Open Source jako napęd dla Internet of Things

W dziejach świata zazwyczaj pierwotne odkrycie, czy wynalazek pociąga za sobą falę kolejnych opartych na jego bazie. Jest to piękne zachowanie ewolucji postępu w przemyśle i zadziwia mnie za każdym razem. Kiedy dodamy do tego społeczność ludzi udostępniających swoje rozwiązania za darmo, mamy niesamowity wachlarz narzędzi do wyboru zależnie od potrzeb.

Empiryczne Prawo Moore'a, nazwane tak na cześć współzałożyciela Intela, Gordona Moore'a, jest pomysłem, że moc obliczeniowa komputerów podwoi się co dwa lata. Okazało się to ważne w wielu obszarach, od komponentów (zakres początkowy) po urządzenia.

W szczególności nieubłagany wzrost mocy chipów i uderzający spadek kosztów ostatecznie umożliwiły urządzeniom na całym świecie umieszczenie w nich jakiejś formy "inteligencji".
Przeszliśmy od komputerów mainframe na stacje robocze, klient-serwer, przetwarzanie w sieciach komputerowych, przetwarzanie w chmurze, a dziś kolejnym naturalnym krokiem jest Internet przedmiotów. Inteligentne urządzenia, aktywne urządzenia na całym świecie są połączone, generując ogromne ilości danych i reagując na środki lub polecenia od władz centralnych lub rozproszonych.

Firma Gartner przewiduje, że w 2020 r. zainstalowanych zostanie 26 miliardów urządzeń IoT, które wygenerują 300 miliardów dolarów przychodu dla producentów sprzętu, a ogólny wpływ na gospodarkę wyniesie 1,9 biliona USD.

To rozprzestrzenianie danych dzięki IoT może być zniechęcające, ale jego siłą jest to, że umożliwia on wszystkie nowe dziedziny aplikacji, w szczególności wokół dużych zbiorów danych. Organizacje bardzo chętnie sięgają po ten nowy rynek i jego możliwości, ale są nieco zdenerwowane tym pierwszym krokiem. Przy wchodzeniu na nowe pole działania bardzo często występuje powiązana krzywą uczenia się i bariera wejścia. Na szczęście dzięki Internet of Things nie jest to tak skomplikowane i kosztowne, jak się wydaje. 

Ewolucją sprzętu, która cicho wkradła się do nas, można zarządzać, wykorzystując inną ewolucję technologii o równie dużych rozmiarach: oprogramowanie Open Source.

Oprogramowanie Open Source istnieje już od kilkudziesięciu lat i jest definiowane przez cztery swobody, jakie oferuje użytkownikowi:

Swoboda uruchamiania programu, jak chcesz, w dowolnym celu (swoboda 0).
Swoboda badania tego, jak program działa i zmieniaj go tak, aby komputer działał tak, jak chcesz (wolność 1). Dostęp do kodu źródłowego jest warunkiem wstępnym.
Swoboda redystrybucji kopii, abyś mógł pomóc swojemu sąsiadowi (wolność 2).
Swoboda dystrybucji kopii zmodyfikowanych wersji innym (wolność 3). W ten sposób możesz dać całej społeczności szansę skorzystania z twoich zmian. Dostęp do kodu źródłowego jest warunkiem wstępnym.

Te cztery swobody są powodem, dla którego otwarte źródło jest również określane jako wolne oprogramowanie. Umożliwiając i zachęcając do dzielenia się kodem źródłowym, pozwala użytkownikowi być tak kreatywnym, jak chciał i tworzyć aplikacje, których budowanie w przeciwnym razie byłoby niemożliwe od zera. A ponieważ coraz więcej osób opracowuje i wykonuje nowe kreatywne aplikacje, inspiruje jeszcze więcej nowych pomysłów i projektów - dzięki oprogramowaniu open source wszystkie te nowe pomysły i sposoby na ulepszenie istniejących aplikacji można zrealizować znacznie szybciej niż kiedykolwiek wcześniej. A "szybki" jest kluczowy dla IoT.

