# Onderzoeksvragen

## LoRaWAN & The things network

### Wat is LoRaWAN?

LoRaWAN is een low powered wide area netwerk modulatie techniek. Dit betekend dat er met weinig vermogen over de lange afstand data kan worden verstuurd. Omdat er weinig vermogen wordt gebruikt kunnen de apparaten meerdere jaren werken op bijvoorbeeld een simpele AA batterij.

### Hoe kunnen wij LoRaWAN toepassen om informatie op internet te krijgen?
Op The Things Network kun je apparaten toevoegen en als je berichten stuurt dan kun je deze hier ook terug vinden. Dit is ook handig als je meerdere apparaten met elkaar wilt verbinden (P2P), want deze kun je dmv ttn connecten.

### Wat voor hardware is er nodig voor het toepassen van LoRaWAN binnen een architectuur?
Voor het gebruik maken van het LoRaWan netwerk is het noodzakelijk dat er in de buurt een LoRaWAN gateway beschikbaar is om je signalen naar te versturen deze verstuurt deze over naar het LoRaWAN netwerk. Ook heb je een node nodig die de informatie naar deze gateway verstuurd. Dit is bijvoorbeeld in de vorm van een LoraShield die op een arduino geplugged kan worden. Deze stuurt data naar de gateway die dit signaal oppakt en verstuurd richting het netwerk.

### Wat is The things network?
The things network is een community-based bandbreedte netwerk. Opgezet om een energiezuinig netwerk voor the internet of things op te zetten. Door middel van gateways over de hele wereld geplaatst door vrijwilligers is er in circa 150 landen een connectie met the things network. Het is de wereld zijn grootste internet of things network.

## ArdUIno Bluetooth module & LoRa shield

### Wat is een Arduino?
Een arduino is een klein basic printplaatje met een processor, ram, een beetje opslag en een aantal uitbreidings poorten erop. De Arduino die wij zullen gaan gebruiken is of de Arduino leonardo of de Arduino uno er zijn een aantal subtiele verschillen tussen deze twee vormen de uno heeft een chip die makkelijker vervangbaar is als de pins kapot gaan.

### Waarvoor wordt de Arduino gebruikt?
De Arduino wordt gebruikt om de bluetooth module en het LoRa shield te verbinden. De Arduino kan worden geprogrammeerd door middel van de Arduino IDE. De taal die gebruikt wordt is C & C++.

### Wat is een bluetooth module?
De bluetooth module verbind met de arduino door middel van een connector. De bluetooth wodule kan worden aangestuurd via de Arduino taal.

### Waarvoor wordt de bluetooth module gebruikt?
De bluetooth module wordt gebruikt om de data die naar de Arduino is gestuurd naar de computer toe te sturen. Ook kan er data van de computer worden gestuurd naar de Arduino om bijvoorbeeld nieuwe locaties te sturen naar de drones.

### Wat is een LoRa shield?
Het LoRa shield is een module die aan de Arduino kan worden gekoppeld. LoRa gebruikt radio golven om data over lange afstanden te versturen

### Waarvoor wordt het LoRa shield gebruikt?
Het LoRa shield wordt gebruikt om RF signalen van de drones te ontvangen. Ook worden signalen van het LoRa shield naar de NiceRF of Heltec die aan de drones zijn bevestigd gestuurd.

## MQTT
### Wat is MQTT?

MQTT is een OASIS(Organization for the Advancement of Structured Information Standards) standaard messaging protocol voor Internet of Things. Het is ontworpen als een publish/ subscribe messaging transport dat ideaal is voor het verbinden van externe apparaten met klein code footprint en een minimale netwerk bandwith.

### Waarom willen we MQTT gebruiken?

Met MQTT kan je op een vertrouwbare en veilige manier berichten sturen. Het is lightweigt en efficient, ook kan het verbinding maken met een heleboel apparaten.

### Hoe kunnen we gebruik maken van MQTT?

Hier zijn 2 links waar alles staat om te starten met MQTT:
- http://www.steves-internet-guide.com/mqtt-works/
- https://www.hivemq.com/blog/how-to-get-started-with-mqtt/

## Swagger
### Wat is Swagger?

Swagger is een programma dat de development van API makkelijker maakt. Hieronder in op de foto staan wat dingen waarbij Swagger helpt.

### Waarom willen we Swagger gebruiken?

Swagger zorgt ervoor dat het design van je API zich houdt aan de specification-based standards. Ook zorgt het ervoor dat je stabiele en herbruikbare code kan bouwen. Swagger verbetert de developer experience met interactieve API documentatie en je kan ook simpele functionele testen uitvoeren op je API’s zonder overhead.

### Hoe kunnen wij gebruik maken van Swagger?

Als eerste moet je een account aanmaken via https://swagger.io/.
Vervolgens wordt je met dat account gestuurd naar swaggerhub. Daar kan je je eigen organisatie maken maar dit kan je ook overslaan. Op de swaggerhub home pagina kan je op create new klikken om je API te creëeren.

### Hoe kan je met meerdere mensen tegelijk werken in Swagger?

Je kan een organisatie maken via swaggerhub. Bij de organisatie die je hebt gemaakt kan je mensen uitnodigen. Je projecten kan je dan delen met de members van jouw organisatie.

