Arduino En Domotica g1v6

:8080 ”. Cabe destacar que el primer inicio del servicio puede llevar algo de tiempo. En la imagen 6.5, se muestra la página principal del servidor de openHAB 2, en la que se realizará una configuraci´ on inicial del servicio.

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6.3. Instalaci´ on y configuraci´ on de OpenHab2

Figura 6.5: Configuración inicial de openHAB 2.

El servicio de openHAB funciona en segundo plano, por ello, para poder controlar el funcionamiento de este se deberá de utilizar algunos comandos. • Mostrar el estado actual del servicio: $ sudo systemctl status openhab2 . service

• Iniciar en segundo plano el servicio que controla openHAB 2: $ sudo systemctl start openhab2 . service

• Reiniciar el servicio: $ sudo systemctl restart openhab2 . service

• Detener el proceso que controla openHAB: $ sudo systemctl stop openhab2 . service

Los comandos siguientes son u ´tiles para cargar el servicio en el inicio del sistema, como se mencionó anteriormente, de este modo, se arranca el servicio autom´ aticamente al encender la Raspberry.

Instalaci´ on y Configuraci´ on.

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$ sudo systemctl daemon - reload $ sudo systemctl enable openhab2 . service

Para mantener al d´ıa la instalación de openHAB puede ser recomendable la realizaci´ on de actualizaciones periódicas, más si cabe, la alternativa utilizada es la de instant´ aneas, puesto que se publican correcciones a diario. La configuraci´ on personal se mantendrá en las reiteradas actualizaciones, pero, de todos modos, es aconsejable realizar copias de seguridad de manera periódica. Para realizar la actualizaci´ on se emplearán los comandos mostrados a continuaci´ on: $ sudo apt - get update $ sudo apt - get upgrade

Para poder ver las diferentes versiones disponibles y poder realizar una elección acertada, actualizar la distribución o elegir una versión anterior (porque esta sea m´ as estable). $ sudo apt - get update $ apt - cache showpkg openhab2

Una vez se tenga elegida la versión bastará con utilizar el comando siguiente para instalarla. $ sudo apt - get install openhab2 = 2.1.0 -1

Antes de finalizar la explicaci´ on sobre la descarga e instalación de openHAB 2, es necesario saber c´ omo realizar las copias de seguridad de nuestra instalaci´ on, conservando la configuración y archivos de , para evitar posibles problemas de funcionamiento cuando este esté activo. # Detiene el servicio de openHAB $ sudo systemctl stop openhab2 . service # Prepara el directorio donde se guardar ´ a n las copias de seguridad $ BACKUPDIR ="/ srv / openhab2 - backup / openhab2 - backup - $ ( date + %Y %m %d_ %H %M % S)"

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$ mkdir -p $BACKUPDIR # $ $ $ $

Copia de seguridad de la instalaci o ´ n y configuraci ´ o n actual - arv / etc / openhab2 " $BACKUPDIR / conf " - arv / var / lib / openhab2 " $BACKUPDIR / data " rm - rf " $BACKUPDIR / data / cache " rm - rf " $BACKUPDIR / data / tmp "

# Reinicia la instancia de openHAB $ sudo systemctl start openhab2 . service

Para restaurar una copia de seguridad solo es necesario reemplazar los archivos en los directorios de instalación de openHAB. Para ello, podemos utilizar las siguientes sentencias desde la terminal de Raspbian. # Detiene el servicio de openHAB $ sudo systemctl stop openhab2 . service # Restablece los ficheros de configuraci ´ o n y proporcionan los permisos necesarios $ sudo - arv / srv / openhab2 - backup / openhab2 - backup -20160131 _235959 / conf /* / etc / openhab2 / $ sudo - arv / srv / openhab2 - backup / openhab2 - backup -20160131 _235959 / data /* / var / lib / openhab2 / $ sudo chown -R openhab / var / lib / openhab2 # Reinicia el proceso de openHAB $ sudo systemctl start openhab2 . service

6.3.2.

GUIs

El servicio de openHAB posee un servidor web, el cual escucha peticiones HTTP en el puerto 8080 y HTTPS en el 8443. La primera vez que se inicia observaremos un de control en el que tendremos diferentes opciones de configuraci´ on inicial (véase figura 6.5). Elegiremos la versión “Standard ”, que es la recomendada en la web oficial. Esta instalará tres es de control diferentes: • Paper UI: con este podemos instalar complementos a nuestro servidor, ´ para realizar la confidescubrir y configurar algunos objetos, etc. Util guraci´ on de nuestra instancia openHAB mediante una interfaz gráfica. Actualmente es un aspecto en desarrollo porque no contiene todas las funcionalidades previstas. ◦ istraci´ on de complementos: instala y desinstala complementos a openHAB.


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◦ Descubrimiento de dispositivos: incorporación de elementos o servicios disponibles en la red. ◦ Vinculaci´ on de elementos con canales: en vez de realizar la configuraci´ on de los enlaces en el fichero de definición de ´ıtems, se pueden conectar directamente canales a los elementos de manera gr´ afica.

Hay que destacar que todav´ıa se pueden definir: elementos, sitemaps (zonas configuradas del lugar en el servidor domótico), configuraciones de persistencia y reglas, desde los archivos de configuración.

Figura 6.6: “Paper UI”.

• Basic UI: desde el cual se pueden controlar los diferentes “sitemaps” creados, o diferentes zonas, y/u objetos configurados (véase figura 6.x.). Posee las siguientes caracter´ısticas: ◦ Dise˜ no adaptable para varios tama˜ nos de pantalla. ◦ Navegaci´ on AJAX. ◦ Actualizaci´ on en tiempo real.

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Figura 6.7: de control “Basic UI”.

• HAB: es una funcionalidad que permite la creación de es de control din´ amicos para los art´ıculos incorporados en el servidor.

Adicionalmente, es posible la incorporación de la interfaz de cl´ asica, “Classic UI ”. Esta hay que instalarla como complemento, y muestra la misma informaci´ on que “Basic UI ” pero haciendo uso de un aspecto diferente. Con el paso del tiempo, la comunidad va creando nuevas interfaces de que pueden ser agregadas de manera opcional. Terminada la introducción al servidor web de nuestra instancia de openHAB se proceder´ a con el análisis de la configuración y creación de sitemaps y objetos en el servidor.

6.3.3.

