RaspberryPi Entwicklung mit Java ME, Java SE Embedded, Oracle Embedded Suite und Oracle Event Processing

Transkript

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2 RaspberryPi Entwicklung mit Java ME, Java SE Embedded, Oracle Embedded Suite und Oracle Event Processing Marcel Amende Senior Leitender Systemberater Business Unit Middleware

3 Safe Harbor Statement The following is intended to outline our general product direction. It is intended for information purposes only, and may not be incorporated into any contract. It is not a commitment to deliver any material, code, or functionality, and should not be relied upon in making purchasing decisions. The development, release, and timing of any features or functionality described for Oracle s products remains at the sole discretion of Oracle.

4 Agenda Anwendungsbeispiel Logistik: Aktive Überwachung Java ME8 Embedded Java SE8 Embedded Java Embedded Suite Oracle Event Processing Embedded

5 Embedded-Anwendungen Beispiel Logistik Hohe Anforderungen an Qualitätsparameter: Einhaltung bestimmter Temperaturkorridore in der Fleischlogistik * : Kochschinken: bei 2 C < 25 Tage, bei 10 C < 6 Tage haltbar = Qualitätsverlust 76 % Temperatursensitive Arzneimittel ** : Gewährleistung der Patentensicherheit: Temperaturbereiche 2-8 bzw C Maximaltemperatur für Blutkonserven: 10 C Korrelation mehrerer Parameter: Diebstahlschutz durch Auswertung von GPS Position, Türkontakt & Lichteinfall *** Teiglinge trocknen aus +, wenn Luftfeuchtigkeit & Temperatur nicht im richtigen Verhältnis stehen. * [Jedermann et al. 2013, 34] ** [Grieshaber 2011] [Viola 2010] *** [Jong 2012] + [Kräling 2013, 12]

6 Embedded-Anwendungen Beispiel Logistik Bisherige Ansätze: oft proprietäre, nicht skalierbare Lösungen - Offline-Ansätze, wie Datenlogger - hardwarespezifische Programmierkenntnisse erforderlich - hohe Entwicklungsaufwände Heute: Mobilfunktechnologieen pushen das Internet der Dinge (IoT) günstige Einplatinencomputer mit ARM Prozessoren & Mobilfunkmodulen vielfältige Anschlussmöglichkeiten & günstige Sensorik (GPS, Temp., etc.) leistungsfähige & gewohnte Programmierumgebung (Java auf Linux)

7 Raspberry Pi Experimentierplattform Preis ca GHz ARM Prozessor 512MB RAM HDMI, SD, 2xUSB, LAN I/O Board: GPIO (General Purpose I/O) Serial Rx & Tx I2C SPI PWM (Pulse Width) PPM (Pulse Position)

8 Raspberry Pi Sensorik Reed/Magnetschalter (GPIO) BMP180, Temperatur & Luftdruck (I2C) DHT11, Temperatur & Luftfeuchte (GPIO Bitbanger ) LEDs (GPIO)

9 Embedded-Anwendungen Anwendungsbeispiel Logistik Aktive Überwachung Energieeffizienz Sensoren & Alarme Sicherheit

10 Java Embedded Software Zielarchitektur Temperatur, Luftfeuchte, Türkontakt, GPS,... Displays, Signale,... WLAN, Mobilfunknetz, LAN, USB,... Analoge & digitale Ein- & Ausgänge LAN USB HDMI Netzwerk & Peripherie Monitor Audioausgang Zugang zu Anschlüssen & Netzwerkkommunikation Rest HTTP Socket Event Processing Relationale Java DB Java ME Embedded für Kleinstgeräte ab 130KB: Sensoren, Industriesteuerungen, Netzwerkgeräte,... Java SE Embedded für mittlere und hochklassige Embedded-Systeme ab 32MB Hauptspeicher Linux Betriebssystem Raspberry Pi

11 Java ME8 Embedded APIs für das Internet der Dinge (IoT) Java Community Process (JCP) APIs: Java ME Embedded Profile (MEEP) Connected Limited Device Configuration (CLDC) XML API Web Services Wireless Messaging API Location API Security and Trust Services API File Connection Oracle APIs: Device I/O API Configuration API HTTP API Client JSON API OAuth 2.0 API Hardwareplattformen: RaspberryPi Qualcomm IoE

12 Java ME8 Embedded Architektur Entwicklungstools außerhalb der Embedded-Plattform Embedded Device Desktop VM Agent (Native Code) TCP Proxy (Java SE) Monitoring Plugin Debugger Application Management System COM USB Debug Proxy Device Manager Java ME8 VM MEEP Java ME8 SDK Netbeans IDE System Out Session Log TCP Debugger Console Command Line Interface

13 Qualcomm IoE Simulator External Events Generator Java ME8 Embedded Tools: Device Management & Simulator

14 Java ME8 Embedded jdk.dio.gpio.* GPIO Ports Schalten (Out): GPIOPin led=devicemanager.open(23); led.setvalue(true); led.close();

15 Java ME8 Embedded javax.microedition.io.socketconnection Eingehende Netzwerkkommunikation über Server Sockets: ServerSocketConnection scn = ( )Connector.open("socket://:5000"); SocketConnection sc = (SocketConnection)scn.acceptAndOpen(); InputStream is = sc.openinputstream();