IoT to świat DevOps i innych zwinnych metodologii programowania oprogramowania (i sprzętu). Im szybciej zespół może wymyślić pomysł na produkt, opracować go, sprzedać go po niskiej cenie, ale z dobrym marginesem i iteracyjnie go poprawić, tym lepiej. Teraz setki, a nawet tysiące programistów i zespołów tworzących nowe produkty IoT, każda zaangażowana grupa lub projekt zwiększa wykładniczo liczbę nowych urządzeń, nowe źródła danych, a co za tym idzie liczbę aplikacji do uruchomienia wszystkich to.

Bariera zerowego dostępu dzięki wykorzystaniu Open Source, z kilkoma zestawami narzędzi, bibliotekami i sprzętem Open Source, takimi jak Arduino i Raspberry Pi, jest podstawą do pojawiania się na małych urządzeniach rozproszonych na całym świecie, od bezpieczeństwa w domu po zarządzanie energią systemy, od telematyki samochodowej po monitory zdrowia. 

Ponieważ oprogramowanie typu Open Source pomaga obniżyć koszty samego urządzenia, firmy mogą teraz eksperymentować i łączyć ze sobą rozwiązania, które w przeciwnym razie zostałyby zignorowane, ponieważ wymagałyby wcześniejszego zakupu drogich licencji na narzędzia programistyczne i środowiska, konkretne biblioteki i komponenty oprogramowania. 

Open Source to bardzo skuteczny sposób na poruszanie się po fali IoT z dużą prędkością, przy jednoczesnym zachowaniu ryzyka i kosztów, aby to zrobić pod kontrolą.
Dzięki Open Source możemy gromadzić dane z tysięcy czujników i urządzeń rozproszonych po całej planecie, co umożliwia kreatywność i innowacje na nowe sposoby. Te dane sprawiają, że IoT jest niezwykle ekscytujące i obiecujące dla organizacji i indywidualnych programistów. 

Ten trend może być wykorzystany do opracowania wewnętrznych narzędzi, komponentów istniejących większych systemów (takich jak czujniki pomiarowe dla większych maszyn) lub samodzielnych produktów (pomyśl o czujnikach automatyki domowej lub czujnikach środowiskowych). W rzeczywistości ankieta przeprowadzona przez ARM pokazuje, że blisko 75% organizacji korzysta już z internetu przedmiotów w ten czy inny sposób lub obecnie poszukuje sposobów, aby to zrobić.

Bill Joy, współzałożyciel Sun Microsystems, powiedział kiedyś, że

"innowacja dzieje się gdzie indziej". 

To zdanie implikuje albo pozyskiwanie pomysłów z innych miejsc (przejęcia, zatrudnianie zewnętrznych talentów lub przeprowadzanie warsztatów z otwartymi innowacjami) lub dzielenie się pomysłami ze społecznością osób o podobnych zainteresowaniach.

Z tych wszystkich przemyśleń powstała w mojej głowie inicjatywa stworzenia meetupu, którego inaugurację dzięki zaangażowaniu znajomych udało się zrealizować. Tutaj znajdziecie szczegóły:

Internet of Things, Hardware & Robotics - Poznań

Open source to zdecydowanie najlepszy sposób na rozwijanie się w takim trybie współdzielonym, poprzez hosting twojego kodu w publicznie dostępnym repozytorium, w którym nie tylko jedna jednostka pisze kod, ale każdy może połączyć się z repozytorium, sprawdzić części kodu i wnieść wkład/modyfikacje lub dodatki do bazowego kodu. W ten sposób nie ma ograniczeń co do tego, skąd pochodzi innowacja lub jak szybko jest ona napędzana przez bardzo zmotywowanych współpracowników.


