A Internet das Coisas (Internet of Things - IoT) está presente nas aplicações industriais e residenciais. Modismo tecnológico ou não, a conectividade dos serviços e de objetos abre caminho para muitas possibilidades de novos negócios, seja em serviços quanto em desenvolvimento de novas tecnologias. Neste contexto será apresentado o conceito de IoT e como implementar um exemplo prático usando o Arduino com o uso do protocolo MQTT conectando a um servidor.

1. IoT com Arduino
Conecte tudo na rede!
Prof. Me. Daniel Rodrigues de Sousa | professor.daniel.rsousa@gmail.com

2. Daniel Rodrigues de Sousa
 Engenheiro eletricista formado pela Universidade Cruzeiro do Sul –
2001
 Mestre em Ciências da Computação pela UFABC - 2016
 Autor dos livros Microcontroladores ARM7 – O poder dos 32 bits,
Desbravando o PIC24 – Conheça os Microcontroladores de 16 bits,
Desbravando o PIC18 – Recursos Avançados, Desbravando o
Desbravando o PIC18 – Ensino Didático, todos pela Editora Érica

3. Agenda
➢
O que é IoT?
➢
Camadas de Rede IoT.
➢
Message Queuing Telemetry Transport – MQTT.
➢
Proposta de IoT com Arduino.
➢
Código.
➢
Demonstração.

4. Internet das Coisas – Termos Pesquisados

5. Internet das Coisas – Definição
A Internet das Coisas (Internet of Things – IoT), é uma rede de
objetos físicos, veículos, prédios e outros que possuem tecnologia
embarcada, sensores e conexão com rede capaz de coletar e
transmitir dados.
IoT nada mais é que uma extensão da Internet atual, que proporciona
aos objetos do dia-a-dia (quaisquer que sejam), mas com capacidade
computacional e de comunicação, se conectarem à Internet.
Permite que os próprios objetos sejam acessados como provedores
de serviços. Estas novas habilidades, dos objetos comuns, geram
um grande número de oportunidades tanto no âmbito acadêmico
quanto no industrial.

6. Internet das Coisas – Definição
1990 - John Romkey e
Simon Hackett
apresentou o primeiro
dispositivo conectado a
rede: uma torradeira
elétrica

7. Internet das Coisas - Aplicações

8. Arquitetura Básica dos Dispositivos IoT

9. Microcontrolador/
microprocessador:
➢PIC
➢AVR
➢8051
➢MSP
➢ARM
➢x86
➢x86-64
Arquitetura Básica dos Dispositivos IoT

10. Comunicação:
➢Ethernet
➢Wi-Fi
➢BLE
➢ZigBee
➢3G/4G
➢SigFox
➢LoraWan
Arquitetura Básica dos Dispositivos IoT

11. Fonte de Energia:
➢Baterias
➢Pilhas
➢Fonte
➢Células
Fotoelétricas
➢Geradores Eólicos
➢Redes de comuni-
cação
Arquitetura Básica dos Dispositivos IoT

12. Sensores:
➢Tensão
➢Temperatura
➢Luminosidade
➢Gazes
Atuadores:
➢Relés
➢Motores
➢Equipamentos
Arquitetura Básica dos Dispositivos IoT

13. Modelo de Conectividade de Dispositivos IoT

14. Protocolos e Camadas para IoT
Camadas Internet TCP/IP IP IoT
Aplicação
HTTP, HTTPS, FTP,
SSH, etc...
CoAP, MQTT
Transporte TCP, UDP UDP
Internet IPv4, IPv6 6LoWPAN
Rede
IEEE 803.2 Ethernet /
802.11 Wi-Fi
IEEE 802.11,
IEEE 802.15

15. Message Queuing Telemetry Transport - MQTT

16. Message Queuing Telemetry Transport - MQTT

17. Proposta de um Sistema IoT com MQTT
Broker MQTT
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18. Proposta de um Sistema IoT com MQTT
Broker MQTT
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Raspbian Jessie + Eclipse Mosquitto

19. Proposta de um Sistema IoT com MQTT
Broker MQTT
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Sketch Arduino + PubSubClient.h

20. Proposta de um Sistema IoT com MQTT
Broker MQTT
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Sketch Arduino + PubSubClient.h