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17 Java ME8 Embedded jdk.dio.gpio.pinlistener GPIO Port (In): GPIOPinConfig config = new GPIOPinConfig(port_id, pin_id, GPIOPinConfig.DIR_INPUT_ONLY, DeviceConfig.DEFAULT, GPIOPinConfig.TRIGGER_BOTH_EDGES, false); GPIOPin switchpin = (GPIOPin) DeviceManager.open(config); switchpin.setinputlistener(this); Event Listener: public void valuechanged(pinevent event) { GPIOPin pin = (GPIOPin) event.getdevice(); pin.getvalue();

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19 Java ME8 Embedded jdk.dio.i2cbus.* I2C: I2CDeviceConfig config = new I2CDeviceConfig(i2cBus, address, addresssizebits, serialclock); I2CDevice i2cdevice = DeviceManager.open(config); i2cdevice.write(registry, registrysize, command);

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21 Java ME8 Embedded com.oracle.httpclient.* Ausgehende Netzwerkkommunikation über RESTful Services: HttpClient client; HttpClientBuilder clientbuilder = HttpClientBuilder.getInstance(); client = clientbuilder.addconnectionoptions(new ConnectionOption<>("Timeout", 1000)).build(); HttpRequest request = client.build(" HttpResponse response=request.invoke();... response.close();

22 Java SE8 Embedded Compact Profiles High-End Embedded-Systeme: ARM v5/6/7, x86, e500/600, 32MB RAM / 10-48MB Flash für Applikationen, die nicht die komplette Java Plattform benötigen reduzierter Speicherbedarf kürzerer Download für Applikationen, die das JRE einbinden (App-Stores) Compact Profiles: Full SE API: JAX-WS, AWT, Swing, Sound, Corba, 2D, Print, Drag&Drop, Image, RMI-IIOP Compact3: Security & XML JAXP Add-Ons, JMX, JNDI, Management & Instrumentation Compact2: JDBC, RMI, XML JAXP Compact1: Core, Networking, Security, Serialization, RegEx, Date&Time, ZIP, JAR, JNI, Logging, Concurrency, Reflection, Versioning, Internat., Scripting, In/Out,...

23 Java SE7 Embedded Suite Komponenten Java SE Embedded JRE 100% Java: Java DB (Embedded derby.jar, kein Client/Server Modus) GassFish Embedded (Servlet 3.0) Jersey Components (Server, Client, JSON, Core) Jersey Glassfish Embedded Java DB Java SE Embedded

24 Oracle Event Processing (OEP) Embedded Complex Event Processing dezentrale Ereignis (Vor-)Verarbeitung Continuous Query Language (CQL) : stehende Abfragen, Kombination aus SQL & Pattern Matching (RegEx) mit Zeitbezug (OSGi) Untermenge der Servervariante: z.b. kein Analyzer (Web-) Frontend läuft auf Java SE Embedded Suite Jetty & Jersey Embedded Oracle Event Processing Embedded Rest / mqtt Rechenzentrum Business Activity Monitoring Oracle Event Processing Glassfish Embedded Java DB Big Data (Hadoop) Java SE Embedded Suite Business Intelligence

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26 Oracle Event Processing Event Processing Network

27 Oracle Event Processing Event Processing Network Adapter : RESTful Services, JME8 Midlet sendet Ereignis-/Sensordaten

28 Oracle Event Processing Event Processing Network Channel : Hält zeitliche Abfolge von Ereignissen vor.

29 Oracle Event Processing Event Processing Network Processor : Ereignisverarbeitung und Mustererkennung, Abfragesprache Continuous Query Language (CQL), hier: Redundanzfilter (nur Temperatur- und Druckänderungen werden weiterverarbeitet)

30 Oracle Event Processing CQL Beispiel: Redundanzfilter

31 Oracle Event Processing Event Processing Network Processor : Ereignisverarbeitung und Mustererkennung, Abfragesprache Continuous Query Language (CQL), hier: Schwellwertvergleich

32 Oracle Event Processing CQL Beispiel: Schwellwertvergleich 1. View 2. Query

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34 Java Embedded Gesamtarchitektur Temperatur, Luftfeuchte, Türkontakt, GPS,... Displays, Signale,... WLAN, Mobilfunknetz, LAN, USB,... GPIO LAN USB HDMI Audio Rechenzentrum Business Activity Monitoring Oracle APIs Device I/O API HTTP Client API Jetty & Jersey Oracle Event Processing Embedded (SE 7) Rest / mqtt Oracle Event Processing Optional Package APIs Reference Implementation APIs Glassfish Embedded Java DB Big Data (Hadoop) Java ME Embedded 8 Java SE Embedded 8 Raspberry Pi Business Intelligence

35 Fazit Das Internet der Dinge (IoT) ist in Reichweite. kostengünstige & leistungsfähige Embedded-Systeme verfügbar kostengünstige & vielfältige Sensorik (von Schalter bis GPS) gewohnte Betriebssysteme (Linux) gewohnte & einheitliche Programmierumgebungen nutzbar: Standard Java, von Micro bis Standard Edition

36 Oracle Massive Open Online Course Develop Java Embedded Applications Using a Raspberry Pi Kostenfrei 4-5 Wochenstunden, über 5 Wochen On-Line Kombination aus Vortragsvideos, Anleitungen und Hausaufgaben

37 Einladung

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