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Primeiros passos com Wio Terminal e Wappsto IoT

Visão geral​

O Wio Terminal é um microcontrolador baseado em SAMD51 com conectividade sem fio alimentado por Realtek RTL8720DN que é compatível com Arduino e MicroPython. Atualmente, a conectividade sem fio é suportada apenas pelo Arduino. Ele roda a 120MHz (Boost até 200MHz), possui 4MB de Flash externa e 192KB de RAM. Ele suporta tanto Bluetooth quanto Wi‑Fi, fornecendo a espinha dorsal para projetos de IoT. O próprio Wio Terminal vem equipado com uma tela LCD de 2,4”, IMU onboard (LIS3DHTR), microfone, buzzer, slot para cartão microSD, sensor de luz e emissor infravermelho (IR 940nm). Além disso, ele também possui duas portas Grove multifuncionais para o Ecossistema Grove e 40 pinos GPIO compatíveis com Raspberry Pi para mais expansões.

Wappsto é um aplicativo poderoso e inteligente que pode ser facilmente configurado para obter dados automaticamente de várias fontes. Ele possui um dashboard padrão integrado para monitorar e analisar seus dados.

O Wappsto também oferece ferramentas que permitem aos desenvolvedores criar aplicações de IoT como web apps com integrações e automações. Integrado ao Wappsto há também um marketplace, onde desenvolvedores e usuários podem compartilhar seus Apps.

Wappsto by Seluxit é uma poderosa plataforma de IoT com Dashboards facilmente personalizáveis que tornam a visualização de dados em tempo real ou históricos muito simples, além de muitos outros recursos, incluindo automações na nuvem.

O aplicativo Wappsto para IOS e Android também permite que você visualize e controle dispositivos em qualquer lugar.

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Recursos do Wappsto​

Você pode operar a seguinte função enquanto estiver conectando ao Wappsto. Para mais informações, você pode fazer mais com seus dados aqui.

Recursos do dashboard​

Tipos de dashboard​

  1. Dashboard em branco - Tela estática limpa para combinar e misturar widgets
  2. Gerenciamento de frota - Tela dinâmica limpa para combinar e misturar widgets - alterne facilmente entre dispositivos para obter uma visão geral de possíveis valores discrepantes.
  3. Dashboard de geolocalização - Visão geral em mapa dos dispositivos, com possibilidade de filtrar com base em alarmes do dispositivo.
  • Geolocalização usando filtro de listas filtradas:

Widgets do dashboard em branco e de gerenciamento de frota​

  1. Lista filtrada - configure limites de valores do dispositivo que disparem alarmes e sinais visuais no dashboard de geolocalização.

  1. Widget de localização histórica - Desenha em um mapa com base nas localizações do dispositivo dentro de um período de tempo configurado. (máximo de 1 marca por minuto e mínimo de 50 metros entre marcas)

  2. Widget de gráfico - Escolha e configure múltiplas fontes de dados, período de tempo, estilo de gráfico e método de agregação. Também pode ser alternado para mostrar dados em tempo real.

  1. Exemplo de dados em tempo real:

  1. Widget de lista de valores - Mostra dados em tempo real em uma caixa junto com valores de controle / estado desejado.

  2. Widget de bússola - Mostra o ângulo de um único dispositivo com dados em tempo real.

  3. Widget de gráfico de líquido - Mostra o nível relativo de um único dispositivo com dados em tempo real.

  4. Widget de medidor - Mostra dados em tempo real de um único valor em um medidor, com esquema de cores e limites configuráveis.

  5. Widget de localização atual - Mostra a localização atual de um ou vários dispositivos juntamente com outros widgets.

  1. Widget de lista de logs - Mostra logs de um ou mais dispositivos ou valores, juntamente com outros widgets.

Automação em nuvem e web APPS​

  1. Integração com Twitter
  2. Integração com Hue
  3. Integração com Shelly
  4. Integração com previsão do tempo (yr.no)
    • Blocks - Automações em nuvem
    • Programação NoCode com Blockly
    • Programação javascript com Blockly
    • Configure automações e interações entre todos os dispositivos e serviços que você conectou ao Wappsto
    • Exemplo de automação cruzada entre Twitter e Wappsto:bit: https://bit.wappsto.com/project/wappsto-blocks/

Recursos do Wappsto às vezes negligenciados​

  1. Serviço de nuvem distribuída com múltiplos backups
  2. Compartilhamento de dispositivo
  3. Criptografia de ponta a ponta (criptografia de transporte)
  4. Segurança do dispositivo (chaves únicas de dispositivo e de rede)
  5. Encaminhamento de dados
  6. Extração de dados (CSV)
  7. Login inteligente entre plataformas (login por email, google, facebook, apple)
  8. Multiplataforma: site + aplicativos para smartphone.

