Raspberry Pi en het Internet of Things

Inleiding 1

Hoofdstuk 1 Internet of Things en Raspberry Pi 5
1.1 Wat is het Internet of Things? 5
1.2 Introductie Raspberry Pi 8
1.3 Besturingssysteem 9
1.4 Aansluiten en starten van de RPi 14
1.5 Raspbian configureren 16
1.6 Uitproberen 20

Hoofdstuk 2 Raspbian en andere besturingssystemen 23
2.1 Linux-commando’s 24
2.2 Teksteditors 27
2.3 Tien Linux/Raspbian-commando’s 29
2.4 Andere besturingssystemen 32
2.5 Windows op RPi 37

Hoofdstuk 3 Python 43
3.1 Python in Raspberry Pi 43
3.2 Beginnen met Python 44
3.3 Code bewaren en openen 48
3.4 Uitvoeren script 50
3.5 Invoer van externe gegevens 52
3.6 Functies 52
3.7 Verloop van script beïnvloeden 53
3.8 Variabelen en datatypen 60
3.9 AND, OR en NOT 62
3.10 Eigen functies 64
3.11 OOP of objectgeoriënteerd programmeren 66
3.12 Foutafhandeling 70

Hoofdstuk 4 GPIO-pinnen en componenten 75
4.1 Uitleg onderdelen 75
4.2 Stroomkring en spanningsbron 76
4.3 Drukknopschakelaar 80
4.4 GPIO-pinnen 81
4.5 Elektriciteit en de Wet van Ohm 87
4.6 Meerkleuren LED 89
4.7 Pull-up- en pull-down-weerstand 90

Hoofdstuk 5 Modules, libraries en datatypen 95
5.1 Modules, packages en libraries 95
5.2 Aan de slag met je eigen modules 98
5.3 Aan de slag met ingebouwde modules 100
5.4 Aan de slag met modules van andere programmeurs 102
5.5 Aan de slag met je eigen library (of package) 104
5.6 Datatypen – list 106
5.7 Datatypen – dictionary 108
5.8 Gegevens opslaan in een tekstbestand 110

Hoofdstuk 6 Input en sensoren 113
6.1 Lichtsensor LDR 113
6.2 Bewegingssensor PIR 116
6.3 Temperatuursensor DS18B20 118
6.4 Vochtigheidssensor – DHT11 of DHT22 121
6.5 Ultrasoonsensor 123
6.6 Conversie analoog naar digitaal en SPI 126

Hoofdstuk 7 Output en actuatoren 133
7.1 Relais als hulpschakelaar 133
7.2 Transistor als schakelaar 135
7.3 Regelen in plaats van schakelen 137
7.4 Regelen met potentiometer 139
7.5 Open en closed loop 142

Hoofdstuk 8 Cloud en data 149
8.1 Databases 149
8.2 JSON 153
8.3 JSON op het internet 156
8.4 SQL-databases 158
8.5 Omzetten van dataset naar JSON 160

Hoofdstuk 9 Visueel programmeren met Node-RED 165
9.1 Beginnen met Node-RED 165
9.2 Hallo-fl ow in Node-RED 168
9.3 Blink-simulatie op RPi 169
9.4 GPIO als input 172
9.5 Node-RED en Python 175
9.6 JSON 177
9.7 Verzamelen sensorgegevens in JSON-formaat 182

Hoofdstuk 10 Microcontrollers en lokale communicatie 187
10.1 Draadloze communicatie tussen microcontroller en gateway 188
10.2 Bluetooth communicatie tussen twee RPi’s 190
10.3 WiFi 194
10.4 Microcontrollers 203
10.5 Microcontroller geeft meetgegevens door 218

Hoofdstuk 11 Netwerken 227
11.1 Internet Protocol TCP/IP 227
11.2 IP-adressen 228
11.3 Andere protocollen 232
11.4 Vast IP-adres toekennen aan microcontroller 239

Hoofdstuk 12 MQTT 241
12.1 MQTT theorie 242
12.2 MQTT installeren en toepassen 243
12.3 MQTT en Python 249
12.4 Actuator aansturen met MQTT 255
12.5 Quality of Service 258
12.6 MQTT en Node-RED 259
12.7 ESP8266 publiceert analoge meetwaarden op message broker 262
12.8 MQTT-beveiliging 265

Hoofdstuk 13 LoRaWan 271

Hoofdstuk 14 Dashboards 287
14.1 Node-RED-dashboard 287
14.2 Gauge 291

Hoofdstuk 15 Raspberry Pi als host, server en gateway 293
15.1 Apache 293
15.2 JSON-website 295
15.3 Beveiligen website – HTTP wordt HTTPS 299
15.4 RPi als gateway – CGi 301

Hoofdstuk 16 Security 305
16.1 CIA-model 305
16.2 Beveiligen van RPi en sudo 307
16.3 SSH-verbindingen 310
16.4 Firewall 314
16.5 Virtual Private Network voor maximale veiligheid 315
16.6 Privacy wettelijke regelingen 323

Eindopdracht 1 325
Eindopdracht 2 325