Configuraci´ on inicial

Para llevar a cabo una primera configuración de los dispositivos y complementos, reconocidos por el servidor, deberemos de utilizar la interfaz “Paper UI ”. Iniciada esta interfaz, se comenzará localizado en la pesta˜ na “Inbox ”. Este es el lugar donde se puede realizar el descubrimiento de nuevos elementos disponibles en la red. Para poder a˜ nadirlos, primero se deberá incorporar la vinculaci´ on o grupo correspondiente. Esta instalaci´ on se realiza en la opción “Add-ons” del men´ u izquierdo, el cual incorpora adem´ as interfaces de adicionales, opciones de persis-


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tencia, acciones y transformaciones de datos, servicios de voz e integración de sistemas de terceros.

Figura 6.8: Grupos de elementos disponibles en openHAB.

En primer lugar, se instalar´ a “Network Bindings”, con él se pueden crear algunas reglas como utilizar un actuador cuando se detecte que un dispositivo concreto se conecta a la red local, o simplemente para ver si está en l´ınea y por cuanto tiempo. Esto nos servirá para comenzar algunas pruebas de funcionamiento de openHAB y empezar a entender la metodolog´ıa de actuación. Volviendo a la pesta˜ na “Inbox ” y clicando en el botón “+”, deberá aparecernos la opci´ on instalada para descubrir los dispositivos de nuestra red. Dicho descubrimiento se realiza mediante el env´ıo de tramas ICMP. Sobre los “Things” (dispositivos) mostrados se puede actuar de diferente manera: • Agregarlos al servidor clicando en el icono de verificación. • Ignorarlo haciendo uso del ojo tachado. Esto hará que desaparezca de la lista de entradas visibles, pero podrá recuperarse haciendo clic en el bot´ on “Mostrar ignorado”. • Eliminarlo clicando en la papelera. No será visible de manera permanente hasta que se realice un nuevo proceso de descubrimiento.

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El dispositivo a˜ nadido deberá de tener una dirección IP estática, de lo contrario, aunque se encuentre en la red local, openHAB no será capaz de reconocerlo. A˜ nadiremos un dispositivo determinado y le cambiaremos el nombre por alguno que sea identificativo y haremos clic en “ADD AS THINGS ”, con lo cual quedar´ a a˜ nadido a nuestra instancia. Antes de continuar, cambiaremos una de las opciones de configuración predeterminada del sistema openHAB para facilitar el proceso de vinculaci´ on de los dispositivos a los canales. El procedimiento a seguir es: “Configuraci´ on” → “Sistema” en el men´ u de la izquierda, se deberá de buscar el apartado “Item Linking” (Vincular art´ıculo) y se activará el “modo simple”. Para salvar los cambios se deberá hacer clic en el botón “SAVE ”.

Figura 6.9: Configuración modo simple de v´ınculo.

Ahora, podremos ir a “Configuración” → “Things”, donde se encontrará el dispositivo agregado previamente. Si se hace clic en dicho objeto, podremos apreciar los posibles canales de información disponibles. En el caso de un dispositivo de red como este, tendremos: el estado; si se encuentra en l´ınea, o no, y el tiempo que lleva conectado.


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Figura 6.10: Canales de un dispositivo.

Una caracter´ıstica de especial relevancia es que los canales no están “vinculados” tras el proceso de descubrimiento, sino que vincularlos significar crear un elemento de openHAB que se encargue de representar, en este caso, el estado del dispositivo. Gracias a la activación del método simple de v´ınculo, se puede realizar esta tarea haciendo clic en el botón a la izquierda de cada uno de los canales. Para la mayor´ıa de canales, se pueden modificar algunos parámetros como: el nombre, la ubicaci´ on y las opciones vinculadas. En un dispositivo de red pueden ser modificados par´ ametros como: la dirección IP y el puerto, el tiempo de espera, el intervalo de refresco, etc. (Véase figura 6.11).

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Figura 6.11: Parámetros modificables dispositivo de red.

La informaci´ on de los canales configurados puede verse en la pesta˜ na “Control” del men´ u de la izquierda. Aqu´ı, se podrán observar los elementos para las diferentes zonas configuradas. Los canales del mismo elemento aparecer´ an juntos, recogidos bajo el nombre de dicho elemento. Un ejemplo de visualización de canales un poco más completo es el mostrado en la figura 6.12

Figura 6.12: Control de canales configurados.

Esta es la filosof´ıa seguida para la configuración de los diferentes dispositivos mediante la interfaz de “Paper UI”, por lo que el resto de elementos se configura prácticamente igual que éste.

Instalaci´ on y Configuraci´ on. •

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Definici´ on de sitemaps.

Desde la interfaz “Paper UI” se pueden controlar algunos aspectos de los objetos agregados al servidor, pero esto está muy limitado. Si se desea crear una vista propia se puede crear un “sitemaps”, el cual puede ser visualizado y controlado desde la interfaz de básica. Antes de comenzar, es necesario indicar que este proceso se realizara mediante la modificaci´ on y/o creación de algunos ficheros de configuración. La ubicaci´ on de estos es el directorio de instalación de openHAB. Tenemos: el fichero que define los ´ıtems que está localizado en la carpeta con el mismo nombre, cabe destacar que la denominación de este archivo debe de ser <nombre>.items, y por otro lado tenemos el archivo que define el sitemaps en s´ı, ubicado en la carpeta “sitemaps” y con una nomenclatura regida por una regla muy parecida a la del caso anterior, <nombre>.sitemaps.

Figura 6.13: Ficheros de configuración “´ıtems” y “sitemaps”.