Primeiros passos​

Requisitos de hardware​

  • Wio Terminal x 1
  • Computador x 1
  • Cabo USB Type-C x 1

Requisitos de software​

Por favor, verifique este link.

Atualizar o firmware WiFi do Wio Terminal​

Por favor, verifique este link.

Pré-requisitos do Wappsto​

Uma conta no Wappsto​

Também é presumido que você tenha criado uma conta no Wappsto; se não, por favor, crie uma primeiro.

Arduino IDE instalado no seu PC​

Se você não tiver, veja https://www.arduino.cc/en/Guide

Instalar a biblioteca ArduinoJson​

No gerenciador de bibliotecas você precisa instalar a biblioteca ArduinoJson - veja https://arduinojson.org/v6/doc/installation/ para mais detalhes.

Instalar esta biblioteca do Wappsto​

Para instalar esta biblioteca no Arduino IDE, baixe este projeto como um arquivo zip, clique em "Code" e escolha "Download ZIP". Depois escolha "Sketch"->"Include Library"->"Add .Zip Library..." Veja https://docs.arduino.cc/software/ide-v1/tutorials/installing-libraries para detalhes.

Gerar certificados e ID para um novo dispositivo​

Para que seu dispositivo físico possa se identificar perante o Wappsto, ele precisa de um ID de rede, do certificado CA do servidor e do certificado/chave do cliente - tudo isso precisa ser gerado em Wappsto.com e colocado em (se corresponder aos exemplos) um arquivo chamado wappsto_config.h.

wappsto_config.h​

Como ajuda para gerar isso você pode usar o script Python incluído neste repositório na pasta generate_config_header. Na primeira execução, talvez seja necessário instalar as bibliotecas exigidas

cd <path to downloaded arduino_wappstoiot>
cd generate_config_header
pip install -r requirements.txt

Para gerar um arquivo de cabeçalho:

  1. Vá para a pasta generate_config_header:
cd generate_config_header
  1. Use o comando:
python main.py --type arduino

  1. Em seguida, você será solicitado a fazer login usando email e senha do seu usuário no Wappsto.

  2. Copie o arquivo recém-gerado wappsto_config.h para sua pasta de sketch do Arduino. Observe que, se gerado corretamente, ele deverá ter um UUID válido (uma string semelhante, mas diferente, a esta "d7fafe76-b020-4594-8f2a-aae11c6b6589" definida na linha const char* network_uuid =.

Observe que, se você tiver tanto pyhton2 quanto python3 instalados, talvez seja necessário usar

pip3 install -r requirements.txt
python3 main.py --type arduino

Se você obtiver o erro como abaixo:

ImportError: cannot import name 'soft_unicode' from 'markupsafe'

O que acontece devido a uma alteração na dependência de outra biblioteca, pode ser corrigido usando este comando.

pip install -U MarkupSafe==0.20

Reivindicação e propriedade - Não é permitido acessar valores​

Se você obtiver um "not allowed to access" para valores no dispositivo que você criou, é porque você ou não o reivindicou ou a propriedade foi redefinida.

Como você seria o fabricante, ainda verá o dispositivo na sua lista de redes, poderá ver que ele está online, mas não poderá ver valores nem controlar o dispositivo.

Para reivindicar um dispositivo, vá para a aba "IoT Devices" em https://wappsto.com/devices, clique no botão "+ Add an IoT device" no canto superior direito e insira o UUID da rede na caixa.

Se você clicar no botão de exclusão de uma rede, isso removerá a propriedade do dispositivo, de modo que ele possa ser reivindicado por outro usuário. Depois que um dispositivo for reivindicado, ele não poderá ser reivindicado por outro.

Esta biblioteca Wappsto​

Estrutura necessária​

O ID da rede é gerado pelo Wappsto e está vinculado aos certificados.

├── "Network Name"
│   └── "Device 1 name"
│   |   └── "Value 1 name"
│   |   └── "Value 2 name"
|   |   ...
│   └── "Device 2 name"
│       └── "Value 1 name"
│       └── "Value 2 name"
...

Observe que o "name" para o dispositivo e o objeto value têm funcionalidade extra e regras.

