Das steigende Produktionsvolumen der System on Modules, welche von Toradex entwickelt und
produziert werden, stellt die Firma vor neue Herausforderungen. Die Hardware soll in Zukunft nach
ihrer Fertigung automatisiert getestet werden. Dies hat jedoch Einfluss auf den Testaufbau, wodurch
die Signalwege gezwungenermassen verlängert werden. Der Einfluss der längeren Signalwege auf
schnelle Signale wie PCI Express ist schwierig abzuschätzen. Ziel dieser Arbeit ist somit, eine
Möglichkeit zu finden, die Signale ausmessen zu können, sowie den Einfluss von verschiedenen
Signalleitern zu erforschen. Dafür wurde eine Platine entwickelt, welche diese Messungen ermöglicht.
Die Ergebnisse der Messungen wurden analysiert, damit eine Aussage getroffen werden kann, welche
Signalleiter für einen Testaufbau in Frage kommen und welche Einflüsse zu beachten sind.
The increasing production volume of the system on modules, which are developed and produced by
Toradex, presents the company with new challenges. In the future, the hardware is to be tested
automatically after its production. However, this has an influence on the test setup, which means
that the signal paths are forced to be longer. The influence of the longer signal paths on fast signals
like PCI Express is difficult to estimate. The goal of this work is therefore, to find a way to measure
the signals and to investigate the influence of different signal conductors. For this purpose a circuit
board was developed, which allows these measurements. The results of the measurements were
analyzed so that a statement can be made as to which signal conductors are suitable for a test setup
and which influences must be taken into account.
Urheberrechtshinweis
Lang Janick, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
Die vorliegende Arbeit zeigt die Entwicklung von Node Red spezifischen Bausteine für System on
Module der Firma Toradex. Die Bausteine ermöglichen eine Ansteuerung der GPIO und dem Auslesen
von CPU Informationen. Node Red ermöglicht Benutzern einen visuelle Zugang zu
Programmierabläufe. Die zur Erstellung benützten Softwarecodes sind aufgezeigt und können
reproduiziert werden. Die fertig erstellten Bausteine dienen als Grundlage, um weitere zu erstellen.
Die ganze Anwendung wurde in einem Container entwickelt und ein entsprechendes Image ist auf
Dockerhub verfügbar.
The present work shows the development of node-red nodes for a specific system on module from
the company Toradex. The node gives a possibility to control the GPIO and read CPU information.
Node-red provides the user with visual access to programmable logic. The source code for the
development of the nodes is shown, explained, and can be reproduced. The finish nodes can be used
to develop more specific nodes. The application was built in a container and the image is online on
Dockerhub available
Urheberrechtshinweis
Williner Sandro, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
Durch stetige Weiterentwicklung und steigende Performanzen von Embedded Systems wird auch auf
diesen Systemen vermehrt die Verwendung von Containerisierung eingesetzt. Die vorliegende Arbeit
befasst sich deshalb mit dem Design und der Entwicklung eines prototypischen IoT Systems
basierend auf verschiedenen Microservices in Form von Docker Containern. Das Ziel ist eine moderne
IoT-Anwendung zu erstellen, welche die Sensordaten in der Zeitreihendatenbank InfluxDB
abspeichert und mit der Anwendung Grafana visualisiert. Für die Arbeit wird ein System-on-Chip
Modul des Industriepartners Toradex eingesetzt. Dabei wurden Grundlagen wie beispielsweise der
Hardwarezugriff aus einem Container erarbeitet und verschiedene IoT Architekturen evaluiert. Für die
Umsetzung des Projekts wurden verschiedene Container erstellt und für den gemeinsamen Betrieb
konfiguriert. Zudem dienen eigene C# Anwendungen für das Erfassen und Versenden der Messdaten.
Mit der Arbeit liegt eine Grundlage für die Entwicklung von verschiedenen IoT Architekturen vor. In
der Arbeit konnte gezeigt werden, dass mit den erstellten Containern einfache Anforderungen im
industriellen IoT Bereich wie auch im klassischen IoT erfüllt werden können.
Due to the continuous development and increasing performance of embedded systems,
containerization is increasingly used on these systems. This thesis therefore deals with the design
and development of a prototypical IoT system based on various microservices in form of Docker
containers. The goal is to create a modern IoT application that stores sensor data in InfluxDB time
series database and visualizes it using Grafana. A system-on-chip module of the industry partner
Toradex is utilized during the project. Basic principles such as hardware access from a container were
acquired and various IoT architectures were evaluated. For the implementation of the project,
various containers were created and configured for joint operation. In addition, custom C#
applications are used to collect and send measurement data. The work provides a basis for the
development of different IoT architectures. Tests demonstrated that the created containers fulfill
basic requirements in the industrial IoT area as well as in the classical IoT area.
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Rohrer Jan, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
Im Zuge der Digitalisierung und der stetig intensiveren Automation in der Industrie sollen die
einzelnen Maschinen und Prozesse miteinander vernetzt werden, um die Produktivität und die
Effektivität zu steigern. In dieser Bachelor-Thesis wurde dafür eine SPS von Phoenix Contact in das
Industrial Internet of Things (IIoT) integriert. Auf der einen Seite wurde diese Integration mit dem
plattformunabhängigen Kommunikations-Service OPC UA gemacht und auf der anderen Seite über
den Cloudservice Proficloud.io. Für beide dieser Kommunikations-Möglichkeiten wurde jeweils eine
C#-Konsolenanwendung erstellt, um grundlegende Befehle wie das Schreiben und Lesen von Werten,
umsetzen zu können. Dabei lag der Fokus auf simpler und verständlicher Implementation sowie
Dokumentation, damit der Code und die Dokumentation von Kunden und Studierenden für den
Einstieg wiederverwendet werden kann. Zur Veranschaulichung der gesamten Kommunikationen
wurde ausserdem ein Prototyp mit einer SPS, einem Lichtsensor und einer Steckdose erstellt.
Abstract Englisch
In the course of digitalization and the ever more increasing automation in the industry, individual
machines and processes are networked among each other in order to increase productivity and
effectiveness. In this Bachelor Thesis, a PLC from Phoenix Contact was integrated into the Industrial
Internet of Things (IIoT). On the one hand, this integration was done with the platform-independent
communication service OPC UA and on the other hand via the cloud service Proficloud.io. For both of
these communication options, a C# console application was created to implement the basic
commands like writing and reading values. The focus lied on simple and understandable
implementation as well as documentation, so that the code and documentation can be reused by
customers and students to get started. To illustrate all the communications, a prototype was also
created with a PLC, a light sensor and a power socket.
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Aschwanden Tim Benjamin, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur