Lekcja 23: Inne urzadzenia cyfrowe - funkcje i mozliwosci

Swiat urzadzen cyfrowych

Komputer stacjonarny i laptop to tylko czesc ogromnego swiata urzadzen cyfrowych. Wspolczesnie komputery sa wbudowane w prawie kazde urzadzenie elektroniczne - od pralek i lodowek, przez samochody, po zaawansowane systemy przemyslowe. Ta rewolucja nosi nazwe Internet Rzeczy (IoT - Internet of Things).

Internet Rzeczy (IoT)

IoT to koncepcja, w ktorej codzienne przedmioty sa podlaczone do Internetu i moga zbierac dane, komunikowac sie i byc sterowane zdalnie.

• Smart Home - inteligentny dom: zarowki (Philips Hue), termostaty (Nest), kamery, zamki, odkurzacze robotyczne
• Wearables - urzadzenia noszone: smartwatche, opaski fitness, sluchawki Bluetooth
• Smart City - inteligentne miasto: czujniki parkowania, monitoring powietrza, inteligentne oswietlenie
• Przemysl 4.0 - inteligentne fabryki: roboty, czujniki, automatyczna kontrola jakosci
• Rolnictwo precyzyjne - czujniki wilgotnosci gleby, drony, automatyczne nawadnianie
• Medycyna - zdalne monitorowanie pacjentow, implanty, inteligentne leki

Systemy wbudowane (Embedded Systems)

System wbudowany to specjalizowany komputer zintegrowany z urzadzeniem, ktore steruje. W przeciwienstwie do komputera ogolnego przeznaczenia, system wbudowany wykonuje z reguly jedno konkretne zadanie.

• Mikrokontroler - maly komputer na jednym chipie (np. Arduino, ESP32)
• Mikrokomputer - pelny komputer w miniaturze (np. Raspberry Pi)
• Przyklady zastosowania: sterownik pralki, ABS w samochodzie, pilot TV, kalkulator, panel mikrofali

Arduino i Raspberry Pi

Arduino to platforma do prototypowania elektroniki. Pozwala na podlaczanie czujnikow, silnikow, diod LED i programowanie ich zachowania. Idealny do nauki elektroniki i programowania systemow wbudowanych.

Raspberry Pi to miniaturowy komputer wielkosci karty kredytowej. Moze sluzyc jako: komputer do nauki, serwer domowy, centrum multimedialne, stacja pogodowa, kontroler inteligentnego domu.

Komunikacja urzadzen IoT

• Wi-Fi - standard bezprzewodowy, duza przepustowosc, sredni zasieg
• Bluetooth / BLE - krotki zasieg, niskie zuzycie energii (sluchawki, opaski)
• Zigbee / Z-Wave - protokoly dla inteligentnego domu (niskie zuzycie energii)
• LoRa / LoRaWAN - daleki zasieg, malo danych (czujniki w terenie)
• 5G - szybka siec komorkowa, niska latencja (samochody autonomiczne)
• NFC - komunikacja bliskiego zasiegu (platnosci zblizeniowe)

Bezpieczenstwo IoT

Urzadzenia IoT stwarzaja nowe zagrozenia bezpieczenstwa:

• Wiele urzadzen ma slabe lub domyslne hasla
• Producenci czesto nie wydaja aktualizacji bezpieczenstwa
• Urzadzenia IoT moga byc wykorzystane do atakow DDoS (botnet Mirai)
• Zbieranie danych osobowych przez inteligentne urzadzenia (prywatnosc)
• Wazne: zmien domyslne hasla, aktualizuj oprogramowanie, uzywaj oddzielnej sieci Wi-Fi