Skip to content

IoT programing

อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (Internet of Things - IoT)

โปรโตคอล IoT คือชุดของกฎและมาตรฐานที่กำหนดว่าการแลกเปลี่ยนข้อมูลและการทำงานร่วมกันระหว่างอุปกรณ์ในระบบ IoT ควรทำอย่างไร พวกมันกำหนดวิธีการแลกเปลี่ยนข้อมูล รูปแบบของข้อมูล และวิธีการเข้ารหัสและยืนยันตัวตนเพื่อความปลอดภัย

โปรโตคอล IoT ที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ได้แก่ REST API และ MQTT

REST API

REST API หรือ RESTful API คืออินเทอร์เฟซที่ช่วยให้ซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันต่าง ๆ สามารถสื่อสารกันได้
- REST (Representational State Transfer) เป็นสถาปัตยกรรมที่ใช้โปรโตคอลการสื่อสารแบบไร้สถานะ (stateless) โดยทั่วไปจะใช้ HTTP
- REST API ทำงานโดยใช้ HTTP methods มาตรฐาน ได้แก่: - GET – ดึงข้อมูล
- POST – สร้างข้อมูล
- PUT – แทนที่ข้อมูล
- PATCH – อัปเดตข้อมูลบางส่วน
- DELETE – ลบข้อมูล

วิธีการเหล่านี้ตรงกับการทำงานแบบ CRUD (Create, Read, Update, Delete)

ทุกคำขอ (request) จาก client ไปยัง server เป็นแบบไร้สถานะ (stateless) หมายความว่าในคำขอมีข้อมูลครบถ้วนสำหรับให้ server ดำเนินการได้เอง
การตอบกลับ (response) จาก server มักมาในรูปแบบของ resource เช่น HTML, XML, JSON หรือ plain text

MQTT

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) เป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่ถูกออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์ IoT ที่มี ความหน่วงสูง (high latency) และ แบนด์วิดท์ต่ำ
- เป็นโปรโตคอลที่ทำงานบน TCP
- ใช้โมเดลการส่งข้อความแบบ publish/subscribe
- เหมาะสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ระยะไกลที่ใช้ โค้ดขนาดเล็ก และ แบนด์วิดท์จำกัด

MQTT รองรับการส่งข้อความทั้งจาก อุปกรณ์ไปยังคลาวด์ (device-to-cloud) และจาก คลาวด์ไปยังอุปกรณ์ (cloud-to-device) ซึ่งทำให้สามารถส่งข้อความไปยังกลุ่มของอุปกรณ์ได้ง่าย

หัวใจสำคัญของ MQTT คือ MQTT broker
- การสื่อสารทั้งหมดจะต้องผ่าน broker
- broker จะทำหน้าที่รับข้อความ
- ตรวจสอบว่าใครเป็นผู้สมัครรับ (subscriber)
- จากนั้นส่งข้อความไปยัง client ที่เกี่ยวข้อง

Workshop IoT

  • ขั้นตอน 1 สร้าง Project "iot-workshop1" อีกครั้ง

  • ขั้นตอน 2 เปิดไปยัง RT-Thread Settings > SoftwarePackage และเลือกทำการติดตั้ง pahomqtt และ cJson packages 

- เลือกค้นหา pahomqtt


- เลือกค้นหา cJon


- กดปิด ที่ tab เพื่อ save แล้ว RT-Thread IDE จะทำการ Download -> Update Project -> Precompire


- หลังการ update เรียบร้อยให้เปิด Folder package จะเป็นว่ามี Package ที่เราได้เลือกติดตั้ง

  • ขั้นตอน 3 Clear Error
    ลองกด Compile , Build All ว่ามี Error อะไรบ้าง หากไม่มีก็ทำในส่วนต่อไปได้ อาจมี error ไม่เหมือนกัน จากรูปด้านบน ก็สามารถแก้โดย ลอง ลบ folder rw007-v2.0.1 เอาออก 1 folder

    ลบ rw007-v2.0 ออก แล้ว Build all ใหม่

    ลบ netutils ออก แล้ว build ใหม่

    หลังการ Build อีกรอบ

  • ขั้นตอน 4 copy code ชื่อ hal_entry_02.c จาก folder /ex_03 มาแทนที่ hal_entry.c

    hal_entry_02.c for Workshop3
      1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
        /*
 * Copyright (c) 2006-2023, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author        Notes
 * 2023-12-17     Rbb666        first version
 */

#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include "hal_data.h"

#include <wlan_mgnt.h>
#include <wlan_prot.h>
#include <wlan_cfg.h>

#include <paho_mqtt.h>
#include <cJSON.h>

#define LED_PIN    BSP_IO_PORT_01_PIN_02 /* Onboard LED pins */

#define WIFI_SSID       "<WIFI_SSID>"
#define WIFI_PASSWD     "<WIFI_PASSWD>"

