Lekce 5 – Závěr a teorie

Trvání: 45 minut
Cílová skupina: pro jednotlivce, dvojice i celou třídu

Úkol: Shrňte, co jste se naučili, seznamte se s teorií Node-RED a MQTT a vytvořte malý projekt, který vše propojí.

1. Co jste zvládli

V předchozích lekcích jste:

• připravili stavebnici HARDWARIO TOWER, spárovali moduly a nahráli firmware,
• měřili různé veličiny (teplotu, orientaci, pohyb),
• vytvářeli grafy a dashboardy v Playgroundu,
• filtrovali zprávy a používali podmínky,
• ovládali LED pásek a další výstupy.

V této lekci všechny tyto znalosti propojíte, pochopíte, jak vše funguje „pod pokličkou“, a vyzkoušíte si to na jednom uceleném projektu.

2. Co je Node-RED

Node-RED je vizuální prostředí pro „tokové“ programování, které se často používá v IoT.

• Skládá se z uzlů (nodes), které zprávy přijímají, zpracovávají a odesílají.
• Uzly se spojují do toků (flows).
• Zpráva (message) má většinou dvě důležité části:
  • topic: kategorie neboli kanál zprávy
  • payload: obsah zprávy, např. číslo, text nebo objekt JSON
• Uzly jako Switch, Change, Function nebo Debug zprávy mění, filtrují nebo na ně reagují.
• Playground využívá Node-RED pro vizuální skládání toků, testování a interakci se zařízeními.

3. Co je MQTT

MQTT je protokol pro zasílání zpráv, obzvláště vhodný pro IoT.

• Princip publish / subscribe: zařízení (publisher) odesílá zprávy do určitého topicu a jiná zařízení (subscribers) se k tomuto topicu přihlásí a zprávy přijímají.
• Rozdíl oproti přímému posílání: publisher neví, kdo zprávu přijme; subscriber neví, kdo ji odeslal.
• Broker je server, který všechny zprávy zprostředkovává.
• Důležité vlastnosti:
  • hierarchie topiců (např. home/pokoj1/teplota)
  • možné úrovně QoS (Quality of Service): např. „doručeno alespoň jednou“, „doručeno přesně jednou“
  • retenční zprávy (retained messages): poslední zpráva může být uložena a noví odběratelé ji dostanou hned při přihlášení
• Bezpečnost: ověřování, šifrování komunikace, pečlivá správa klíčů a tokenů.

4. Jak vše do sebe zapadá – architektura

Zjednodušeně putuje zpráva ve vašich projektech takto:

• Senzorový modul měří a data odešle do aplikace HARDWARIO Playground.
• Aplikace HARDWARIO Playground převezme zprávu, kterou rádiem přijal Radio Dongle, a publikuje ji přes protokol MQTT.
• Node-RED zprávu z MQTT zpracuje: může ji filtrovat, reagovat na ni nebo ji přes MQTT předat dál.
• Broker doručí zprávy všem, kdo je odebírají: aplikacím, výstupním modulům a dashboardům.
• Výstupy reagují: LED, upozornění aj.

5. Závěrečný projekt

Vyzkoušejte si následující projekt:

Úloha:

1. Použijte senzor (např. teploty) a modul pro detekci pohybu nebo orientace.

2. Když teplota překročí nastavenou mez a senzor zároveň zaznamená pohyb nebo změnu orientace:

   • LED pásek se rozsvítí červeně,
   • v HARDWARIO Playground se zobrazí zpráva.

3. Na dashboardu zobrazte aktuální teplotu, stav pohybu nebo orientace a stav LED pásku.

4. Nakreslete tok zpráv: topic(y), payloady, uzly v Node-RED a kdo co publikuje a odebírá.

6. Osvědčené postupy a na co si dát pozor

• Topicy pojmenovávejte pečlivě, přehlednost se vyplatí.
• Neposílejte data zbytečně často, šetříte tím síť i zdroje zařízení.
• Zabezpečení: hesla, tokeny ani klíče nesdílejte a volte silná hesla a klíče.
• Sledujte, co se děje při výpadku nebo chybě: co když zpráva ze senzoru nepřijde nebo MQTT broker nebude dostupný?

7. Reflexe a sdílení

• Co bylo pro vás nejtěžší? Co naopak nejjednodušší?
• Kterou část byste chtěli poznat podrobněji (např. jak funguje MQTT, bezpečnost, databáze…)?
• Sdílejte svůj projekt nebo tok zpráv s ostatními: vysvětlete, jak jste to udělali.

Shrnutí ✅

Gratulujeme! Dokončili jste celý kurz a stavebnici HARDWARIO TOWER znáte nejen z praxe, ale i z teorie.
Teď už máte základy pro vlastní IoT projekty a můžete je dál rozvíjet podle svých nápadů.