Lekce 6 - Závěr a teorie

Trvání: 45 minut Cílová skupina: pro jednotlivce i dvojice / třídu

Úkol: Shrňte, co jste se naučili, pochopte teorii Node-RED a MQTT, vytvořte malý projekt, který vše spojí.

1. Shrnutí, co jsme zvládli

V předchozích lekcích jste:

• připravili HARDWARIO TOWER, párovali moduly, nainstalovali firmware,
• měřili různé veličiny (teplotu, orientaci, pohyb),
• vytvářeli jste grafy a dashboardy ve Playgroundu,
• filtrovali zprávy, používali jste podmínky,
• ovládali LED pásek a další výstupy,
• poslali data do cloudu / mobilní aplikace a nastavili notifikace.

Účelem této lekce je propojit všechny tyto znalosti, pochopit, jak to funguje „pod pokličkou“, a vyzkoušet si to v jednom celistvém projektu.

2. Co je Node-RED

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

• Skládá se z uzlů (nodes), které vstupují, zpracovávají zprávy a vystupují.
• Uzly se spojují do toků (flows).
• Zpráva (message) má většinou dvě důležité části:
  • topic – téma, kategorie/kanál zprávy
  • payload – obsah zprávy, např. číslo, text, JSON objekt
• Uzly jako Switch, Change, Function, Debug umožňují zprávu měnit, filtrovat, reagovat.
• 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 na dané téma (topic), a jiná zařízení (subscribers) se k tématu přihlásí a přijímají zprávy.
• 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, pečlivé spravování klíčů / tokenů.

4. Jak vše do sebe zapadá – architektura

Níže je zjednodušené schéma, jak tok zprávy ve vašich projektech funguje:

• Modul senzor měří, odešle data do HARDWARIO Playground.
• Aplikace HARDWARIO Playground rádiem přijatou zprávu z Radio Dongle publikuje přes MQTT protokol.
• Node-RED zprávu z MQTT zpracuje: může filtrovat, reagovat, či opět předat dál přes MQTT.
• Broker distribuuje zprávy těm, kdo o ně mají zájem – aplikacím, výstupním modulům, dashboardům.
• Výstupy reagují – LED, upozornění aj.

5. Závěrečný projekt

Vyzkoušejte si následující projekt:

Úloha:

1. Použijte senzor (např. teplotu) a modul detekce pohybu / orientace.

2. Když teplota překročí nastavenou mez a je přítomen pohyb / změna orientace, pak:

   • rozsvítí se LED pásek na červeno,
   • v HARDWARIO Playground se zobrazí zpráva,
   • přijde notifikace do mobilní aplikace (např. aplikace Blynk).

3. Zobrazujte dashboard s aktuální teplotou, stavem pohybu/orientace a stavem LED pásku.

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

6. Dobré zásady a na co si dát pozor

• Pečlivě pojmenovávejte topic(y) – přehlednost se hodí.
• Neposílejte data zbytečně často – šetříte síť a zdroje zařízení.
• Zabezpečení: hesla / tokeny / klíče nesdílejte. Používejte silné.
• Sledujte, co se děje při výpadku nebo chybě – co když senzor nepřijde, MQTT broker je nedostupný.

7. Reflexe a sdílení

• Co bylo pro vás nejtěžší? Co naopak nejjednodušší?
• Která část by vás zajímala do hloubky více (např. fungování MQTT, bezpečnost, databáze...)?
• Sdílejte svůj projekt nebo tok zpráv s ostatními – vysvětlete, jak jste to udělali.

Shrnutí ✅

Gratulujeme! Dokončili jste celý kurz, znáte HARDWARIO TOWER nejen prakticky, ale i na úrovni teorie. Teď už máte základy pro tvoření vlastních IoT projektů – a můžete je dál rozšiřovat podle vlastních nápadů.