Puede ser interesante crear estos archivos en el PC personal con la herramienta Eclipse SmartHome Designer, puesto que, as´ı, evitaremos posibles errores de sintaxis. Posteriormente, al copiarlos de nuevo al directorio de instalación de openHAB se deber´ a de modificar el propietario de estos, para que el servidor sea capaz de reconocerlos. Esta modificación la realizaremos con el comando: $ sudo chown -R openhab : openhab / etc / openhab2 /

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En primer lugar, tenemos el fichero “prueba.items” donde se definirán los elementos. La sintaxis a seguir es: ItemType ItemName " It e mD es cr i pt io n " < ItemIcon > { ItemToThingChannelLink }

Un aspecto de vital relevancia es el nombre de los elementos, debe de ser u ńico para cada uno de los diferentes art´ıculos y el tipo debe ser acorde al funcionamiento que queramos que tenga el elemento en nuestro servidor. Siguiendo con el ejemplo anterior, la definición del elemento, para este caso, en el que se indica la presencia de un dispositivo de red es la siguiente: Switch P r e s e n c e _ B r o t h e r _ P r i n t e r " Brother Printer " < network > { channel = " network : device :1 92.168.1 .40: online "}

El canal enlazado puede ser consultado en todo momento desde la interfaz de “Paper UI”, eligiendo el elemento y observando el ID del canal deseado. Para poder ver estos elementos desde la interfaz de básica es necesaria la creaci´ on de un sitemaps, encargada de la definición de la estructura de visualizaci´ on. La sintaxis de este fichero es bastante sencilla: sitemap sitemapsName label = " My first sitemap " { ItemType item = ItemName label = " Description of the item shown on the webpage " }

El archivo siempre tiene que comenzar con la palabra “sitemaps”, seguido del nombre asignado al mismo (debe de coincidir con el nombre del fichero), y una etiqueta que act´ ua como t´ıtulo. El bloque de elementos está acotado por llaves del tipo “{}”. La definici´ on de ItemType e ItemName debe ser el mismo que en el fichero de definici´ on y por u ´ltimo se a˜ nade una descripción para el art´ıculo que ser´ a mostrada en la interfaz gráfica. Para el ejemplo quedar´ıa tal que as´ı: sitemap prueba label =" Main Menu "{ Switch item = P r e s e n c e _ B r o t h e r _ P r i n t e r }

label =" Brother Printer "


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Por u ´ltimo, se tiene que indicar el sitemaps a utilizar. Para ello, en la interfaz “Paper UI”, tendremos que ir a “Configuration” → “Services” → “UI” → “Basic UI” → “Configure”. En la ventana emergente, buscaremos el apartado “Default Sitemaps” e indicaremos el nombre del archivo, para guardar los cambias pincharemos en “SAVE”. (Véase figura 6.14).

Figura 6.14: Configuración Sitemaps utilizado.

Finalizada esta toma de o con el método de definición de elementos en la instancia de openHAB, a continuación se explicarán la configuración del resto de elementos incorporados.

6.3.4.

Bindings

Primero se estudiar´ an los diferentes complementos agregados, los cuales pueden ser reunidos en los siguientes grupos: • Astro Binding: puede ser utilizado para obtener los niveles de radiación del sol durante el d´ıa, adem´ as de las posiciones del sol y la luna, y en funci´ on de estas, programar alguna acción. • HTTP Binding: u ´til cuando se desea enviar comandos a los elementos definidos o actualice el estado de los mismos mediante sondeos en una URL.

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6.3. Instalaci´ on y configuraci´ on de OpenHab2 • MQTT Binding: permite que openHAB act´ ue como un cliente MQTT. Utilizado para la actualización de los valores recogidos desde el sensor de la mota MQTT y para encender/apagar el LED. • Network Binding: permite comprobar los dispositivos que hay disponible actualmente en la red. Esto es posible mediante el empleo de tramas ICMP. • NTP Binding: es utilizada para mostrar la fecha y la hora, basando la actualizaci´ on en el empleo de un servidor de NTP. • Weather Binding: proporciona información del tiempo actual mediante el empleo de diferentes APIs gratuitas. • Yahoo Weather Binding: utiliza los servicios de Yahoo Weather para proporcionar información del tiempo actual.

Una vez tengamos agregados los grupos de elementos deseados, podemos proceder a la incorporación de los mismos a la instancia y su posterior configuraci´ on. En la figura 6.15 podemos observar la configuración realizada para un art´ıculo NTP, en el cual podemos configurar la zona horaria, el servidor NTP utilizado, el intervalo de refresco, etc.

Figura 6.15: Configuración de un elemento NTP.

A continuaci´ on, en la figura 6.16, podemos estudiar la configuración de un elemento del grupo Yahoo Weather, utilizado para saber la temperatura


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y humedad del exterior de nuestro hogar. La localización ha de ser configurada mediante el empleo de un identificador WOEID (Where On Earth IDentifier ), el cual es un n´ umero de referencia u ńico de 32 bits, originalmente definido por GeoPlanet y posteriormente asignado a Yahoo. En [74] podremos buscar el WOEID correspondiente a nuestra localización.

Figura 6.16: Configuraci´ on de un elemento Yahoo Weather.

6.3.5.

Integraci´ on de servicios de terceros

Adem´ as, se incorporar´ a la integración de Homekit y la nube de openHAB (apartado MISC de la pesta˜ na “Add-ons” del men´ u de la izquierda). En la figura 6.17 se puede observar la configuración utilizada para realizar la integraci´ on de Homekit en la instancia de openHAB. Se deberá de configurar el puerto de escucha y la dirección IP del servidor, además de una clave que se pedir´ a en el momento del emparejamiento entre los dispositivos.

Figura 6.17: Integraci´ on de Homekit en openHAB.

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El método de integración de Homekit, en la versión 2 de openHAB, no funciona correctamente, y puede dar fallos al reiniciar el servidor donde está instalada la instancia de openHAB. Esto es debido a un problema en el momento de instalaci´ on de “Homekit Integration”, puesto que deber´ıa de configurar una base de datos JSON y no lo realiza correctamente. El fichero creado queda incompleto y da error cuando se intenta iniciar el servicio. Para resolver este contratiempo deberemos de desinstalar “Homekit Integration” y eliminar el fichero de configuración, situado en la ruta “/var/lib/openhab2/jsondb/homekit.json”. En este punto, deberemos de realizar la instalaci´ on del complemento y configurarlo, pero antes de realizar el emparejamiento deberemos de comprobar que en el fichero “homekit.json” está correctamente la entrada que indica la dirección MAC del dispositivo. En caso afirmativo, se puede proceder con el emparejamiento de los dispositivos. Por el contrario, se tendrá que realizar este proceso una y otra vez hasta que se instale correctamente. Los ´ıtems utilizados con Homekit deben definir unas etiquetas caracter´ısticas, dependiendo del elemento de que se trate. As´ı, por ejemplo, un sensor de temperatura deberá incluir en su definición la etiqueta [“CurrentTemperature”] y un sensor de humedad [“CurrentHumidity”]. Adicionalmente, HAB. En la imagen de openHAB no es HAB y el modo de notificaciones).

podemos configurar un servicio en la nube para open6.18 podemos observar que la configuración de la nube m´ as que indicar la URL del servidor cloud de openactuación (notificación y remoto o u ńicamente


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Figura 6.18: Configuración de la nube de openHAB.