Otwarte źródło to także fantastyczne narzędzie do pokonywania przepaści cyfrowej. Bardzo łatwo jest rozpocząć tworzenie aplikacji z systemami IoT, takimi jak Arduino lub Raspberry Pi, które są w pełni oparte na otwartym źródle. Łatwo jest po prostu kupić sprzęt lub, alternatywnie, po prostu pobrać schematy i zbudować je bezpośrednio. Systemy te są dostarczane z darmowymi, otwartymi systemami operacyjnymi, takimi jak Contiki lub Raspian, zestawy rozwojowe, takie jak projekt Eclipse IoT, oprogramowanie pośrednie, takie jak IoTSys i wszelkiego rodzaju interfejsy do łączenia z czujnikami sprzętowymi i sprzętem. Każdy może rozpocząć prototypowanie urządzeń IoT, a następnie przekształcić je w pełnoprawne produkty. Ludzie używają tych platform do tworzenia urządzeń monitorujących dla swoich akwariów, ogrodów lub uzdrowisk lub do budowy stacji pogodowych i modułów sterujących dla wszystkich rodzajów systemów, takich jak drzwi garażowe, termostaty lub dzbanki do kawy, które nagle stają się w pełni zautomatyzowane i autonomiczne, a także zapewniają aktywny feedback w ich środowisku.

Open Source i Internet of Things, w połączeniu, mogą pomóc wprowadzić innowacje i wiedzę do każdego rodzaju społeczeństwa zarówno w krajach rozwiniętych, jak i rozwijających się. Na przykład innowatorzy w dżungli amazońskiej, mimo że mieli dostęp tylko do przestarzałego sprzętu, byli w stanie wdrożyć infrastrukturę typu Open Source i wykorzystać Internet rzeczy, aby stworzyć aplikację, która pozwoliła im używać starych telefonów komórkowych zasilanych zużytymi panelami słonecznymi słuchać dźwięków w bardzo odległych częściach lasu deszczowego. Następnie, dzięki przetwarzaniu dźwięku i rozpoznawaniu wzorca, mogli odczytać hałas wytwarzany przez piły łańcuchowe. Ta aplikacja, zbudowana przy użyciu ogólnodostępnych bibliotek Open Source, pozwoliła tym innowatorom ostrzec urzędników przed nielegalnym wylesianiem i chronić lasy deszczowe.


Zwykle zastrzeżone bazy danych, ze względu na wysokie koszty licencjonowania, mają tendencję do zwiększania barier wejścia do możliwości gromadzenia, przechowywania i przetwarzania danych wymaganych przez takie projekty. Jednak przy korzystaniu z Open Source istnieje wiele łatwych i dostępnych baz danych typu Open Source, takich jak MongoDB, MySQL / MariaDB, PostgreSQL i Cassandra, które pomagają zarządzać danymi po niższych kosztach i pomagają programistom przyspieszyć terminy realizacji projektów.

Narzędzia do zarządzania danymi również pojawiły się, w tym Redis, co pomaga zwiększyć użyteczność otwartych źródeł danych. Nie byłoby to możliwe bez oprogramowania Open Source - ponieważ otwarte oprogramowanie jest dostępne dla wszystkich, programiści ze świetnymi pomysłami nie muszą iść i ponownie wymyślać wszystkie szprychy koła. Dzięki otwartemu źródłu mogą oni po prostu sięgnąć do wcześniej istniejących bibliotek Open Source, a także zindywidualizować, zmodyfikować i ulepszyć kod, który mogą dostosować (następnie, co ciekawe, wesprzeć go ponownie w społeczności).


Startupy już tworzą przyszłość internetu przedmiotów, budując urządzenia do noszenia (ang. wearable), które wyczuwają środowisko - skład powietrza, zawartość drobnoustrojów, zawieszone cząstki stałe i dopasowują je do szerokiej gamy publicznych baz danych w czasie rzeczywistym, aby powiedzieć użytkownikowi: "Wyjdź teraz - powietrze ma ślady wirusa Ebola. "

Aby to osiągnąć, wykorzystują istniejące biblioteki i narzędzia Open Source, oprócz własnej własności intelektualnej. Tworzą nowe urządzenia, które żyją w IoT i zapewniają bardzo wysoką wartość dodaną. 

Venture Capitalists (True Ventures, Kleiner Perkins ...) i korporacyjne fundusze venture (Intel, Qualcomm, Cisco ...) wiedzą o tym i inwestują na tych rynkach. 

