So installieren Sie Windows 10 IoT Core auf dem Raspberry Pi

So installieren Sie Windows 10 IoT Core auf dem Raspberry Pi
Wir zeigen Ihnen in unserem Ratgeber, wie Sie die kostenlose Windows 10-Version auf einem Raspberry Pi installieren.
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So installieren Sie Windows 10 IoT Core auf dem Raspberry Pi

Wir zeigen Ihnen in unserem Ratgeber, wie Sie die kostenlose Windows 10-Version auf einem Raspberry Pi installieren.

© RaspberryPi.org
12.10.2017 - 10:04 Uhr

Mit IoT 10 Core tritt Microsoft gegen den Konkurrenten Linux an und stellt ein Betriebssystem für das Internet der Dinge vor. Wir zeigen, wo die Unterschiede zu Linux liegen.

Jeder Computernutzer hat eine klare Vorstellung davon, was unter Windows zu verstehen ist. Bei IoT 10 Core liegen die Dinge jedoch ganz anders. Tatsächlich hat dieses Betriebssystem für das Internet der Dinge nur wenig mit einem normalen Desktop-Windows gemeinsam. Hier ist neben dem Kernel sonst fast nichts vorhanden. Damit unterscheidet sich IoT Core stärker von einem normalen Windows als zum Beispiel der Raspbian von Ubuntu. Konzipiert ist IoT Core für die Headless-Steuerung eines Systems über das Netzwerk, vielfältige eigene Projekte lassen sich damit entwickeln.

Wir zeigen Ihnen, was der Unterschied zwischen IoT Core und Linux ist, und wie die beiden Lösungen in der Praxis verschiedene Aufgaben im Vergleich meistern:

  • 1. Das Abbild für Ihren Raspberry

    Bereits die Auswahl eines geeigneten Images und das Aufspielen auf eine SD-Karte bereiten IoT Core gewisse Probleme. Von Linux sind eine ganze Reihe spezialisierter Varianten für den Raspberry verfügbar, Windows ist nur in einer einzigen Version erhältlich. Zudem gestaltet sich die Installation des Windows-Betriebssystems wesentlich schwieriger.
  • Microsoft teilt dem Anwender leider nicht deutlich mit, dass IoT Core auf dem aktuellen Raspberry 3 noch nicht lauffähig ist. Das muss der Anwender erst selbst herausfinden. Auf der Downloadseite von Microsoft ist allerdings ersichtlich, dass nur die Insider Preview von Windows 10 IoT Core auf dem Raspberry Pi 3 läuft, was bereits auf die Inkompatibilität der normalen Version hinweist. Natürlich kann sich dieser Status jederzeit ändern, sodass irgendwann auch die Hauptversion von IoT Core auf dem Raspberry Pi 3 laufen wird. Die Insider Preview können Sie übrigens auch über den NOOBS-Installer einrichten, den die Raspberry Foundation für Sie unter www.raspberrypi.org/ downloads/noobs zur Verfügung stellt.
  • Sie müssen also gar nicht am Insiderprogramm von Microsoft teilnehmen. Booten Sie das System einfach mit NOOBS und wählen Sie dann Windows 10 IoT Core aus. Das Tool lädt danach automatisch die Insider Preview. Ihre Internetverbindung sollte aber nicht zu langsam sein, da der Download 1.825 Megabyte groß ist.
  • Denken Sie daran, dass die Installation über NOOBS eigentlich nicht von Microsoft vorgesehen ist. IoT Core soll nämlich so eng wie möglich mit der Platine von Raspberry zusammenarbeiten. Nach dem Download der Abbilddatei Windows 10 IoT Core Release Image müssen Sie diese unter Windows 10 bereitstellen, was auch als Mounten bezeichnet wird. Dann können Sie die MSI-Installationsdatei ausführen, die sich auf dem Image befindet. Unter Windows werden jetzt zwei Hilfsprogramme eingerichtet und das Image mit der Bezeichnung ash.ffu entpackt. Das Hilfsprogramm IoTCoreImageHelper.exe schreibt das Image, das Tool WindowsIoTCoreWatcher.exe dient einer einfacheren Verwaltung der verschiedenen Raspberry-Platinen. Dieser Vorgang mag den Eindruck erwecken, dass Sie Ihren Raspberry mit IoT Core eigentlich über ein Windows 10 einrichten und steuern. Das ist aber tatsächlich nicht so, nur das Schreiben von Programmierobjekten erfolgt in Visual Studio 2015 unter Windows 10. Sie benötigen keines der oben erwähnten Hilfsprogramme und keinen Rechner mit Windows 10, um den Raspberry zu nutzen und aus der Ferne zu warten.
  • Ein weiterer wichtiger Hinweis zur Hardware: Die Insider Preview von IoT Core ist bisher nicht in der Lage, den WLAN-Chip des Raspberry 3 zu erkennen. Es ist jedoch davon auszugehen, dass Microsoft dieses Problem schnell beheben wird.
  • 2. Welche Programme sind auf dem Raspberry lauffähig?