Deberemos crear un en el servidor “myopenHAB.org”, indicando un identificador UUID y una clave (secreto) caracter´ıstica de nuestro servidor. El primero puede ser encontrado en la ruta “var/lib/openhab2/uuid ” mientras que el segundo est´ a en “var/lib/openhab2/openhabcloud/secret”, aceptaremos los términos y haremos clic en “ ”. La p´ agina a la que accedemos de manera habitual, una vez tenemos la cuenta creada, debe ser algo similar a la mostrada en la imagen 6.19.

Figura 6.19: P´ agina de inicio de myopenHAB.org.

Desde este servidor podemos estudiar los eventos y notificaciones de la instancia de openHAB, as´ı como, el estado de los elementos agregados a nuestra instalaci´ on.

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Adem´ as, posee una herramienta que permite la comunicación con los dispositivos de control conectados mediante el env´ıo de notificaciones. En la figura siguiente se puede apreciar el apartado que muestra el estado de los elementos del servidor de openHAB.

Figura 6.20: Lista de elementos con estados.

6.3.6.

Configuraci´ on de MQTT

También es necesario realizar la configuración del MQTT Binding, el cual hace que openHAB act´ ue como un cliente más del protocolo MQTT. El fichero de configuración que debemos de modificar se encuentra en “/etc/openhab2/services/mqtt.cfg”. En este fichero hemos modificado las siguientes l´ıneas (modificaciones en negrita): # URL to the MQTT broker , e . g . t :// localhost :1883 or ssl :// localhost :8883 \ textbf { openhab . url = t :// localhost :1883} # Optional . Client id ( max 23 chars ) to use when connecting to the broker . # If not provided a default one is generated . \ textbf { openhab . clientId = Openhab } # Optional . id to authenticate with the broker . \ textbf { openhab . = openHAB } # Optional . to authenticate with the broker . \ textbf { openhab . pwd = openHAB }


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Una vez se ha configurado correctamente el protocolo MQTT en los ficheros de configuraci´ on, se puede proceder con la definición de aquellos elementos en los que se har´ a uso de este método de comunicación con la mota. La sintaxis seguida para la configuración de los diferentes elementos es la siguiente: Item myItem { mqtt =" < direction >[ < broker >: < topic >: < type >: < transformer >] , < direction >[ < broker >: < topic >: < type >: < transformation >] , ..."}

La direcci´ on del s´ımbolo diferencia entre mensajes entrantes y salientes: “<” para entrantes y “>” para salientes. Como ejemplo, el LED se configurar´ıa de la siguiente forma: Switch Light _H_Livin g " Light "( H_Living ) [" Lighting "] { mqtt =" >[ openhab :/ house / living / light / com : command : on :1] , >[ openhab :/ house / living / light / com : command : off :0] , <[ openhab :/ house / living / light / com / state : state : default ]"}

A continuaci´ on, se comentar´ an las configuraciones de elementos utilizadas en los archivos “prueba.items” y “prueba.sitemaps”. Para la modificación se ha seguido la sintaxis indicada en el manual de de openHAB [75]. En caso de que quiera estudiarse el contenido de estos ficheros, pueden estudiarse en el anexo B. En primer lugar, se tratar´ a el fichero que define los elementos incorporados al servidor, “prueba.items”. En este se utilizan los grupos para realizar una organizaci´ on mediante niveles, de este modo, todos los elementos serán más localizables y estar´ an mejor ordenados. Como ejemplo de definici´ on de algunos elementos se pondrá: uno que utiliza mensajes entrantes de MQTT (LED), otro que utiliza la implementación de los mensajes salientes y, por u ´ltimo, uno de los que utiliza los servicios de tiempo de Yahoo. Todos ellos están incluidos en el complemento de integraci´ on de Homekit.

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El led anterior es el que utiliza los mensajes entrantes del servidor MQTT, por lo tanto, pasaremos a aquel que utiliza una comunicación de MQTT saliente. Number T e m p e r a t u r e _ H _ L i v i n g " Temperature [ %.1 f ◦ C ]" < temperature > ( H_Living ) [" C u r r e n t T e m p e r a t u r e "] { mqtt = " <[ openhab :/ house / living / temperature / state : state : default ]"}

Por u ´ltimo, el ejemplo de los servicios de Yahoo, se han escogido ambos como elementos de temperatura para que se pueda comparar cómo se define cada tipo de manera sencilla. Number T e m p e r a t u r e _ O u t d o o r " Temperature [ %.1 f ◦ C ]" < temperature > ( Outdoor ) [" C u r r e n t T e m p e r a t u r e "] { channel =" yahooweather : weather : granada : temperature " }

El archivo “prueba.sitemaps” define la información gráfica mostrada en la interfaz de básica. Principalmente, se configura la apariencia y descripci´ on de cada grupo de elementos. Como ejemplos se ha elegido la definici´ on de los grupos de elementos y la fecha. El resto de configuración puede estudiarse, como se mencionó anteriormente, en el anexo B. Definici´ on de los grupos: Frame { Group item = H label =" House " icon =" house " Group item = Outdoor icon =" garden " }

Definici´ on de c´ omo se mostrará la fecha (el formato de visualización en s´ı es definido en “prueba.items”): Frame label =" Date " { Text item = Date }

Una vez tengamos creados los elementos que deseamos y configurada la representaci´ on de los mismos en la interfaz básica, procederemos con el u ´ltimo apartado de esta sección, la cual consiste en proporcionar mecanismos de autenticaci´ on al servidor para agregar un poco más de seguridad.


6.3.7.