21. Proposta de um Sistema IoT com MQTT
Broker MQTT
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App MQTT Dash

22. Raspberry Pi

23. Raspberry Pi

24. Intel Edison

25. Intel Galileo / Galileo Gen 2

26. ESP8266 - Módulos

27. ESP8266 - Módulos

28. ESP01 + Conversor USB/RS232

29. Instalação das Placas ESP8266

30. Instalação das Placas ESP8266

31. Código Arduino (PubSubClient.h)

32. Código Arduino (ESP01 / Intel Edison)
#define Intel_Edison
#ifdef Intel_Edison
#include <WiFi.h>
#else
#include <ESP8266WiFi.h>
#endif
#include <PubSubClient.h>
char ssid[] = "Teste";
// Rede
char pass[] = "0123456789"; // Senha da Rede
int keyIndex = 0; // númeso indexador da rede (para redes WEP)

33. Código Arduino (ESP01 / Intel Edison)
int status = WL_IDLE_STATUS;
#ifdef Intel_Edison
#define LED_1 2
#define LED_2 3
#define LED_3 4
#else
#define LED_1 2
#endif
bool flag_debug = false;
IPAddress ip;
IPAddress server(192, 168, 1, 182);

34. Código Arduino (ESP01 / Intel Edison)
WiFiClient ethClient;
PubSubClient client(ethClient);
void setup()
{
Serial.begin(115200);
Serial.setTimeout(10);
pinMode(LED_1, OUTPUT);
digitalWrite(LED_1, LOW);
#ifdef Intel_Edison
pinMode(LED_2, OUTPUT);
digitalWrite(LED_2, LOW);
pinMode(LED_3, OUTPUT);
digitalWrite(LED_3, LOW);

35. Código Arduino (ESP01 / Intel Edison)
#endif
conecta_Wifi();
Serial.println("Conectado na rede Wifi!");
printWifiStatus();
ip = WiFi.localIP();
client.setServer(server, 1883);
client.setCallback(callback);
}

36. Código Arduino (ESP01 / Intel Edison)
void loop()
{
if (!client.connected()) {
reconnect();
}
client.loop();
}
void reconnect() {
while (!client.connected()) {
Serial.print("Aguardando conexão com o servidor MQTT...");
#ifdef Intel_Edison
if (client.connect("INTEL_EDISON", "teste", "teste")) {
#else
if (client.connect("ESP8266", "teste", "teste")) {
#endif

37. Código Arduino (ESP01 / Intel Edison)
Serial.println("Conectado!");
#ifdef Intel_Edison
client.subscribe("edison/pincmd", 1);
#else
client.subscribe("esp8266/pincmd", 1);
#endif
} else {
Serial.print("falhou, rc=");
Serial.print(client.state());
Serial.println(" tentando novamente em 5 segundos...");
delay(5000);
}
}
}

38. Código Arduino (ESP01 / Intel Edison)
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
Serial.print("Message arrived [");
Serial.print(topic);
Serial.print("] ");
for (int i=0;i<length;i++) {
Serial.print((char)payload[i]);
}
Serial.println();
#ifdef Intel_Edison
if(payload[0] == '3') digitalWrite(LED_1, HIGH);
if(payload[0] == '2') digitalWrite(LED_1, LOW);
if(payload[0] == '5') digitalWrite(LED_2, HIGH);
if(payload[0] == '4') digitalWrite(LED_2, LOW);
if(payload[0] == '7') digitalWrite(LED_3, HIGH);
if(payload[0] == '6') digitalWrite(LED_3, LOW);

39. Código Arduino (ESP01 / Intel Edison)
#else
if(payload[0] == '1') digitalWrite(LED_1, HIGH);
if(payload[0] == '0') digitalWrite(LED_1, LOW);
#endif
}
void conecta_Wifi() {
while (status != WL_CONNECTED) {
Serial.print("Tentativa de conexão na rede (SSID): ");
Serial.println(ssid);
status = WiFi.begin(ssid, pass);
delay(5000);
}
}

40. Código Arduino (ESP01 / Intel Edison)
void printWifiStatus() {
Serial.print("SSID: ");
Serial.println(WiFi.SSID());
IPAddress ip = WiFi.localIP();
Serial.print("Endereço IP: ");
Serial.println(ip);
long rssi = WiFi.RSSI();
Serial.print("Potência do sinal (RSSI):");
Serial.print(rssi);
Serial.println(" dBm");
}

41. MQTT Dash

42. MQTT Dash

43. MQTT Dash

44. Perguntas?

45. Obrigado!
professor.daniel.rsousa@gmail.com