#define MQTT_BROKER     "tcp://broker.emqx.io:1883"
#define MQTT_CLIENT_ID  "<MQTT CLIENT ID>"
#define MQTT_PUB_TOPIC  "<MQTT PUB TOPIC>"
#define MQTT_SUB_TOPIC  "<MQTT SUB TOPIC>"


static MQTTClient   mqttClient;

static bool wifiConnected = false;

void wifi_event_handler(int event, struct rt_wlan_buff *buff, void *parameter) {
    wifiConnected = true;
}

static void mqtt_msg_cb(MQTTClient *client, MessageData *msg_data) {
    char topic_txt[256];
    char payload_txt[256];
    memcpy(topic_txt, msg_data->topicName->lenstring.data, strlen(msg_data->topicName->lenstring.data));
    topic_txt[msg_data->topicName->lenstring.len] = 0;
    memcpy(payload_txt, msg_data->message->payload, strlen((char*)msg_data->message->payload));
    payload_txt[msg_data->message->payloadlen] = 0;
    rt_kprintf("Got msg %s from %s\n", payload_txt, topic_txt);
}

static void mqtt_connect_cb(MQTTClient *client) {
    rt_kprintf("\nMQTT connected\n");
}

static void mqtt_online_cb(MQTTClient *client) {
    rt_kprintf("\nDevice online\n");
    client->isconnected = true;
}

static void mqtt_offline_cb(MQTTClient *client) {
    rt_kprintf("\nDevice offline\n");
}

void hal_entry(void) {
    rt_kprintf("\nHello RT-Thread!\n");

    // WiFi
    rt_wlan_set_mode(RT_WLAN_DEVICE_STA_NAME, RT_WLAN_STATION);
    rt_wlan_register_event_handler(RT_WLAN_EVT_READY, wifi_event_handler, RT_NULL);
    rt_wlan_connect(WIFI_SSID, WIFI_PASSWD);
    rt_kprintf("Waiting WiFi: ");
    while(!wifiConnected) {
        rt_kprintf(".");
        rt_thread_mdelay(500);
    }
    rt_kprintf("\nWiFi connected!\n");

    // MQTT
    mqttClient.uri = MQTT_BROKER;

    MQTTPacket_connectData mqttCfg = MQTTPacket_connectData_initializer;
    mqttCfg.clientID.cstring = MQTT_CLIENT_ID;
    mqttCfg.keepAliveInterval = 30;
    mqttCfg.cleansession = 1;
    mqttCfg.username.cstring = RT_NULL;
    mqttCfg.password.cstring = RT_NULL;
    memcpy(&mqttClient.condata, &mqttCfg, sizeof(mqttCfg));

    mqttClient.buf_size = 128;
    mqttClient.buf = rt_calloc(1, mqttClient.buf_size);
    mqttClient.readbuf_size = 128;
    mqttClient.readbuf = rt_calloc(1, mqttClient.readbuf_size);

    mqttClient.connect_callback = mqtt_connect_cb;
    mqttClient.online_callback = mqtt_online_cb;
    mqttClient.offline_callback = mqtt_offline_cb;
    mqttClient.defaultMessageHandler = mqtt_msg_cb;

    mqttClient.isconnected = false;
    paho_mqtt_start(&mqttClient);
    while(!mqttClient.isconnected) {
        rt_thread_mdelay(500);
    }
    paho_mqtt_subscribe(&mqttClient, QOS1, MQTT_SUB_TOPIC, mqtt_msg_cb);

    while (1) {
        rt_pin_write(LED_PIN, PIN_HIGH);
        rt_thread_mdelay(500);
        rt_pin_write(LED_PIN, PIN_LOW);
        rt_thread_mdelay(500);
        paho_mqtt_publish(&mqttClient, QOS1, MQTT_PUB_TOPIC, "hello");
        rt_kprintf("\nMQTT published\n");
    }
}

  • ขั้นตอน 5 ถ้าหากไม่มี Error ก็จะเป็นขั้นตอนการ ใส่ค่า Config

Info

หากท่านยังไม่มี Account ของ emqx.io ให้ สามารถไปทำตามที่ "ตั้งค่า emqx"

#define WIFI_SSID       "<WIFI_SSID>"
#define WIFI_PASSWD     "<WIFI_PASSWD>"

#define MQTT_BROKER     "tcp://broker.emqx.io:1883"
#define MQTT_CLIENT_ID  "<MQTT CLIENT ID>"
#define MQTT_PUB_TOPIC  "<MQTT PUB TOPIC>"
#define MQTT_SUB_TOPIC  "<MQTT SUB TOPIC>"


- การเชื่อมต่อจะเชื่อมต่อ ไปยัง Broker ที่ ``tcp://broker.emqx.io:1883``
- แก้ไขค่าของ  ``<WIFI_SSID>, <WIFI_PASSWD>, <MQTT_CLIENT_ID>, <MQTT_PUB_TOPIC>, และ <MQTT_SUB_TOPIC>``

Note

WiFi ต้องเป็น 2.4G ไม่ใช่ 5G

  • ขั้นตอน 6 เตรียมพร้อมการทดสอบ

    • Build ให้เรา Build All และ Flash Download

    • Terminal เปิด Terminal สำหรับการเชื่อมต่อ ดูผลลัพท์การเชื่อมต่อ

  • Diagrame การสื่อสาร

Screen:

Note

Fix MQTT connect