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Configuraci´ on de autenticaci´ on

Para esta adici´ on se emplear´ a el servidor web Apache y un proxy inverso, con el que se redireccionar´ an los puertos de escucha. Primero de todo, se deber´ a de actualizar los repositorios de descarga para actualizar Apache e instalar sus utilidades adicionales. Para este proceso se utilizarán los comandos siguientes: $ sudo apt - get update $ sudo apt - get install apache2 apache2 - utils

Terminada la instalaci´ on, procederemos con la creación del fichero que contiene los s y contrase˜ nas, mediante la instrucción: $ sudo htwd -c / etc / apache2 /. htwd openhab

La ejecuci´ on del comando anterior pedirá que se introduzca una contrase˜ na y se crear´ a el fichero. En caso de ya existir, dicho archivo será sobrescrito. Si se desea crear m´ as s, basta con quitar el argumento “-c” al comando anterior. A continuaci´ on, se realizar´ an las modificaciones necesarias en el fichero de configuraci´ on de Apache para que realice una petición de autenticación antes de dar al contenido del servidor de openHAB. En esta parte se diferenciar´ an dos apartados, uno para el caso de utilizar el protocolo HTTP y otro para HTTPS. En primer lugar, se configurará el mediante HTTP. El archivo a modificar se encuentra en la ruta “/etc/apache2/sites-enabled/000default.conf ” y se deber´ a cambiar el contenido existente por el siguiente: < VirtualHost *:80 > Proxy / http : / / 1 2 7 . 0 . 0 . 1 : 8 0 8 0 / P r o x y P a s s R e v e r se / http : / / 1 2 7 . 0 . 0 . 1 : 8 0 8 0 / < Location / > AuthType Basic AuthName " OpenHab2 Restricted " AuthFile / etc / apache2 /. htwd Require valid -

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Esto configura el redireccionamiento del puerto 80 hacia el puerto de openHAB, 8080, una vez se haya realizado satisfactoriamente el proceso de autenticaci´ on. El paso siguiente es la habilitación de algunos módulos de Apache para que todo funcione correctamente. $ sudo a2enmod proxy proxy_http proxy_ajp rewrite deflate headers prox y_balanc er proxy_connect proxy_html xml2enc

Posteriormente, se deber´ıa de reiniciar el servicio de Apache, pero como se va a configurar el al servidor mediante HTTPS se realizará al final. La configuraci´ on de uso de HTTPS es altamente recomendable para todos los casos en los que se realice una conexión a un servidor web. En este caso, se deber´ an instalar los paquetes de “openssl ” y “ssl-cert”. Este u ´ltimo generar´ a autom´ aticamente el certificado autofirmado para el nombre de host empleado. Este certificado se encuentra en la ruta de instalación del paquete, “/etc/ssl/certs/ ”. Al igual que en el paso anterior, será necesario habilitar alg´ un m´ odulo adicional de Apache y completar el fichero de configuración. Con el comando siguiente se habilita el empleo del protocolo SSL por el servidor web Apache. $ sudo a2enmod ssl

Al archivo de configuración se deberán a˜ nadir las siguientes l´ıneas: < VirtualHost *:443 > SSLEngine on SSLCertificateFile / etc / ssl / certs / ssl - cert - snakeoil . pem S S L C e r t i f i c a t e K e y F i l e / etc / ssl / private / ssl - cert - snakeoil . key Proxy / http : / / 1 2 7 . 0 . 0 . 1 : 8 0 8 0 / P r o x y P a s s R e v e r se / http : / / 1 2 7 . 0 . 0 . 1 : 8 0 8 0 / RequestHeader set X - Forwarded - Proto " https " env = HTTPS < Location / > AuthType Basic AuthName " OpenHab2 Restricted " AuthFile / etc / apache2 /. htwd Require valid -


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En este caso se realiza el redireccionamiento del puerto 443 (utilizado para HTTPS) hacia el puerto de openHAB, 8443, comprobando el y contrase˜ na introducida y los archivos del certificado para SSL. El u ´ltimo paso para tener toda la configuración operativa consiste en reiniciar el servicio de Apache mediante el empleo de alguno de los comandos siguientes: $ sudo service apache2 restart $ sudo systemctl restart apache2 . service

Ahora podemos comprobar el funcionamiento en cualquier navegador web y utilizando las siguientes URLs siguientes, dependiendo del tipo de conexión que se desee establecer: http:// ó https:// (desde la red interna). http://garciasoria.ddns.net ´ o https://garciasoria.ddns.net (desde una red externa, la configuraci´ on de un DNS dinámico se verá en la sección 6.6).

(a) Petici´ on de autenticación en conexión HTTP.

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(b) Petici´ on de autenticación en conexión HTTPS.

Figura 6.21: Autenticación frente al servidor web de openHAB. No se puede terminar este apartado sin mencionar que openHAB dispone de una consola de istración, con la cual se puede monitorizar en tiempo real el registro de log, istrar los paquetes y ejecutar al instante algunos comandos. Es posible acceder a ella mediante una conexión SSH al puerto 8101 de “localhost”. Usaremos el comando mostrado a continuación: $ ssh -p 8101 o p e n h a b @ l o c a l h o s t

Las credenciales por defecto son, → openhab, Contrase˜ na → habopen.


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Figura 6.22: Consola de istración de openHAB.

6.4.

Configuraci´ on Arduino IDE - NodeMCU

En esta secci´ on se recoger´ a c´ omo se realiza la configuración inicial del IDE de Arduino para poder utilizarlo en la programación del sketch de la mota, y cargarlo a la placa NodeMCU. En este proyecto se utiliz´ o el entorno de desarrollo de Arduino para programar el ejemplo de mota inteligente. Para poder utilizar Arduino IDE en la programaci´ on del sketch del proyecto, deberemos de configurar un plugin adicional, mediante el cual el entorno de programación de Arduino sea capaz de reconocer las placas compuestas por el chip ESP8266. Antes de nada, deberemos tener Arduino IDE, como nuestro entorno de desarrollo. En caso contrario, podremos descargarlo en [59], eligiendo la opción adecuada para nuestro sistema operativo. Ejecutamos el IDE de Arduino y si vamos a “Herramientas”→ “Placa”, podremos observar c´ omo no est´ an disponibles las diferentes opciones para programar el chip ESP8266. Para habilitarlo, deberemos de seguir los pasos descritos en [76]. En las opciones superiores elegiremos “Archivo en el desplegable que aparece tendremos que buscar “Preferencias hacer clic en ella, para que se abra una nueva ventana emergente donde podemos encontrar toda la configuraci´ on referente al entorno de programación. 2

2

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6.4. Configuraci´ on Arduino IDE - NodeMCU

(a) Preferencias de Arduino IDE.

(b) Gestor de URLs de tarjetas adicionales.

Figura 6.23: Configuración Arduino IDE.