Open Source ma ogromne znaczenie dla przedsiębiorstw nabywających infrastrukturę IoT.

Ponieważ nie ma żadnych rzeczywistych ograniczeń pod względem liczby urządzeń, objętości danych, skonsolidowanej przepustowości, 

jedynym ograniczeniem, z IoT, jest twoja wyobraźnia. Więc na co czekasz? Zdobądź zestaw i zacznij tworzyć aplikacje IoT.

Inspiracja (na podstawie artykułu dostępnego w języku angielskim):

• https://www.infoq.com/articles/open-source-as-a-driver-of-internet-of-things

Internet of Things, Hardware & Robotics - Poznań #1 - moja inicjatywa meetupu

Od wielu miesięcy się zastanawiałem, jak mógłbym wesprzeć świat Internetu Rzeczy w rzeczy samej, w naszej Rzeczypospolitej. Każda myśl, prezentacja i wystąpienie zostały skrupulatnie przemyślane i wdrożona w życie w ciągu całego 2018 roku. Na postawie tej sprawnej edukacji odważyłem się w ostatnim kwatale 2018 roku otworzyć meetup dla sympatyków Internet of Things, Hardware & Robotics. Ten wpis jest poświęcony pierwszemu wydarzeniu, które miało miejsce w Poznaniu w siedzibie Allegro i było inauguracją wydarzenia mojego pomysłu.

Każdy z Was pewnie kiedyś chciał zrobić coś dla ludzi, otóż i ja również pomyślałem, że coś takiego będzie świetnym uwieńczeniem ok. 20-letniej kariery zawodowej wokół różnych poznanych przeze mnie branż: automatyki przemysłowej, grafiki komputerowe, projektowania układów elektronicznych i systemów wbudowanych, systemów rozproszonych, zarządzania projektami i tworzeniem niebanalnego programowania, wspierania e-commerce w PL, zwinności i pewnie paru innych.

Wymyśliłem, że skupienie się na jednej dziedzinie może nie być sprawiedliwe, bo ludzie interesujący się IoT interesują się tak jak ja programowaniem, SBC - systemami wbudowanymi, automatyką, architekturami, protokołami. Spojrzałem przez ten pryzmat i wyszło, że meetup, który chcę założyć powien posiadać szerszy kontekst tzn.

Internet of Things, Hardware & Robotics

Naturalnie wypadło na meetup.com jako stronę hostującą wydarzenia i co ciekawe po 14 dniach było już 130 osób zapisanych i lubiących tą inicjatywę. Oczywiście liczby stały się motywatorem, aby tą sporą jak dla mnie społeczność spytać w ankiecie, czego oczekują na początek. Wyniki ankiety jednoznacznie wskazały, że nie należy rozdzielać tematu hardware, software oraz IoT.

Jakby z automatu zaczęli do mnie pisać ludzie z różnych branż z kraju i nie tylko, chcąc zaoferować swoje wystąpienie na meetupie. To spowodowało kolejną falę pozytywnego wydźwięku. Kiedy powiedziałem o tym pomyśle kilku znajomym (prelegenci) z branży oraz wspierającej mnie od strony technicznej (salka, rezerwacja, pizza, pokrycie kosztów) koleżance Oli z Allegro, wówczas wszystko się zaczęło urzeczywistniać i pojawił się na horyzoncie termin pierwszego spotkania :-)

Poprosiłem kolegów o pomoc w przygotowaniu swoich prelekcji w ulubionych tematach i taki oto kształt przybrała wersja pierwsza meetupu, który był oklaskany nieraz podczas tego dnia sukcesem.