  • Uma rede não deve ter dispositivos com nomes idênticos.
  • Um único dispositivo não deve ter valores com nomes idênticos. (como no exemplo acima, é permitido usar o mesmo nome em um dispositivo diferente.)

A biblioteca perguntará ao Wappsto se existe um dispositivo/valor com esse nome antes de criá-lo, para que seja vinculado ao valor correto. Se nada tiver esse nome, um novo será criado. Se um pai tiver vários filhos com o mesmo nome, a biblioteca escolherá o primeiro disponível.

Se você alterar um nome, um novo será criado, mas o antigo não será deletado. Isso você terá que fazer manualmente, por exemplo usando https://wappsto.com/devices

Inicializar o Wappsto​

O Wappsto precisa de uma referência a WiFiClientSecure quando for criado, por exemplo.

WiFiClientSecure client;
Wappsto wappsto(&client);

Definir a configuração e conectar​

#include "wappsto_config.h"
...
wappsto.config(network_uuid, ca, client_crt, client_key);
if(wappsto.connect()) {
    // Connected
} else {
    // Failed to connect
}

Parâmetros opcionais de configuração, log e ping​

Além dos comandos obrigatórios, você também pode definir o intervalo de ping e o nível de log:

wappsto.config(network_uuid, ca, client_crt, client_key, ping interval in minutes, log level);
  • O intervalo de ping enviará um pacote curto do dispositivo para o Wappsto para manter a conexão ativa. Se o seu dispositivo raramente envia dados, pode ser uma boa ideia adicionar isso para evitar timeout na conexão.
  • O nível de log pode imprimir informações da biblioteca Wappsto na porta de depuração serial - os seguintes níveis são possíveis:
   VERBOSE
   INFO
   WARNING
   ERROR
   NO_LOGS <- Default

Crie sua rede​

myNetwork = wappsto.createNetwork("Network Name");

Criar um dispositivo​

DeviceDescription_t myDeviceDescription = {
    .name = "Device name",
    .product = "Product name",
    .manufacturer = "Company name",
    .description = "Description of the product",
    .version = "1.0",
    .serial = "00001",
    .protocol = "Json-RPC",
    .communication = "WiFi",
};

myDevice = myNetwork->createDevice("Device Name", &myDeviceDescription);

Values​

Values é provavelmente o que mais interessa a você, e pode ser um dos seguintes:

  • Number - inteiros ou decimais, estes serão registrados e exibidos como um gráfico.
  • String - uma string legível por humanos (UTF-8)
  • Blob - dados, por exemplo uma imagem codificada em base64, valores hexadecimais, etc.
  • Xml - um documento xml completo

Ler e escrever dados​

Cada value pode ter um ou dois pontos de dados:

  • Report: Dados lidos no dispositivo e reportados ao servidor [READ]
  • Control: Dados enviados do servidor para o dispositivo para controlá‑lo [WRITE]

Seu value pode ser um deles ou ambos.

Parâmetros de value​

Para explicar os parâmetros, usaremos um exemplo de um value de temperatura colocado em uma sala de estar.

  • name: Um nome para o value, aqui "Living room"
  • type: É uma ajuda para a interface encontrar values do tipo correto, aqui "temperature"
  • O parâmetro PERMISSION_e informa à biblioteca se ela deve criar report e/ou control para este value.
    • READ -> estado de report
    • WRITE -> estado de control
    • READ_WRITE -> estado de report e control
  • min: (Number apenas) número mais baixo (a ser usado pela interface)
  • max: Para number, o número mais alto; para string/blob, o comprimento máximo
  • step: (Number apenas) Tamanho do passo para um número, por exemplo 1 para inteiros e 0,1 para decimais
  • unit: (Numbers apenas) existe uma unidade para esse número; no exemplo de temperatura é °C

Na primeira vez que um value é criado, um número terá o valor NA, e a string/blob estará vazia, tanto para control quanto para report.

Se o value existir, os dados do value não serão alterados. Se você quiser que o value seja atualizado quando o dispositivo reiniciar, terá que chamar report/control.