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En la ventana de preferencias deberemos de buscar el apartado del ‘Gestor de URLs Adicionales de Tarjetas’, como podemos apreciar en la imagen 6.23b. Se puede escribir directamente en el campo habilitado para ello, separando las diferentes URLs mediante comas o haciendo clic en el botón a la derecha de este campo. La URL que necesitamos introducir en este caso es: http://arduino.esp8266.com/stable/package esp8266com index.json Una vez hayamos a˜ nadido de manera satisfactoria el repositorio de placas de desarrollo basadas en el ESP8266, podremos gestionarlas, instalando o desinstalando algunas versiones. Para proceder con la instalación de estas deberemos de ir a “Herramientas”→ “Placa”→ “Gestor de tarjetas”, se abrir´ a una ventana emergente, en la cual podremos filtrar las tarjetas mostradas por diferentes campos: las que se puedan actualizar, las placas de Arduino o certificadas por ellos, etc. Pero, en nuestro caso, realizaremos una b´ usqueda por nombre, donde escribiremos “esp8266 ”. Se obtendrá un resultado que consta de aquellas placas de desarrollo soportadas por la comunidad ESP8266, entre las cuales se encuentra la que a nosotros nos incumbe, la NodeMCU. Para a˜ nadirla a nuestro entorno deberemos de elegir la versión deseada y haremos clic en el bot´ on “Instalar ”. Posteriormente, deberemos de elegir la placa de desarrollo que deseemos utilizar. Para ello, deberemos de ir a “Herramientas” → “Placa”, y navegar a través del desplegable, donde elegiremos, en nuestro caso, NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module). En la figura 6.25 podemos observar el procedimiento de manera visual.

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6.4. Configuraci´ on Arduino IDE - NodeMCU

(a) Gestor de tarjetas.

(b) B´ usqueda de tarjetas esp8266.

(c) Elección de NodeMCU en Arduino IDE.

Figura 6.24: Instalación y elección de tarjetas adicionales.


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Teniendo elegida la placa a utilizar, podremos observar alguna información de la misma, como: el tipo de comunicación, la frecuencia de U, memoria flash y la velocidad de subida de los datos. Además, se deberá de comprobar que el puerto de comunicación detectado es el correcto. En el apartado “Port: COMx ”, se indica el n´ umero de puerto asignado por el ordenador a dicha comunicaci´ on serial. Asimismo, podemos corroborar que se trata de ese y no otro, empleando la utilidad “ de dispositivos” del sistema Windows.

(a) Informaci´ on de la placa en Arduino IDE.

(b) Puerto de comunicación de NodeMCU visto desde el de dispositivos.

Figura 6.25: Instalaci´ on y elección de tarjetas adicionales.

106

6.5. Dise˜ no y programaci´ on de la mota MQTT

Una vez hayamos realizado todos estos pasos para la correcta configuraci´ on del entorno de programación de Arduino, podremos comenzar su utilizaci´ on con la placa de desarrollo NodeMCU, mediante algunas pruebas b´ asicas, con el empleo de los ejemplos incorporados en las propias librer´ıas a˜ nadidas.

6.5.

Dise˜ no y programaci´ on de la mota MQTT

En esta secci´ on del cap´ıtulo se recogerá el análisis de la mota ejemplo de MQTT utilizada en este proyecto, en él se mostrará la estructura de esta con la ayuda de Fritzing y se comentará el sketch cargado en el NodeMCU para que funcione correctamente. En primer lugar, se enumerarán los elementos que componen la mota y posteriormente se estudiará el sketch programado con Arduino. El ejemplo est´ a compuesto principalmente por: el NodeMCU, como unidad de control, un sensor de temperatura y humedad DHT22 y un led con una resistencia de 330Ω. En la imagen 6.26 podemos ver la distribución de los diferentes elementos de la mota.

Figura 6.26: Esquemático mota MQTT.

A continuaci´ on, podremos estudiar el sketch realizado con Arduino IDE, el cual se encarga de configurar el NodeMCU (a medida que se explica el funcionamiento de cada parte se incluirán extractos del código), realizar la conectividad a la red local mediante una comunicación Wi-Fi, y al servidor de ThingSpeak para enviar y analizar los datos del sensor, y por u ´ltimo, se encarga de leer los datos de sensores y comunicaciones MQTT.


107

El funcionamiento del programa es simple, se realiza la lectura del sensor, tanto temperatura como humedad, y se env´ıan los datos con MQTT al servidor de OpenHAB. Desde el cliente de OpenHAB se enviarán los valores “ 0 (OFF) / 1 (ON)” con este protocolo a un ‘topics’ determinado. El sketch realiza una lectura peri´ odica de este “topics”, en el caso de recibir el valor 0, se apaga el led poniendo en bajo el pin digital al cual está conectado al ánodo, la patilla larga. Por el contrario, si se recibe un 1, se pondrá el pin en alto y se encender´ a el led. Esta actividad se lleva a cabo en forma de bucle. Primero de todo, deberemos a˜ nadir las librer´ıas necesarias que en este caso son ESP8266WiFi, WiFiClient, DHT, PubSubClient, y definir los pines GPIO del NodeMCU a utilizar por cada elemento. En el caso del pin utilizado por el sensor DHT22, se deberá especificar el tipo de DHT de que se trata...

Definici´ on de pines NodeMCU

1 2 3

/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ DHT22 Sensor ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/ #define DHTPIN 4 #define DHTTYPE DHT22

4 5 6

/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ LED ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/ #define LED 5

Antes de comenzar con las diferentes funciones programados, se deben establecer las variables empleadas de manera global. En el código siguiente, podemos ver la definici´ on de las constantes necesarias y el cliente WiFi. En primer lugar, tenemos aquellas utilizadas para la conexión WiFi de la red local y las relacionadas con el servidor MQTT, que son la dirección IP, el puerto de escucha y el y contrase˜ na. Como se explicó en la sección 6.2, estos valores ser´ an u ´tiles debido al proceso de autenticación incorporado al servidor. También, es necesario definir el servidor de ThingSpeak y la clave del canal utilizado en este, puesto que es la manera de identificar a donde enviar los datos.

108


En segundo lugar, podemos apreciar que se define el cliente MQTT de la librer´ıa PubSubClient, pero antes se debe definir la función “callback ”, puesto que, de lo contrario, lanzar´ıa un error al compilar. Además, se realiza la definici´ on del sensor DHT empleado, con los valores especificados anteriormente. Por u ´ltimo, se incluyen dos variables temporales, utilizadas para realizar lecturas del sensor cada 5 segundos.

