Raspberry Pi, Arduino en RFID-componenten efficiënt organiseren en lokaliseren

Onderdelen en benodigdheden

Benodigde tools

• Windows 10 PC met Visual Studio 2015
• Android-telefoon

Apps en online services

• Microsoft Windows 10 IoT Core
• Microsoft Azure (Web Apps, SQL Database, Notification Hub)
• Microsoft Visual Studio 2015

Over dit project

Achtergrond

Ken je dat: je zoekt iets, spendeert er lang aan, en vindt het niet? Met RFID-technologie (reader + tags op items) kun je items gemakkelijk terugvinden. Nieuwe item? Plak een RFID-tag erop, registreer in de app. Zoek later via de mobiele app: je ziet direct in welke ruimte het item zich bevindt.

Heel het concept

Architectuur:

• Meerdere UHF RFID-readers in het huis, elk verbonden met een Arduino UNO.
• Arduino's verbonden met centrale Raspberry Pi 2 (Windows 10 IoT Core).
• Items krijgen RFID-tag. Details + tag-ID worden geregistreerd via mobiele app → Azure Web API → Azure SQL Database.
• Zoekopdracht: app stuurt verzoek via WiFi naar Pi → Pi stuurt leescommando naar alle Arduino's → RFID-reader die tag detecteert, rapporteert locatie terug → Pi → app.

Hoe te bouwen

Raspberry Pi 2 voorbereiden (Windows 10 IoT Core)

1. Installeer Windows 10 IoT Core op Pi 2: stap-voor-stap gids.
2. Vind IP-adres via Windows IoT Core Watcher (PC en Pi via netwerkkabel verbonden).

Background-app in Visual Studio 2015

1. Nieuw project: Visual C# → Background Application (IoT).





2. Debug-instellingen: Rechtermuisknop project → Properties → Debug tab:
   • Platform: ARM
   • Target Device: Remote Machine
   • Remote machine: IP-adres uit IoT Core Watcher
   • Uncheck "Use authentication"



3. Codeer in StartupTask.cs. Download mijn code van GitHub of bouw zelf.

Debuggen in Visual Studio

1. Breakpoint zetten (klik grijze balk).
2. Druk groene "Remote Machine"-knop.



3. In debug-modus: knop wordt "Continue", stap-knoppen actief (Next, Step Into, Step Over, Step Out).
4. Variabelen inspecteren: muis hover of rechtermuis → "Add Watch".

Web API op Azure maken (voor IoT & mobiele app)

ASP.NET Web Application project

1. Nieuw project: ASP.NET Web Application.



2. Kies MVC onder ASP.NET 4.5.2 (of ASP.NET 5 preview).



3. Authenticatie: No Authentication.



4. Optie: "Host in the cloud" → Azure Web App. Gratis proef: $200 gratis tegoed.



5. Na OK: Azure-login, Web App naam/locatie invullen.

Database met Entity Framework (Code First)

1. NuGet Package Manager Console: Install-Package EntityFramework.



2. Modelklasse aanmaken (bijv. MyThing met velden: Id, RFID, Name, Type, Location, CreatedAt, LastUpdatedAt).



3. Controller scaffolden: Rechtermuis Controllers → Add → New Scaffolded Item → Web API 2 Controller with actions, using Entity Framework.





4. Data Context klasse aanmaken via +-knop.



5. Migraties activeren in Package Manager Console:

   Enable-Migrations
   Add-Migration InitialCreate
   Update-Database
   





6. Database verschijnt in App_Data map.

Web API publiceren naar Azure

1. Build → Publish → Microsoft Azure Web Apps.



2. Login Azure, selecteer bestaande Web App.







3. Settings: vink "Use this connection string at runtime" en "Execute Code First Migrations" aan.



4. Publish → Visual Studio lanceert de live Web App.

Test REST API met bijv. Chrome-extensie "Advanced REST Client".

Voorbeeld JSON voor POST:

{
  "id": 1,
  "status": "0",
  "rfid": "1009622005390623",
  "image": "",
  "name": "some tool",
  "type": "tool",
  "location": "bedroom",
  "createdAt": "2015-10-13T10:26:01.14",
  "lastUpdatedAt": "2015-10-13T10:26:01.14"
}

Windows Universal App (Client)

Maak een Universal App (Tablet-layout, aanpasbaar voor telefoon/laptop). Vervang code/XAML met mijn GitHub-repo.

Debuggen Universal App

• Lokaal (x64): kies "Local Machine".



• Resultaat: werkende app met zoekinterface.

Push-notificaties (Notification Hub)

1. App-naam reserveren: Windows Dev Center.



2. Project → Store → Associate App with the Store.



3. Notification Hub aanmaken: Azure docs.
4. Voeg in App.xaml.cs toe:

   private async void InitNotificationsAsync() {
     var channel = await PushNotificationChannelManager.CreatePushNotificationChannelForApplicationAsync();
     var hub = new NotificationHub("notification", "Endpoint=sb://...SharedAccessKey=...");
     await hub.RegisterNativeAsync(channel.Uri);
   }
   protected override void OnLaunched(LaunchActivatedEventArgs e) {
     InitNotificationsAsync();
     // ...
   }
   

5. In MainPage.xaml.cs constructor: this.NavigationCacheMode = NavigationCacheMode.Required;
6. In Web API Controller (MyThingController) na succesvolle POST:

   public class NotificationClass {
     internal async Task SendNotificationAsync(string rfid) {
       var hub = NotificationHubClient.CreateClientFromConnectionString("...", "hubname");
       var toast = $@"New Mything need to update";
       await hub.SendWindowsNativeNotificationAsync(toast);
     }
   }
   // Na create:
   var notClass = new NotificationClass();
   new Thread(async x => await notClass.SendNotificationAsync(myThing.rfid)).Start();
   

7. Toast-notificatie verschijnt → klik → app opent met RFID ingevuld.

Referentielinks

1. Windows 10 IoT Core setup
2. Visual Studio 2015 setup
3. IoT Core op Pi 2
4. Blinky sample
5. Serial sample
6. MS-IoT GitHub
7. Windows on GitHub
8. Arduino SoftwareSerial
9. SparkFun Serial
10. Azure Notification Hub
11. Mobile Services Push
12. Code First Migrations
13. Publish to Azure
14. Web API + EF

Code

Arduino-code voor RFID-reader

/* Leescommando naar RFID-module, resultaat terug via seriële poort */
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial) { ; } // Wacht op Leonardo
  mySerial.begin(9600);
}

void loop() {
  if (mySerial.available()) {
    // Stuur leescommando
    byte message[] = {0xA0,0x06,0x80,0x00,0x01,0x02,0x01,0xD6};
    mySerial.write(message, sizeof(message));
    // Doorsturen naar hardware serial
    if (Serial.available()) Serial.write(mySerial.read());
  }
}

GitHub Repository

https://github.com/seeyouu87/where-is-my-thing

Aangepaste onderdelen (CAD)

• uhf_reader_jt2850.svg – UHF RFID-reader module (3x)

Schema's

Fritzing-schema: Arduino ↔ UHF RFID-module.