Programming ESP32 for IoT - Sever Spanulescu

INTRODUCERE/ 9

PARTEA I. Comunicatii IOT folosind tehnologii HTML/JavaScript Clasice/ 11

1. PREZENTAREA GENERALA A CARTII SI A MODULELOR HARDWARE/ 12

1.1. Obiectivele generale ale lucrarii / 13

1.2. Structura si metodica utilizarii lucrarii / 18

1.3. Implementarea hardware. Cuplarea intrarilor si iesirilor modulului ESP32/ 19

1.4. Exemple de placi cu microcontrolere ESP /20

2. DEZVOLTAREA APLICATIILOR IOT CU ESP32 /ESP8266 UTILIZAND HTML / JAVASCRIPT /26

2.1. Instalarea mediului Arduino pentru microcontrolere ESP/ 26

2.2. Realizarea unui server simplu cu microcontroler ESP32/ 27

2.3. Alocarea unei adrese statice pentru accesul din exterior /29

2.4. Aplicatie pentru Android folosind MIT App Inventor / 34

3. COMANDA UNUI PORT GPIO PRIN WIFI /37

3.1. Realizarea unei pagini web pentru transmitere de comenzi dintr-un browser / 37

3.2. Realizarea unei aplicatii mobile pentru comanda ESP32 folosind MIT App Inventor / 40

3.3. Utilizarea unui port diferit de 80 / 43

4. TRANSMITEREA COMENZILOR ANALOGICE SI DIGITALE CATRE UN SERVER ESP32 DINTR-O APLICATIE MIT APP INVENTOR/ 47

4.1. Principiile generale ale transmisiilor analogice prin canale digitale /47

4.2. Realizarea conversiei digital-analogice prin PWM in Arduino ID/ 48

4.3. Comanda analogica in aplicatia MIT App Inventor/ 52

5. COMUNICATIE BIDIRECTIONALA INTRE CLIENT SI SERVER UTILIZAND MIT APP INVENTOR / 55

5.1. Cerinte privind comunicatiile bidirectionale client-server / 55

5.2. Reamprospatarea periodica a paginii web prin MIT App Inventor / 56

5.3. Aplicatie completa pentru comunicatii bidirectionale folosind MIT App Inventor / 58

5.4. Programul complet ESP32 pentru comunicarea bidirectionala cu un client MIT App Inventor/ 61

6. TRANSMITERE BIDIRECTIONALA PRIN INTERMEDIUL PAGINII WEB. TEHNOLOGIA AJAX /64

6.1. Metode si obiecte ale tehnologiei AJAX / 64

6.2. Exemplu de program pentru comanda unei iesiri digitale cu transmisie prin AJAX/ 69

6.3. Exemplu de program pentru controlul a doua iesiri digitale cu transmisie AJAX/ 73

7. REIMPROSPATAREA AUTOMATA A PAGINII WEB PRIN AJAX/78

7.1. Principiile reamprospatarii automate / 78

7.2. Exemplu de program cu reimprospatare automata prin AJAX/ 79

7.3. Controlul starii digitale si citirea valorilor digitale si analogice prin AJAX, cu reimprospatare/ 82

7.4. Program pentru controlul a doua stari logice si citirea a doua valori logice si o valoare analogica, folosind AJAX, cu reimprospatare/ 87

8. MONITORIZAREA SI COMANDA HTML/JS/CSS A VALORILOR ANALOGICE/ 94

8.1. Elemente de tip Progressbar proiectate prin CSS/ 94

8.2. Exemplu de program pentru monitorizarea a doua intrari digitale si a uneia analogice si controlul a doua iesiri digitale / 96

9. COMENZI DE LA CLIENT LA SERVER, CU CONFIRMARE DE PRIMIRE /100

9.1. Asigurarea coerentei in retelele perturbate / 100

9.2. Program cu confirmare/retransmitere a comenzilor pentru doua iesiri digitale si monitorizarea a patru intrari digitale si o intrare analogica/ 102

9.3. Elementele analogice de comanda de tip range /109

10. PROGRAMAREA ESP8266 / 32 FOLOSIND MEDIUL DE DEZVOLTARE ESP-IDF SI ECLIPSE/ 119

10.1. Instalarea mediului de dezvoltare ESP-IDF si setarea Toolchain/ 119

10.2. Testarea unui proiect exemplu /121

10.3. Instalarea si configurarea Eclipse / 123

PARTEA II. Comunicatiile IoT utilizand tehnologia MQTT / 127

11. UTILIZAREA TEHNOLOGIEI MQTT- MESSAGE QUEUING TELEMETRY TRANSPORT/ 128

11.1. Prezentare generala a tehnologiei MQTT /129

11.2. Instalarea si testarea bibliotecii PubSubClient/ 135

12. EXEMPLE DE APLICATII DEDICATE TEHNOLOGIEI MQTT / 138

12.1. Instalarea si utilizarea aplicatiei HelloIoT / 138

12.2. Comenzi ale unor iesiri digitale ale modulului ESP32/ 139

12.3. Comanda analogica prin PWM / 143

12.4. Citire intrari digitale si analogice/ 147

13. PROGRAMAREA COMUNICATIILOR MQTT UTILIZAND MEDIUL DE DEZVOLTARE NODE-/ 155

13.1. Instalarea Node-Red in Windows/ 156

13.2. Instalare mosquitto in windows /157

13.3. Realizarea de comunicatii MQTT prin Node-Red /158

13.4. Programare in Node-Red/ 158

14. COMANDA UNOR IESIRI UTILIZAND NODE-RED SI MOSQUITTO PE UN COMPUTER WINDOWS/ 160

14.1. Comanda iesirilor digitale/ 160

14.2. Controlul unei iesiri analogice folosind Node-Red/ 170

15. MONITORIZAREA UNOR INTRARI FOLOSIND NODE-RED SI MOSQUITTO PE UN CALCULATOR WINDOWS / 173

15.1. Monitorizarea intrarilor analogice folosind Node-Red/ 174

15.2. Monitorizarea unor intrari digitale folosind Node-Red /178

16. UTILIZAREA NODE-RED SI A BROKERULUI MOSQUITTO PE RASPBERRY PI/ 188

16.1. Instalare Raspbian pe Raspberry Pi/ 188

16.2. Instalare broker Mosquitto/189

16.3. Instalarea Node-Red / 190

16.4. Accesul brokerului prin Internet / 190

16.5. Instalarea Node-Red Dashboard pe Raspberry Pi/ 193

PARTEA III. Comunicatii prin Internet folosind tehnologia WebSockets /. 199

17. UTILIZAREA TEHNOLOGIEI WEBSOCKETS PE ESP32/ 200

17.1. Caracteristici generale ale tehnologiei WebSockets/202

17.2. Transmisia unei comenzi catre o iesire digitala/ 205

17.3. Comenzi pentru trei iesiri digitale/ 212

17.4. Comenzi analogice ale iesirilor, utilizand tehnica PWM / 216

18. MONITORIZAREA UNOR INTRARI PRIN TEHNOLOGIA WEBSOCKETS / 224

18.1. Monitorizarea unor intrari digitale prin WebSockets /224

18.2. Monitorizarea unei intrari analogice prin Websockets/ 231

18.3. Afisarea unei valori analoage prin text si progressbar/ 234

18.4. Afisarea unei valori analogice prin text, progressbar si gauge /237

18.5. Afisarea unei valori analogice prin text, progressbar, Gauge si Line Chart/ 242