Definici´ on de constantes

1 2 3

/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ WiFi Access Point ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/ const char∗ ssid = ”SSID WIFI” ; const char∗ = ” WIFI” ;

4 5 6 7 8 9 10 11

WiFiClient espClient; /∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ MQTT Server ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ ∗/ // IP Address of your MQTT Server const byte mqtt server[] = { 192, 168, 1, 150 }; const int mqtt server port = 1883; const char∗ MQTT = ”openHAB”; const char∗ MQTT = ”openHAB”;

12 13 14 15

/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ ThingSpeak ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/ const String apiKey = ”DCJLP1UI7UXBNAFD”; const char∗ server = ”api.thingspeak.com”;

16 17 18 19 20

/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ MQTT client ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/ // Define function callback MQTT void callback(char∗ topic, byte∗ payload, unsigned int length); PubSubClient mqttClient(mqtt server, mqtt server port, callback, espClient);

21 22 23

/∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ DHT Sensor ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗/ DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

24 25

float hum, temp;

// Valores leidos del sensor

26 27 28 29

// Almacena el valor de tiempo en la ultima lectura unsigned long previousMillis = 0; const long interval = 5000;// Intervalo entre lecturas del sensor

Una vez terminada la explicación de las variables y constantes definidas, se proceder´ a al an´ alisis de los diferentes métodos empleados en la consecuci´ on de cada una de las tareas programadas para esta mota de MQTT.


109

Se comenzar´ a con el método “callback()”, encargado de controlar cuándo se recibe un nuevo mensaje en alguna de las suscripciones creadas por el cliente MQTT utilizado. En el monitor serie de Arduino IDE se muestra que ha llegado un mensaje al “topic” pasado por referencia. Además, se muestra, car´ acter a car´ acter, el mensaje recibido mediante el empleo de un bucle. Finalmente, se realiza una comparación del mensaje entrante con dos opciones “0/1 ” para proceder con el apagado/ encendido de un LED.

Lectura del canal MQTT

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void callback(char∗ topic, byte∗ payload, unsigned int length){ Serial.print(”Message arrived [”); Serial.print(topic); Serial.print(”] ”); for (int i = 0; i < length; i++) { Serial.print((char)payload[i]); } Serial.println();

9

//Comprueba los mensajes recibidos en el canal de MQTT para controlar un LED Serial.println(strcmp(topic,”house/living/light/com”)); if(strcmp(topic,”/house/living/light/com”)==0){ if ((char)payload[0] == ’0’ ) { // Apaga el LED cuando se recibe un 0 en el ”topic” digitalWrite(LED, LOW);

10 11 12 13 14 15 16

// Enciende el LED cuando se recibe un 1 en el ”topic” digitalWrite(LED, HIGH);

17 18

}

19

}

20 21

}

El método “wifiConnect()” es utilizado para realizar la conexión a la red local, es necesario el empleo de las constantes que contiene el SSID y la contrase˜ na. Se ir´ a mostrando el progreso de la conexión en el monitor serie. Esta funci´ on principalmente entra en un bucle while, cuya condición consiste en comprobar el estado de la conexión wifi hasta que pasa a estado “conectado”. Finalmente, se muestra la dirección IP asignada al NodeMCU.

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Funci´ on de configuración Wi-Fi

1 2

void wifiConnect() { WiFi.begin(ssid, );

3

Serial.println(); Serial.println(); Serial.print(”Connecting to ”); Serial.println(ssid);

4 5 6 7 8

while (WiFi.status() != WL CONNECTED) { delay(500); Serial.print(”.”); } Serial.println(””); Serial.println(”WiFi connected”); Serial.println(”\n\rESP8266 && DHT22 based temperature and humidity sensor working!”); Serial.print(”\n\rIP address: ”); Serial.println(WiFi.localIP());

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

}

Una vez se esté conectado a la red local, podremos realizar la conexión con el servidor de MQTT. Para ello, tendremos que utilizar la función “void reconnect()”, el funcionamiento es sencillo, se basa en la ejecución de un bucle hasta que el cliente de MQTT esté conectado al servidor. Posteriormente, comprobar´ a la condición de conexión con el y la contrase˜ na deseados. En caso afirmativo, se realiza una suscripción al “topic” utilizado para el env´ıo y recepción de toda la información. Por el contrario, si la comunicaci´ on es fallida se esperarán 5 segundos antes de reintentar la vinculaci´ on.

Funci´ on para conectar o reconectar al servidor MQTT

1 2 3 4 5 6

void reconnect() { // Bucle hasta que estemos conectados con el servidor while (!mqttClient.connected()) { Serial.print(”Attempting MQTT connection to ”); Serial.print(”192.168.1.150”); Serial.print(” −−> ”);

7 8 9 10 11

// Intento de conexion if (mqttClient.connect(”ESP8266”,MQTT,MQTT)) { Serial.println(”connected”); mqttClient.subscribe(”/house/living/#”);


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} else { Serial.print(”failed, rc=”); Serial.print(mqttClient.state()); Serial.println(” try again in 5 seconds”);

12 13 14 15 16

// Espera de 5 segundos antes de reintentar delay(5000);

17 18

}

19 20 21

} }

Otra funci´ on relevante en el funcionamiento de la mota es “void mqttPublish()”, encargada de controlar que las mediciones del sensor DHT22 se realicen con un intervalo superior a 5 segundos. Estos datos se almacenan en una array de caracteres, que será convertido a tipo String para poder realizar la publicaci´ on de esta información en el “topic” indicado. Siempre que se ejecute este método, finaliza actualizando el valor de tiempo de la u ´ltima medici´ on, para comprobar el intervalo entre lecturas en siguientes ejecuciones.

Funci´ on para publicar datos en el servidor

1 2 3 4 5 6

void mqttPublish() { // Espera al menos 5 segundos entre mediciones, si la diferencia entre // el tiempo actual y el tiempo de la ultima lectura del sensor es mayor // que el intervalo configurado, se realiza una nueva lectura unsigned long currentMillis = millis(); char temp str[7],hum str[7];

7 8 9 10

if(currentMillis − previousMillis >= interval) { previousMillis = currentMillis; readDHT22(); // datos leidos del DHT22

11

// Convierte los valores de temperatura y humedad a cadena de caracteres dtostrf(temp,4,3,temp str); dtostrf(hum,4,3,hum str);

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// Envio de datos con MQTT Serial.println(”DTH sensor read and transmitted”); mqttClient.publish(”/house/living/temperature/state”,temp str); mqttClient.publish(”/house/living/humidity/state”,hum str); // Guarda el valor de la ultima lectura previousMillis = millis();

16 17 18 19 20 21 22 23

} }

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El método “void readDHT22()” es utilizado para la lectura de los datos de temperatura y humedad del sensor. Además, se utiliza el led, incluido en la placa de desarrollo empleada, para indicar los instantes de tiempo en los que se est´ an realizando las diferentes mediciones. Puesto que se trata de una comunicaci´ on con un sensor, se ha incorporado un condicional que compruebe que se han le´ıdo correctamente dichos datos. En el monitor serie, podremos comprobar aquellas veces que no se han registrado correctamente los datos del sensor.