## Px4
### **Onderzoeksvragen**

**Wat is PX4?**

PX4 is autopilot software voor het autonoom besturen van een drone of andere onbemande voertuigen.

**Hoe kan ik PX4 gebruiken in een Ubuntu omgeving?**

PX4 kan als terminal programma worden geinstalleerd op Ubuntu. Naast PX4 dient er ook simulator software gedownload te worden, zoals: Gazebo of JMAVsim.

PX4 biedt ons een script om alle benodigde software en simulatoren geautomatiseerd te installeren, dit scriptje is op de volgende manier uit te voeren:

git clone https://github.com/PX4/PX4-Autopilot.git --recursive

bash ./Tools/setup/ubuntu.sh

**Wat is de rol van QGroundControl binnen een PX4 omgeving?**

Met Qgroundcontrol kan de gebruiker in een simpele gui meerdere drones zien op een kaart, routes en surveys inplannen en alle drones gelijktijdig aansturen.

Andere groundcontrol software heeft minder functies of kan maar 1 drone besturen.

Verder detecteerd Qgroundcontrol automatisch verschillende drones op hetzelfde netwerk maar bied ook de mogelijkheid om de drones handmatig toe te voegen.

**Hoe kunnen we gazebo laten samenwerken met PX4?**

Gazebo kan samen met PX4 worden gestart waardoor het automatisch samenwerkt. Hieronder is uitgelegd hoe dit gaat:

Gazebo simulatie en px4 starten met 1 drone: ```make px4_sitl gazebo```. Gazebo zal automatisch samen met PX4 starten en een simulatie omgeving starten.

*Gebruik::*

Gazebo simulatie en px4 starten met 2 drones:

Gazebo simulatie en px4 starten met 1 drone:

**Hoe kunnen wij de drone besturen en uitlezen?**

Drones kunnen bestuurd en uitgelezen worden met mavsdk. MavSDk is een mavlink library voor Python of C++.

*Waarom mavSDK?*
MavSDk is vrij *straightforward* in gebruik. Daarnaast is het te gebruiken via seriale connectie, TCP en UDP en het werkt tot en met 255 apparaten.

Verder kan MavSDk de drones besturen maar ook de sensoren (gps, camera, etc) uitlezen van de drones.


## LoRaP2P

### Wat is RF?

RF staat voor Radio Frequentie. Radio frequenties kunnen gebruikt worden om data over grote afstanden draadloos te versturen. Denk aan de radio bijvoorbeeld.

### Wat is LoRaP2P

LoRaP2P is een peer 2 peer methode om data tussen twee apparaten te sturen (from one peer to another). LoRaP2P gebruikt het LoRa netwerk om deze peers te verbinden.

### Waarmee kunnen we LoRaP2P gebruiken?

We kunnen met een Heltec AES256 encrypted berichten sturen naar de basecamp, wat ook een Heltec heeft.

### Hoe werkt AES256/ECB/NOPADDING in Heltec/LoRaP2P?

Packetjes versleuten en ontsleuten bij receive en transmit
We gebruiken ECB ipv CBC zodat we geen initialization vector hoeven toe tevoegen wat bespaard op pakketgrote.

No padding voor dezelfde reden. Zonder padding blijft het pakketje dezelfde grote als de data dat het is.

### Hoe verbindt je de twee componenten?

Dit is te doen via het TTN portal waar je de twee apparaten aan kan toevoegen, en ook verbinden.

### Welk type protocol wordt gebruikt?

TCP of UDP, wij gaan gebruikmaken van UDP omdat dit simpeler is en UDP gebruikt geen handshake-protocol en is ook sneller.

## Laird 

### Wat is Laird?

Laird is een Bluetooth- (BLE) en LoRa-component in één.

### Waarom gebruiken we Laird?

Het is easy to code, makkelijk uitbreidbaar, en er is veel documentatie geschreven door Laird zelf over alle functionaliteiten.

En het is gemaakt voor het doel waar wij het voor gebruiken. Niet zoals de Arduino wat gewoon een simpele computer is.

### Welke programmeertaal gebruikt Laird?

Laird gebruikt de taal smartBASIC. Dit neemt een *klein* beetje weg van de programmeer taal C, omdat er `#define`'s zijn, maar voor de rest is het voornamelijk zijn eigen taal.

Variabelen zijn `dim` en ; worden gebruikt om String's te concaten.

### Wat zijn de precondities om Laird te gebruiken?

Er moeten drivers worden geïnstalleerd en je moet de basis van smartBASIC weten. Ook is het handig om wat kennis op te doen over de UwTerminalX en de commando's die je kunt gebruiken met een Laird vanaf de terminal, zoals bijvoorbeeld `at+dir` om alle bestanden op de laird weer te geven.

### Wat zijn de nadelen van Laird?

De taal (smartBASIC) is erg anders dan de talen die wij hebben geleerd, dus dat maakt het nadelig om ermee te werken.

### Wat zijn de voordelen van Laird?

Veel documentatie over smartBASIC icm LoRa en BLE. Ook hoeven we niet met kabels, resistors en chipjes te werken. Het is plug-and-play bijna.