Criar um value numérico​

ValueNumber_t myNumberValueParameters = {   .name = "Living room",
                                            .type = "temperature", // value type
                                            .permission = READ_WRITE,
                                            .min = -20,
                                            .max = 100,
                                            .step = 0.1,
                                            .unit = "°C",
                                            .si_conversion = ""};

myNumberValue = myDevice->createValueNumber(&myNumberValueParameters);

Criar um value de string​

ValueString_t myStringValueParameters = { .name = "Value String Name",
                                          .type = "value type",
                                          .permission = READ_WRITE,
                                          .max = 200,
                                          .encoding = ""};

myStringValue = myDevice->createValueString("Value String Name", "value type", READ_WRITE, &myStringValueParameters);

Criar um value de blob​

ValueBlob_t myBlobValueParameters =  { .name = "Value Blob Name",
                                       .type = "value type",
                                       .permission = READ_WRITE,
                                       .max = 200,
                                       .encoding = ""};

myBlobValue = myDevice->createValueBlob(&myBlobValueParameters);

Criar um value de xml​

ValueXml_t myXmlValueParameters =  { .name = "Value Xml Name",
                                     .type = "value type",
                                     .permission = READ_WRITE,
                                     .xsd = "test",
                                     .namespace = "test"};

myXmlValue = myDevice->createValueXml(&myXmlValueParameters);

Enviar um report de value​

int myInt = 123;
double myDouble = 42.7;

myNumberValue.report("987");    // You can send numbers as a string you format
myNumberValue.report(myInt);    // Report the number as an int
myNumberValue.report(myDouble); // Report the number as a double


myStringValue.report("Example string");

myBlobValue.report("A5FF2C");

Definir um value de control​

Normalmente o value de control será atualizado apenas a partir de wappsto.com, mas você pode precisar definir um valor atual ao iniciar ou em outras situações. Definir isso é semelhante a report:

int myInt = 123;
double myDouble = 42.7;

myNumberValue.control("987");    // You can send numbers as a string you format
myNumberValue.control(myInt);    // Set control as an int
myNumberValue.control(myDouble); // Set control as a double


myStringValue.control("Example string");

myBlobValue.control("A5FF2C");

Adicionar o Wappsto na sua função loop​

Para que o Wappsto possa receber dados (control, refresh e pings), ele precisa ser incluído na sua função loop do Arduino - caso contrário, você nunca receberá callbacks com dados e a conexão pode sofrer timeout.

Também é recomendado não bloquear o loop por períodos prolongados.

wappsto.dataAvailable();

Receber uma solicitação de control de value​

Você pode escolher se deseja que os dados de control sejam traduzidos para um double ou se você quer a string diretamente.

// Receive control with a number (double)
void controlNumberCallback(Value *value, double data, String timestamp)
{
    // handle control request
}

// Receive control with a string
void controlStringCallback(Value *value, String data, String timestamp)
{
    // handle control request
}

...
myNumberValue->onControl(&controlNumberCallback);
myStringValue->onControl(&controlStringCallback);

Receber uma solicitação de refresh de value (apenas value de report)​

void refreshNumberCallback(Value *value)
{
    // handle refresh request
}
...
myNumberValue->onRefresh(&refreshNumberCallback);

Obter os últimos dados e timestamp de um value​

Você pode acessar os últimos dados recebidos/enviados e o timestamp usando estas funções. Por exemplo, após um novo boot, o último estado controlado definido no Wappsto.com será recuperado, para que seu programa possa iniciar com esse estado.

Note recuperar numberData de um value vazio retornará 0;

String ctrlData = myNumberValue.getControlData();

double ctrlDataNumber = myNumberValue.getControlNumberData();

String ctrlTime = myNumberValue.getControlTimestamp();

String reportData = myNumberValue.getReportData();

double reportDataNumber = myNumberValue.getReportNumberData();

String reportTime = myNumberValue.getReportTimestamp();

Para mais exemplos, veja o código na pasta de exemplos ou veja 'File -> Examples -> Wappsto' na IDE do Arduino.

Demonstração de Detecção de Temperatura​

Aqui vamos usar o exemplo de temperatura fornecido e exibir no Wappsto como você vê abaixo:

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  • Passo 1. Depois de enviar o código, você pode ver que ele mostrou conexão bem‑sucedida em "IoT Devices" no site do Wappsto.

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  • Passo 2. Clique na coluna "Dashboards" à esquerda e selecione "Add widget"

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  • Passo 3. Esses blocos fornecidos podem exibir dados de várias maneiras, aqui escolhemos "Chart"

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  • Etapa 4. Selecione "Temperature Example" como fizemos o upload antes e clique em "Next"

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  • Etapa 5. Configure os dados exibidos. Aqui definimos os dados exibidos em "Line"

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  • Etapa 6. Depois de tudo configurado, podemos ver a saída de dados nos Dashboards

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