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Sistema di Chiamata Cloud con MQTT

Il protocollo di messaggistica Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) è semplice ma ampiamente utilizzato nel campo dell’Internet delle cose (IoT).

I protocolli MQTT definiscono come i dispositivi IoT scambiano dati. Operano in modo event-driven e sono interconnessi utilizzando il modello Publish/Subscribe. Il mittente (Publisher) e il ricevente (Subscriber) comunicano tramite Topics. Un dispositivo pubblica un messaggio su un topic specifico e tutti i dispositivi abbonati a quel topic ricevono il messaggio.

In questa sezione, creeremo un sistema di campanello di servizio utilizzando UNO R4, HiveMQ (un servizio broker MQTT pubblico gratuito) e quattro pulsanti. Ogni pulsante corrisponde a un tavolo del ristorante e quando un cliente preme un pulsante, sarà possibile vedere quale tavolo ha bisogno di assistenza su HiveMQ.

Componenti Necessari

Per questo progetto, sono necessari i seguenti componenti.

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome

ARTICOLI IN QUESTO KIT

LINK

Elite Explorer Kit

300+

Elite Explorer Kit

È anche possibile acquistarli separatamente dai link sottostanti.

INTRODUZIONE AI COMPONENTI

LINK DI ACQUISTO

Arduino Uno R4 WiFi

-

Breadboard

ACQUISTA

Cavi Jumper

ACQUISTA

Pulsante

ACQUISTA

Cablaggio

../_images/04_mqtt_button_bb.png

Schema

../_images/04_mqtt_button_schematic.png

Come Funziona?

HiveMQ è una piattaforma di messaggistica basata su broker MQTT che facilita il trasferimento rapido, efficiente e affidabile dei dati ai dispositivi IoT.

  1. Apri HiveMQ Web Client nel tuo browser web.

  2. Collega il client al proxy pubblico predefinito.

    ../_images/04_mqtt_1.png

  3. Clicca su Aggiungi Nuova Sottoscrizione Topic.

    ../_images/04_mqtt_2.png

  4. Inserisci i topic che desideri seguire e clicca su Sottoscrivi. Assicurati che i topic che imposti qui siano unici per evitare di ricevere messaggi da altri utenti e presta attenzione alla sensibilità delle maiuscole e minuscole.

    In questo esempio di codice, impostiamo il topic come SunFounder MQTT Test. Se hai apportato modifiche, assicurati che il topic nel codice corrisponda al topic sottoscritto sulla pagina web.

    ../_images/04_mqtt_3.png

Installazione della Libreria

Per installare la libreria, utilizza il Gestore delle Librerie Arduino e cerca «ArduinoMqttClient» e installalo.

ArduinoMqttClient.h: Utilizzato per la comunicazione MQTT.

Esecuzione del Codice

Nota

  • Puoi aprire il file 04_mqtt_button.ino nel percorso elite-explorer-kit-main\iot_project\04_mqtt_button direttamente.

  • Oppure copia questo codice nell’IDE di Arduino.

Nota

Nel codice, SSID e password sono memorizzati in arduino_secrets.h. Prima di caricare questo esempio, è necessario modificarli con le proprie credenziali WiFi. Inoltre, per motivi di sicurezza, assicurati che queste informazioni siano mantenute riservate durante la condivisione o la memorizzazione del codice.

Dopo aver eseguito il codice, torna su HiveMQ Web Client e quando premi uno dei pulsanti sulla breadboard, vedrai il prompt Messaggi su HiveMQ.

../_images/04_mqtt_4.png

Funzionamento del Codice

Questo codice è per un progetto basato su Arduino che si connette al WiFi e comunica con un broker MQTT utilizzando il protocollo MQTT. Inoltre, può rilevare se quattro pulsanti sono premuti e inviare i messaggi corrispondenti al broker MQTT.

Ecco una spiegazione dettagliata del codice:

  1. Includi Librerie Pertinenti:

    #include <WiFiS3.h>
#include <ArduinoMqttClient.h>

  2. Includi Informazioni Sensibili:

    • Il file arduino_secrets.h contiene l’SSID e la password per la rete WiFi.

    #include "arduino_secrets.h"
char ssid[] = SECRET_SSID;
char pass[] = SECRET_PASS;

  3. Inizializza Variabili:

    • Variabili per gestire le connessioni WiFi e MQTT.

    • Inizializza pin dei pulsanti e stati dei pulsanti.

  4. setup():

    • Inizializza la comunicazione seriale.

    • Verifica la presenza del modulo WiFi e tenta di connettersi al WiFi.

    • Stampa dati di rete.

    • Tentativo di connessione al broker MQTT.

    • Sottoscrivi i topic MQTT.

    • Imposta i pulsanti in modalità input.

  5. loop():

    • Mantieni attiva la connessione MQTT.

    • Verifica se ogni pulsante è premuto e, in caso affermativo, invia messaggi MQTT.

  6. Altre Funzioni di Utilità:

    • printWifiData(): Stampa informazioni sulla rete WiFi attualmente connessa.

    • printCurrentNet(): Stampa dati rilevanti sulla rete attuale.

    • printMacAddress(byte mac[]): Stampa l’indirizzo MAC.

    • onMqttMessage(int messageSize): Funzione di callback attivata quando viene ricevuto un messaggio dal broker MQTT. Stampa il topic del messaggio ricevuto e il contenuto.

    • sendButtonMessage(int buttonNumber): Usa questa funzione per inviare messaggi MQTT quando viene premuto un pulsante.