Tematy jakie poruszyliśmy i mój krótki komentarz do nich (kolejność zgodna z agendą):

Souly – Smart Building – system IoT w praktyce

Marcin Dryjański wprowadził nas w praktyczny system Internetu Rzeczy o nazwie Souly, który tworzony jest w firmie Grandmetric w Poznaniu. Co ciekawego, chłopaki pokazali swoje rozwiązania techniczne, podzielili się wnioskami oraz dość szczegółowymi aspektami projektowymi. Nie zabrakło też wielu porad, jakie problemy są przy tej skali instalacji oraz implementacji (ok. 500 punktów/bramek IoT). Szanuję bardzo pracę chłopaków, gdyż zaskoczyli mnie już na współtworzonym razem meetupie Network & Wireless Meetup, kiedy mówili o poprzedniej wersji swojego produktu. W tej prezentacji zauważyłem naniesione poprawki, które zdążyli zwinnie wdrożyć do systemu na produkcje. Klienci zapewne są z nich dumni i dzięki wielkie za pokazanie, że w Pyrlandii (dla niewtajemniczonych: miasta Poznania) robi się na wysokim poziomie - pierwsze na skalę kraju - produkty Internet of Things.

Oto z jaką uwagą uczestnicy patrzyli na slajdy Marcina:

FreeRTOS - podstawy

Tymoteusz Sielach wprowadził nas w podstawy systemu czasu rzeczywistego FreeRTOS. Uwagi i trafne spostrzeżenia, jakie zostały poruszone wielu osobom zwróciły uwagę, że można coś zrobić sprawniej w systemach wbudowanych zamiast klepać w Arduino. Zdecydowanie kolega podkreślił, że można zyskać wchodząć w FreeRTOS oraz napisać solidny modularny kod aplikacji.

Dla osób lubujących się w Arduino na pewno była to doza spjrzenia w tą bardziej uprzemysłowioną stronę. Tak wyglądał ten temat prezentowany przez Tymka:

Kochanie, po co nam w domu szafa serwerowa (v1.1)

Julian Szulc zaprosił nas do wnętrza swojej szafy serwerowej oraz autorskich adaptacji rozwiązań IoT w domu. Bardzo fajny projekt, w którym Julian buduje serwerownie od podstaw w zakątku domowym. Nie tyle buduje, co zaprojektował dom pod taką okoliczność, aby szafka serwerowa miała swoją wnękę, nadmiar ciepła z grzejących się urządzeń był odpowiednio odprowadzany i rynny na kabelki stanowiły miejsce zabaw dla domowych kotów :-)

Super przekaz i wartościowa porcja wiedzy, jak można się bawić Internetem Rzeczy, przy okazji również używać go w potrzebach domowych t.j. automatyczne podgrzewanie mleka dla dziecka, lokalizowania partnerki, prywatny magazyn dla wszystkich danych, wizualne statystki i metryki.

Wow, jest sporo technicznego mięsa w opowieści Juliana. Z rozmów po meetupie wiem, że wielkim zainteresowaniem ludzi cieszyły się gotowe receptury Juliana na postawienie całego swojego domowego stacka automatyzacji ioT w Dockerach. Oto wizerunek kolegi Juliana:

Przezroczysty telefon komórkowy

Mateusz Piasecki to kolega, którego poznałem na sobotnim warsztacie z Blockchain i po kilku chwilach dyskusji o naszych zainteresowaniach wyraziłem brak meetupu w naszej dziedzinie IoT w Poznaniu. Mateusz przekonał mnie, że na pewno znajdą się chętni, więc po prostu założyłem meetup i tak się formalnie historia zaczęła.

Wracając do ciekawej prezentacji, była ona ukazaniem w tajemniczy i pomysłowy sposób możliwości jakie dają nam przezroczyste wyświetlacze. Mateusz przedstawił tą gałąź przemysłu jako coś, co niebawem ziści wszelkie nadzieje fanatyków sci-fi i będziemy mogli nosić w kieszeni, albo na ręce coś co jest niby bransoletką a niby telefonem, bo tego nie widać :-)

Super, że udało się wypożyczyć jeden prawdziwy egzemplarz takiego wyświetlacza i pokazać nam jak to działa dzisiaj. Proszę zobaczcie, jakie tłumy przyciągnął ten prelegent do urządzenia:

Zbudujmy robota z ROS - RoboTICK.

