adressen in die ikt_car_sensorik.py eintragen

  • Unten in der Main