| ... | ... | @@ -8,17 +8,6 @@ Um Fragen, Emotionen oder Antworten in den Vorgang der Präsenzvorlesung intuiti |
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#### **Eingesetzte Technologien und Services**
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Für die Übertragung und die Zuordnung eines Studenten zu einem Scroll Bot wurde das MQTT Protokoll verwendet. Dieses bietet die Möglichkeit Nachrichten an einen bestimmten Channel (Topic) zu senden. Alle, die diesem Channel zuhören (Subscription) empfangen anschließend die gesendete Nachricht. Es handelt sich dabei um eine typische TCP/IP Kommunikation. Zuerst muss eine Adresse eines Servers angegeben werden, der das MQTT Protokoll unterstützt. Die Channels können dann über die Verzeichnisse in der URL (Uniform Resource Locator) aufgerufen werden. Für den Prototyp wurde der Public Broker EMQX, der unter der Adresse „broker.emqx.io“ zu erreichen ist, verwendet.
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Das System ist so aufgebaut, dass jeder Scroll Bot ein eigenes Topic eröffnet, auf dem er selbst sendet und empfängt. Dafür hört er nach dem Start zuerst in eine vorher definierte Anzahl an Topics hinein. Sollten bereits andere Scroll Bots online sein, senden diese auf ihrem Topic zyklisch Nachrichten, dass sie dieses Topic bereits belegen. Ein neu eingeschalteter Scroll Bot nimmt sich dann immer das nächste freie Topic und belegt dieses. Die Scroll Bots senden auf ihren Topics nicht nur die Information, dass sie dieses Topic belegen, sondern auch ob sie gerade von einem Studierenden verwendet werden oder nicht.
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So kann das Programm auf dem Rechner der Studierenden nicht nur alle Scroll Bots finden, sondern auch erkennen, welcher bereits genutzt wird und welche noch frei sind. Die Anzahl der möglichen Scroll Bots kann dabei frei gewählt werden. Die Anzahl der Bots verzögert jedoch auch die Zeit beim Start des Programmes oder des Scroll Bots da erst in Frage kommende Channels durchsucht werden müssen.
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#### **Datenfluss der eingesetzten Technologien**
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#### **Output**
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Wie bereits erwähnt, wird die Wiedergabe über einen Scroll Bot realisiert. Diese werden an Stelle eines Studierenden auf den Tischen des Vorlesungssaals aufgestellt. Somit stellen sie eine digitale Repräsentation der Studierenden dar. Um die Wiedergabe der Emotionen einfach zu gestalten, können Bitmaps direkt auf dem Display dargestellt werden. So können über ein Bildbearbeitungsprogramm Animationen und Bilder erstellt werden, die dann über einen MQTT Aufruf wiedergegeben werden können.
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| ... | ... | @@ -26,15 +15,27 @@ Wie bereits erwähnt, wird die Wiedergabe über einen Scroll Bot realisiert. Die |
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Das nachfolgende Video zeigt das Versenden einer Nachricht an einen der Scroll Bots:
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#### **Eingesetzte Technologien und Services**
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Für die Übertragung und die Zuordnung eines Studenten zu einem Scroll Bot wurde das MQTT Protokoll verwendet. Dieses bietet die Möglichkeit Nachrichten an einen bestimmten Channel (Topic) zu senden. Alle, die diesem Channel zuhören (Subscription) empfangen anschließend die gesendete Nachricht. Es handelt sich dabei um eine typische TCP/IP Kommunikation. Zuerst muss eine Adresse eines Servers angegeben werden, der das MQTT Protokoll unterstützt. Die Channels können dann über die Verzeichnisse in der URL (Uniform Resource Locator) aufgerufen werden. Für den Prototyp wurde der Public Broker EMQX, der unter der Adresse „broker.emqx.io“ zu erreichen ist, verwendet.
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Das System ist so aufgebaut, dass jeder Scroll Bot ein eigenes Topic eröffnet, auf dem er selbst sendet und empfängt. Dafür hört er nach dem Start zuerst in eine vorher definierte Anzahl an Topics hinein. Sollten bereits andere Scroll Bots online sein, senden diese auf ihrem Topic zyklisch Nachrichten, dass sie dieses Topic bereits belegen. Ein neu eingeschalteter Scroll Bot nimmt sich dann immer das nächste freie Topic und belegt dieses. Die Scroll Bots senden auf ihren Topics nicht nur die Information, dass sie dieses Topic belegen, sondern auch ob sie gerade von einem Studierenden verwendet werden oder nicht.
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So kann das Programm auf dem Rechner der Studierenden nicht nur alle Scroll Bots finden, sondern auch erkennen, welcher bereits genutzt wird und welche noch frei sind. Die Anzahl der möglichen Scroll Bots kann dabei frei gewählt werden. Die Anzahl der Bots verzögert jedoch auch die Zeit beim Start des Programmes oder des Scroll Bots da erst in Frage kommende Channels durchsucht werden müssen.
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#### **Datenfluss der eingesetzten Technologien**
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#### **IoT Kommunikation**
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Der Aufbau der Kommunikation ist in verschiedene Teile zu kategorisieren. Grundlegend für jede Kommunikation ist zuerst die Netzwerkstruktur. In diesem Fall kommunizieren die Scroll Bots sowie die Programme der Remote-Studierenden über TCP/IP, welches bei den Scroll Bots über W-Lan und bei dem Programm der Remote-Studierenden über W-Lan oder Lan übertragen werden kann. W-Lan und Lan sind dabei Star Topologien da alle Geräte in einem Netzwerk zuerst mit ihrem Router kommunizieren und dieser die Nachricht dann an einen Server mit Router weiterleitet. Das bringt die typischen Nachteile einer Star Topologie mit sich. Zum einen ist das System bei einem Ausfall des Routers nicht mehr funktionsfähig. Das betrifft dann in der Vorlesung alle Scroll Bots, da diese im gleichen Netzwerk agieren. Dafür ist es einfach neue Geräte im System zu integrieren, da alle mit dem gleichen Partner kommunizieren. Es handelt sich also um ein infrastruktur-orientiertes System.
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Wie in der nachfolgenden Skizze zu erkennen ist, handelt es sich bei der Verwendung vom MQTT Protokoll ebenfalls um eine Star Topologie. Sollte hier der MQTT Server nicht mehr erreichbar sein ist das gesamte System lahmgelegt (Single Point of Failure).
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**Netzwerkskizze**
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##### **Netzwerkskizze**<br>
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Da die genutzte Hardware selbst in der Lage ist MQTT über TCP/IP zu versenden, handelt es sich um eine direkte Anbindung zwischen den Geräten. Es ist kein Gateway vonnöten, das zuerst in einen anderen Kommunikationsstandard umwandeln müsste. Dies würde erst ins Spiel kommen, wenn im Bezug zum reactive room Sensoren für die Informationsgewinnung genutzt werden.
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