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5. Sistema di chiamata in cloud con @MQTT

Il Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) è un semplice protocollo di messaggistica. È anche il protocollo di messaggistica più comune per l’Internet delle Cose (IoT).

I protocolli MQTT definiscono il modo in cui i dispositivi IoT trasferiscono i dati. Sono basati sugli eventi e interconnessi utilizzando il modello Pub/Sub. Il mittente (Publisher) e il destinatario (Subscriber) comunicano tramite argomenti (Topics). Un dispositivo pubblica un messaggio su un argomento specifico, e tutti i dispositivi iscritti a quell’argomento ricevono il messaggio.

In questa sezione, verrà realizzato un sistema di chiamata utilizzando Pico W, HiveMQ (un servizio broker MQTT pubblico e gratuito) e quattro pulsanti. I quattro pulsanti rappresentano quattro tavoli in un ristorante, e potrai vedere quale tavolo necessita di assistenza su HiveMQ quando il cliente preme il pulsante.

1. Componenti necessari

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

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

Nome	ELEMENTI IN QUESTO KIT	LINK
Kit Kepler	450+	Kepler Ultimate Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link qui sotto.

SN	COMPONENTE	QUANTITÀ	LINK
1	Introduzione al Pico W	1	ACQUISTA
2	Cavo Micro USB	1
3	Breadboard	1	ACQUISTA
4	Cavi Jumper	Diverse	ACQUISTA
5	Resistenza	4(10KΩ)	ACQUISTA
6	Pulsante	4	ACQUISTA
7	Modulo Caricatore Li-po	1
8	18650 Battery	1
9	Battery Holder	1

2. Costruisci il circuito

Avvertimento

Assicurati che il modulo caricabatterie Li-po sia collegato come mostrato nello schema. Altrimenti, un cortocircuito potrebbe danneggiare la batteria e il circuito.

3. Visita HiveMQ

HiveMQ è una piattaforma di messaggistica basata su broker MQTT e client che consente un trasferimento di dati veloce, efficiente e affidabile ai dispositivi IoT.

1. Apri HiveMQ Web Client nel tuo browser.

2. Collega il client al proxy pubblico predefinito.

   

3. Clicca su Add New Topic Subscription.

   

4. Inserisci gli argomenti che vuoi seguire e clicca su Subscribe. Gli argomenti impostati qui dovrebbero essere più personali per evitare di ricevere messaggi da altri utenti; fai attenzione anche alla distinzione tra maiuscole e minuscole.

   

4. Installa il modulo MQTT

Prima di iniziare il progetto, dobbiamo installare il modulo MQTT per Pico W.

1. Connettiti alla rete eseguendo do_connect() nella Shell, che abbiamo scritto in precedenza.

   Nota

   • Digita i seguenti comandi nella Shell e premi Enter per eseguirli.

   • Se non hai gli script do_connect.py e secrets.py nel tuo Pico W, fai riferimento a 1. Accesso alla Rete per crearli.

   from do_connect import *
   do_connect()
   

2. Dopo una connessione di rete riuscita, importa il modulo mip nella shell e utilizza mip per installare il modulo umqtt.simple, che è un client MQTT semplificato per MicroPython.

   import mip
   mip.install('umqtt.simple')
   

3. Vedrai che il modulo umqtt è installato sotto il percorso /lib/ di Pico W al termine dell’installazione.

   

5. Esegui lo script

1. Apri il file 5_mqtt_publish.py nel percorso kepler-kit-main/iot.

2. Clicca sul pulsante Esegui script corrente o premi F5 per eseguirlo.

   

3. Torna su HiveMQ Web Client e quando premi uno dei pulsanti sulla breadboard, potrai vedere il messaggio su HiveMQ.

   

4. Se desideri che questo script si avvii automaticamente, puoi salvarlo nel Raspberry Pi Pico W come main.py.

Come funziona?

Il Raspberry Pi Pico W deve essere connesso a Internet, come descritto in 1. Accesso alla Rete. Per questo progetto, utilizza questa funzione.

from do_connect import *
do_connect()

Inizializza 4 pin per i pulsanti.

sensor1 = Pin(16, Pin.IN)
sensor2 = Pin(17, Pin.IN)
sensor3 = Pin(18, Pin.IN)
sensor4 = Pin(19, Pin.IN)

Crea due variabili per memorizzare l”URL e l”client ID del broker MQTT che utilizzeremo per connetterci. Poiché stiamo utilizzando un broker pubblico, il nostro client ID non verrà utilizzato, anche se richiesto.

mqtt_server = 'broker.hivemq.com'
client_id = 'Jimmy'

Connettiti all’agente MQTT e mantieni la connessione per un’ora. In caso di errore, resetta il Pico W.

try:
    client = MQTTClient(client_id, mqtt_server, keepalive=3600)
    client.connect()
    print('Connected to %s MQTT Broker'%(mqtt_server))
except OSError as e:
    print('Failed to connect to the MQTT Broker. Reconnecting...')
    time.sleep(5)
    machine.reset()

Crea una variabile topic, che è l’argomento che il sottoscrittore deve seguire. Dovrebbe essere lo stesso argomento inserito nel passo 4 di 2. Visita HiveMQ sopra. Tra l’altro, b qui converte la stringa in byte, poiché MQTT è un protocollo basato su byte binari e non su stringhe di testo.

topic = b'SunFounder MQTT Test'

Imposta le interruzioni per ogni pulsante. Quando un pulsante viene premuto, viene pubblicato un messaggio sotto topic.

def press1(pin):
    message = b'button 1 is pressed'
    client.publish(topic, message)
    print(message)

sensor1.irq(trigger=machine.Pin.IRQ_RISING, handler=press1)

• UMQTT Client API