    Wenn Sie eine Maus und eine Tastatur mit Ihrem Raspberry verbinden, sehen Sie nach dem Hochfahren des Systems eine einfach gehaltene Benutzeroberfläche. Einige wenige Informationen wie etwa die IP-Adresse können Sie hier finden. Wenn Sie auf das Zahnradsymbol klicken, können Sie die Sprache einstellen. Es existiert mit Lernprogramme noch ein weiterer Punkt, aber auch dahinter verbirgt sich nicht sehr viel. Tatsächlich können Sie mit dieser stark reduzierten Benutzeroberfläche nur wenig anfangen. Die Verwaltung des Systems erfolgt stattdessen über das Netzwerk. Bei den Standarddiensten, die automatisch starten, vermissen wir hingegen nichts. Das sind die Wege, über die Sie Ihren Raspberry ansprechen können:
  • Läuft der SSH-Server, erreichen Sie den Raspberry zum Beispiel über ssh administrator@192.168.0.22. Als Passwort geben Sie standardmäßig p@ssw0rd ein. Der Zugriff kann von jedem Client aus erfolgen.
  • Ist der Webserver aktiv, geben Sie im Browser Ihres Clients http://192.168.0.22:8080 ein. Die Authentifizierung erfolgt mit dem Benutzernamen Administrator und dem Passwort p@ssw0rd.
  • Läuft der FTP-Server, ist ein Zugriff über die IP von jedem FTP-Client aus möglich. Der Zugriff erfolgt in diesem Fall anonym und ohne Authentifizierung. Das Systemlaufwerk C ist in diesem Fall freigegeben.
  • Ist der LanmanServer bereit, können Sie Freigaben per SSH einrichten. Ein Zugriff ist dann über jeden Client möglich. Erreichbar sind ganz ohne Installation die Standardfreigaben C$ und D$. Das funktioniert aber nur bei einem Zugriff über einen Windows-Client.
  • Wenn das Windows Remote Management läuft, können Sie über einen Windows-Computer auch per PowerShell auf Ihren Raspberry zugreifen. Bei SSH startet lediglich die Kommandozeile Cmd, die nicht so viele Möglichkeiten bietet wie die Windows PowerShell.
  • Haben Sie das System über Windows 10 eingerichtet, kommen Sie in den Genuss des Windows IoT Core Watcher. Dieses Programm macht Platinen mit Raspberry im lokalen Netzwerk für Sie ausfindig und erlaubt Ihnen den Zugriff auf deren Verwaltungsoberfläche. Verfügt der Raspberry über eine feste IP und ist über ein Lesezeichen im Browser erreichbar, können Sie auf dieses Tool aber auch verzichten.
  • 3. IoT im praktischen Einsatz

