Übungen zum Internet der Dinge — Bausteine, Weg der Daten, Cloud und die Sicherheit vernetzter Geräte.
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Übungsaufgaben
Dreißig Übungen in gemischter Reihenfolge — du klickst, ziehst, ordnest, rechnest und knobelst. Jede Übung gibt dir sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps: Der erste zeigt die Richtung, der zweite den entscheidenden Schritt. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Aufgaben mit dem Chip Mix verbinden Wissen aus früheren Unterkapiteln, bei Trick steckt eine Falle drin. Fährst du über ein unterstrichenes Arbeitswort, siehst du, was es genau von dir verlangt.
A1
Der Tagesplan des Pegelsensors
AFB I
Zeichne den Tagesplan eines Pegelsensors am Bach: Jedes Feld ist eine Stunde. Er soll 8-mal messen und 4-mal senden und sonst schlafen. Zwei Sendungen dürfen weder nebeneinander noch untereinander liegen, damit die Batterie lange hält.
Wähle oben eine Farbe und klicke Felder an — Ziehen malt mehrere Felder auf einmal. Mit der Tastatur: Tab ins Raster, Pfeiltasten wandern, Enter malt, 1–3 wechselt die Farbe, Entf leert.
8 Messungen, 4 Sendungen und 12 Stunden Schlaf: Senden braucht am meisten Strom, deshalb sendet der Sensor selten und schläft sonst. Wo genau die Felder liegen, ist egal, solange keine Sendungen aneinanderstoßen.
Zähle zuerst: 24 Felder, davon 8 messen, 4 senden. Wie viele schlafen?
Verteile die vier Sendungen so, dass keine zwei Felder mit Nachbarn zusammenstoßen, auch nicht in der Zeile darüber oder darunter.
A2
Schulhaus-Check
AFB I
Nenne die fehlenden Zahlen: Die Klasse zählt im Schulhaus 40 vernetzte Geräte und stellt fest, dass 8 noch ihr Standardpasswort haben.
Fülle alle Felder aus und prüfe dann auf einmal. Enter prüft ebenfalls.
Ein eigenes Passwort haben Geräte. Der Anteil der Geräte mit Standardpasswort liegt bei %.
40 − 8 = 32 Geräte sind besser geschützt. 8 : 40 = 0,2 = 20 %. Jedes Gerät mit Standardpasswort ist ein offener Zugang, den Angreifer ausprobieren können.
Ziehe die Geräte mit Standardpasswort von allen 40 Geräten ab.
Der Anteil ist 8 geteilt durch 40, als Prozent geschrieben.
A3
Wie lange hält die Batterie?
AFB II
Ein Sensor in einer städtischen Mülltonne meldet den Füllstand. Seine Batterie hat 2 400 mAh. Jede Sendung kostet 0,05 mAh, dazu kommen 0,2 mAh pro Tag für Messen und Warten. Ermittle, wie lange die Batterie hält.
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
Wie oft sendet der Sensor pro Tag, wenn er alle 15 Minuten funkt?Sendungen
Wie viel mAh verbraucht er pro Tag insgesamt (Senden plus Ruhe)?mAh
Wie viele Tage hält die Batterie damit?Tage
Wie viele Tage wären es, wenn er alle 5 Minuten sendet?Tage
Alle 15 Minuten: 96 · 0,05 + 0,2 = 5 mAh pro Tag, also 2400 : 5 = 480 Tage. Alle 5 Minuten: 288 · 0,05 + 0,2 = 14,6 mAh, also nur noch etwa 164 Tage. Das Senden ist der größte Stromfresser — deshalb lässt man den Mikrocontroller vor Ort entscheiden, ob sich eine Meldung überhaupt lohnt, etwa nur bei einer Änderung des Füllstands.
Rechne Schritt für Schritt: erst die Sendungen pro Tag, dann den Tagesverbrauch.
Teile die Batteriekapazität durch den Verbrauch pro Tag, um die Zahl der Tage zu bekommen.