Marcin Bielak - tak, to moja prywatna inicjatywa o nazwie RoboTICK, do której zapraszam żądnych wiedzy z dziedzin: IoT, hardware, software, cloud, Machine Learning i protokołów sieciowych. Co mam na myśli: otóż zaprezentowałem szkielet prototypu oraz wizualizację robota mobilnego, trójkołowego i chcę wspólnie z poznanymi na meetupie ludźmi go wykonać. Tak wygląda wizualizacja mojego autorstwa (wykonana w programie Open Source Blender): 

Nic nadzwyczajnego pewnie pomyślicie, ale przy moich założeniach zduplikowanego komputera pokładowego, autonomiczności i wielu torów zasilania  - jak w serwerowniach :-) - to będzie nie lada wyzwanie. Zaprezentowałem te koncepty podczas prezentacji, pokazałem przy tym inne kierunki typu: IoT Blockchain, Swarm Robots, Reinforcement Learning (Machine Learning) w których będę rozwijał ten projekt.

Zachęcam Was do udziału w projekcie i gwarantuję wspólną naukę, zabawę oraz poznawanie nowości z lubianej tematyki IoT, Hardware & Robotics. Oto moja skromna osoba przed widownią:

Prezentacja w całości: 

Let's build a robot with ROS - Internet of Things, Hardware & Robotics meetup #1 Poznań from Marcin Bielak

Link do repozytorium projektu (hardware, software, prototypes):

https://github.com/bieli/RoboTICK

Ogólnie chciałem tym wystąpieniem poznać:

• ludzi, którzy są chętni do niezobowiązującej pracy nad różnymi ideami wokół IoT
• opinie ludzi o tym co chcę zrobić
• możliwości tworzenia tej skali projektów, które jak się okazało otworzyły się szerzej tzn. otrzymałem propozycję wystąpienia na uczelni przed setkami studentów chętnymi do realizacji takich pomysłów oraz opcję współpracy we współtworzeniu łazików marsjańskich na konkursy ERC
• alternatywne ścieżki realizacji projektu

Bardzo pozytywny feedback otrzymałem, przez co nadal rozważam, jak pogodzić czas prywatny, życie zawodowe i projekty, aby sprostać nowym wyzwaniom. Coś pewnie się z tego "urodzi", ale zawsze daję sobie czas na zracjonalizowanie możliwości, bo jak wiemy jest ich tak dużo w tych czasach, że warto skupić się na najważniejszych dla siebie.

Naturalnie czas na networking nadszedł dość szybko i wszyscy dzięki wsparciu finansowemu mojego pracodawcy Allegro.pl - któremu dziękuję - otrzymaliśmy na zakończenie megabajty kalorii w postaci ciepłej pizzy. A było w co zęby wbijać zapewniam Was.

Ilość pytań po każdym wykładzie była piękna, musiałem nawet użyć mechanizmu "tykadła" tzn. z powodów czasowych poprosić o przeniesienie dyskusji na później. Oczywiście nie obraźcie się, inni też chcieli coś od siebie przedstawić - mam dzięki temu pewien pomysł na różne dyskusję w kolejnych edycjach meetupów. Niewiarygodnie wiele tematów, które zostały poruszone w trakcie dyskusji przybliża mnie do myśli, że jest potrzeba na takie miejsce jak mój meetup wiele pytań siedzi gdzieś tam w ludziach z branży IT a takie spotkania pozwalają się im uwolnić. Naturalnie nie zawsze dostajemy poprawną odpowiedź, ale mamy gdzie zapytać, skomentować swoje wątpliwości i to się tutaj znacząco liczy. Cenimy sobie podczas meetupu szczere chęci dzielenia się wiedzą, bo to są zasady otwartego na wiedzę społeczeństwa, które wspieramy.

Dziękuję bardzo wszystkim zaangażowanym:

• prelegentom
• uczestnikom
• Aleksandrze Dondziak, za wsparcie mentorskie i organizację techniczną wydarzenia (w profesjonalnej sali w budynku Allegro i za pizze).

Do zobaczenia na kolejnym meetupie, który jak już wiem pojawi się niebawem tutaj.