    Die ersten Schritte unterscheiden sich bei IoT Core kaum von einem Linux-System. Zuerst einmal sollten Sie dem Raspberry eine feste IP zuweisen, um den Zugriff zu erleichtern. Das können Sie im Router erledigen. Ist dies geschehen, kann ein Zugriff natürlich auch über Linux erfolgen. Sie benötigen hierfür lediglich den Befehl "ssh administrator@192.168.0.222"
  • Die angegebenen Kontodaten sind nur ein Beispiel. Legen Sie auch gleich noch ein Passwort fest. Das funktioniert mit folgendem Befehl: "net user administrator passwort"
  • Möglich ist eine solche Passwortzuweisung aber auch über die SSH-Konsole, die Sie unter der Verwaltungsoberfläche von Raspberry finden können. Dazu gehen Sie auf Home und dann auf Preferencies.
  • Wenn Sie möchten, ist ein Start des Systems auch ohne eine grafische Oberfläche möglich. Das bezeichnet man auch als headless.
  • Wenn Sie keine eigenen Projekte entwickeln möchten, müssen Sie auch keinen Bildschirm an Ihren Raspberry anschließen. Für die Abschaltung der grafischen Oberfläche können Sie diesen Befehl verwenden: "setbootoption.exe headless"
  • Wenn Sie das System nun neu starten, haben Sie 60 Megabyte an Speicher eingespart. Gehen Sie für den Reboot in die Verwaltungsoberfläche und klicken Sie auf die entsprechende Schaltfläche. Ansonsten geben Sie in der Konsole den Befehl shutdown /r /t 0 ein.
  • Der SSH-Zugriff auf das System funktioniert in jedem Fall. Unter Windows steht Ihnen aber mit der PowerShell und dem Remote-Zugang eine weitere Zugriffsart zur Verfügung. Geben Sie dazu die folgenden drei Zeilen ein: "net start WinRM" "Set-Item WSMan:-Value 192.168.0.22" "Enter-PSSession -ComputerName 192.168.0.22 -Credential 192.168.0.22"
  • Die zweite Zeile dient dazu, Raspberry Ihrem Windows-System zu zeigen. Den ersten Befehl geben Sie nur ein, wenn Sie eine neue Windows-Sitzung gestartet haben. Haben Sie auch den dritten Befehl eingegeben, fordert Sie das System nun zur Eingabe des Passworts auf.
  • Die Systemauslastung haben Sie unter Processes und Performance gut im Blick. Laufende Tasks lassen sich hier jederzeit beenden. Wenn Sie auf die Bildschirmausgabe verzichten, sollte das gesamte System weniger als 200 Megabyte in Anspruch nehmen. Verwenden Sie Ihren Raspberry als Datenserver, erreicht die Auslastung des Prozessors selten mehr als 30 Prozent. Selbst mit einem Debian Server sind Sie hier nicht schlanker unterwegs.
  • Den Punkt Run command finden Sie unter Processes. Hier lassen sich einzelne Kommandos übergeben; PowerShell oder eine SSH-Verbindung benötigen Sie hierfür nicht. Geben Sie Ihre Befehle des Kommandointerpreters stets in der Form cmd /[Befehl] ein.
  • Sie möchten bestimmte Programme beim Hochfahren starten oder Umgebungsvariablen setzen? Das erledigen Sie in der Datei IoTStartupOnBoot.cmd. Diese finden Sie unter Windows. Das System erkennt die Eintragungen in dieser Datei automatisch.
  • 4. IoT Core als Datenserver verwenden

    Mit geringem Aufwand richten Sie Ihren IoT Core als praktischen Datenserver im lokalen Netzwerk ein. Die entsprechenden Datenträger verbinden Sie über die vier USB-Ports. Das Mounten erfolgt sofort noch während des laufenden Betriebs. Bei der Reihenfolge richtet sich das System nach der üblichen Buchstabenabfolge unter Windows. Sie möchten ein USB-Laufwerk mit dem Laufwerksbuchstaben D freigeben? Dann verwenden Sie folgenden Befehl: "net share USB_2TB=d:/grant:administrator,full"
  • Mit dem Befehl "net user /add Benutzer Passwort" legen Sie flexibel weitere Nutzer an. Analog hierzu können Sie auch Netzfreigaben erteilen. Das System verfügt mit dem Tool icacls.exe über alles, was Sie für die Änderung lokaler Rechte benötigen.
  • Auf dem FTP-Server können Sie jeden Pfad freigeben. Der Server bietet dabei grundsätzlich das Laufwerk mit dem Buchstaben C an, Sie können aber auch mit einem anderen Pfad starten. Dazu geben Sie erst "kill ftpd*" ein, um den laufenden Dienst zu beenden. Dann tippen Sie zum Beispiel den folgenden Befehl, um den Pfad zu ändern: "start ftpd.exe d:"
  • Eine Beschränkung des FTP-Servers auf ein bestimmtes Konto scheint hingegen nicht möglich zu sein. Eine Portfreigabe für die Öffnung des Internetzuganges ist daher ausgeschlossen, um die Sicherheit nicht zu gefährden.
  • 5. Eigenentwicklung ist unter Windows IoT Pflicht

    Viele Dienste sind auf IoT Core bereits automatisch für Sie eingerichtet. Die Verwaltung erfolgt relativ komfortabel über die Kommandozeile oder über die PowerShell von Windows. Natürlich ist eine Verwaltung über das Netzwerk auch von einem System mit Linux oder macOS X via SSH und dem Browser möglich. Die Frage ist jedoch, wie es mit den alltagstauglichen Verwendungsmöglichkeiten aussieht. Hier stehen Raspbian, OpenELEC oder Software wie ownCloud und MediaWiki deutlich besser da. Uns fällt nur der lokale Datenserver ein, der sich im Alltag schnell einrichten lässt. Tools für die Kommandozeile finden sich unter "\Windows\System32". Erfahrene Bastler können sich hier weitere Funktionen dazu entwickeln. Leider verfügt das System aber noch nicht einmal über einen simplen Texteditor. Möchten Sie zum Beispiel eine Konfigurationsdatei ändern, müssen Sie das von einem Remote-PC aus erledigen. Das ist natürlich umständlicher, als es eigentlich sein müsste.
  • Wenn Sie diese Beschränkungen von IoT Core hinter sich lassen wollen, müssen Sie eigene Projekte entwickeln. Das ist aber nicht möglich, wenn Sie auf einen Linux-Rechner setzen. Wenn Sie für IoT Core Projekte entwickeln möchten, muss das auf einem Rechner mit Windows 10 geschehen, auf dem Sie Visual Studio 2015 installieren. Zum Glück kann die Entwicklung aber wenigstens mittels der kostenlos verfügbaren Community-Edition von Visual Studio erfolgen.
  • Außerdem ist das Ausprobieren der vielen verfügbaren Beispielprojekte nur unter Windows möglich. Über den Browser gelangen Sie immerhin zu einer Verwaltungsoberfläche, die das Laden der Beispielprojekte auf Ihren Raspberry erlaubt. Das funktioniert aber nur von Systemen aus, auf denen die benötigten Appx-Pakete vorliegen. Das wird nur der Fall sein, wenn Sie Visual Studio auf dem System installiert haben.
  • Als Alternative bietet sich nur noch das Windows-Tool MakeAppx an, Windows benötigen Sie aber in jedem Fall. Damit bleiben Linux-Anwender also bei der Entwicklung von Projekten für IoT Core vollständig ausgeschlossen.
  • Haben Sie hingegen bereits Ihr Visual Studio unter Windows 10 installiert, gelingt das Übertragen der neuen Projekte auf Ihren Raspberry ganz einfach. Auf der Seite https://github.com/ms-iot/samples finden Sie eine Schaltfläche mit der Bezeichnung Download ZIP. Über diese Schaltfläche können Sie das gesamte Projekt in einer handlich gepackten Datei herunterladen.
  • Entpacken Sie die heruntergeladene Datei und klicken Sie dann doppelt auf die SLN-Datei, die mit dem Projekt verknüpft ist. Nun sollte Visual Studio automatisch starten. Der Debug-Modus und die ARM-Systemarchitektur werden automatisch für Sie eingestellt. Das sehen Sie in der Toolleiste oben.
  • Wählen Sie dann noch aus, dass Sie einen Remote-Computer verwenden möchten. Das erledigen Sie unter Device. Der Raspberry sollte in der Regel automatisch erkannt werden. Wird das System als Eintrag angeboten, müssen Sie nur noch auf Auswählen klicken, um das Ziel endgültig festzulegen. Das neue Projekt kompilieren Sie mit einem Klick auf Erstellen und dann [Projektname] erstellen. Danach schließen Sie den Vorgang mit Erstellen - [Projektname] bereitstellen ab.
  • Das Projekt wird nun auf Ihren Raspberry übertragen. Wenn Sie auf Apps und dann auf Installed Apps gehen, werden Ihnen alle Projekte übersichtlich angezeigt. Die Benutzeroberfläche sollte Ihnen eine Schaltfläche mit der Bezeichnung Start anbieten, über die Sie das ausgewählte Projekt starten können. Über Remove können Sie ein Projekt auch wieder löschen.
  • Denken Sie aber daran, dass die verfügbaren Demos tatsächlich nicht viel mehr leisten, als Ihnen die Möglichkeiten von IoT Core zu demonstrieren. Sie werden hier keine praxistauglichen Lösungen finden, die Ihnen bei Anwendungen im Alltag weiterhelfen würden. Diese müssen Sie für Windows 10 IoT Core tatsächlich im Rahmen eigener Projekte selbst entwickeln.
Quelle: In Zusammenarbeit mit PC-Welt
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