Funci´ on para leer valores del sensor DHT22

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void readDHT22() { Serial.println(”Reading data from DHT22...”); // Reading temperature for humidity takes about 250 milliseconds! // Sensor readings may also be up to 2 seconds ’old’ (it’s a very slow sensor) digitalWrite(LED BUILTIN, LOW); hum = dht.readHumidity(); // Read humidity (percent) temp = dht.readTemperature(); // Read temperature as Celsius delay(1000); digitalWrite(LED BUILTIN, HIGH);

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// Check if any reads failed and exit early (to try again). if (isnan(hum) || isnan(temp)) { Serial.println(”Failed to read from DHT sensor!”); return; }

11 12 13 14 15 16

}

Adicionalmente, se define un método para publicar los datos obtenidos con el DHT22 en el servidor ThingSpeak, esta función es “publishThingSpeak()”. El funcionamiento es sencillo, lo principal es comprobar que el cliente MQTT est´ a conectado al servidor “api.thingspeak.com”. La conexión es posible tanto al puerto 80 (HTTP) como al 443 (HTTPS). Se genera una cadena de caracteres con el formato “ApiKey+Temperatura+Humedad ”. Para enviar el mensaje se genera un paquete de tipo POST, del protocolo HTTP. El env´ıo de los datos se realiza mediante la función “print()”. La ejecución finaliza cerrando la conexión con la función “stop()”. Estos u ´ltimos métodos pertenecen a la librer´ıa “WiFiClient”. En caso de no conectarse al servidor, por el monitor serie se muestra el mensaje “Connection failed” y se termina la ejecución de esta función mediante un “return”.


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Funci´ on para publicar datos en ThingSpeak

1 2 3 4 5 6 7 8

void publishThingspeak(){ if (espClient.connect(server,80)) { // thingspeak.com String postStr = apiKey; postStr +=”&field1=”; postStr += String(temp); postStr +=”&field2=”; postStr += String(hum); postStr += ”\r\n\r\n”;

”184.106.153.149” or api.

9

espClient.print(”POST /update HTTP/1.1\n”); espClient.print(”Host: http://api.thingspeak.com\n”); espClient.print(”Connection: close\n”); espClient.print(”X−THINGSPEAKAPIKEY: ”+apiKey+”\n”); espClient.print(”Content−Type: application/x−www−form− urlencoded\n”); espClient.print(”Content−Length: ”); espClient.print(postStr.length()); espClient.print(”\n\n”); espClient.print(postStr);

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Serial.print(”Temperature: ”); Serial.print(temp); Serial.print(” degrees Celcius Humidity: ”); Serial.print(hum); Serial.println(” % send to Thingspeak”); }else{ Serial.println(”connection failed”); //return; } espClient.stop();

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

}

Se finalizar´ a la explicaci´ on de los métodos con las funciones propias de Arduino IDE, “void setup()” y “void loop()”. La primera de ellas es utilizada para configurar el funcionamiento de la placa programada, en nuestro caso el NodeMCU v1.0, y la segunda es utilizada para crear el bucle infinito, donde se realizan las tareas deseadas. En nuestro proyecto, el método “void setup()” es utilizado para definir como salidas los pines empleados en los led. Uno de los led será el actuador domótico de la mota mientras que el otro, el led integrado en el NodeMCU, será un indicador de los instantes cuando se están leyendo los valores del sensor DHT22. Adem´ as, se indicar´ a la velocidad de comunicación de la placa de desarrollo y se iniciar´ a el sensor DHT22 incorporado al esquemático. La función finaliza configurando la conexión WiFi mediante la utilización del método “void wifiConnect()”.

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Por u ´ltimo, se asignan los valores utilizados para la conexión de la mota al servidor de MQTT que son la dirección IP y el puerto de escucha. Para ello, se emplear´ a la funci´ on “setServer(server, port)” de la librer´ıa PubSubClient.

Funci´ on con la configuracion inicial de la placa

1 2 3

void setup(void) { pinMode(LED BUILTIN, OUTPUT); pinMode(LED, OUTPUT);

4

Serial.begin(115200); // Establece la velocidad de la comunicacion con la placa delay(10); dht.begin(); // Inicia el sensor DHT

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wifiConnect();

9

// Configura la conexion WiFi en la red local

10

mqttClient.setServer(mqtt server, mqtt server port); // Fija los detalles del servidor de MQTT

11 12

}

Una vez se han configurado los diferentes parámetros de la placa de desarrollo, se proceder´ a con el método “void loop(void)”, el cual act´ ua como un bucle infinito que realiza todas las tareas programadas de modo repetitivo. Para comenzar el bucle, se debe de comprobar que la mota está conectada con el servidor, en caso de que no sea as´ı, se utiliza la función “reconnect()” para establecer dicha conexión. Para realizar la publicación de los datos recogidos se utilizará la función “mqttPublish()”, seguido de un peque˜ no retardo de un segundo. Este delay es introducido para controlar el funcionamiento de todos los elementos de manera exitosa. Para finalizar el ciclo, se llama al método “loop()” de PubSubClient, mediante el cual se permite al cliente de MQTT procesar los mensajes entrantes y mantener activa la conexión. Funci´ on de bucle infinito

1 2 3

void loop(void) { // Comprueba si el cliente MQTT se ha conectado, si no reconecta if (!mqttClient.connected()) {


reconnect(); } mqttPublish(); delay(1000);

4 5 6 7

115

// Publica los datos con el protocolo MQTT

8 9 10

mqttClient.loop(); }

Cuando se tenga terminado el sketch, no hay más que compilarlo y subirlo a la placa para que se comience a ejecutar en forma de bucle. Para monitorizar el funcionamiento podemos utilizar la funcionalidad del monitor serie de Arduino IDE, como se ha mencionado en m´ ultiples ocasiones.

6.6.

Configuraci´ on adicional

Como u ´ltima parte de este cap´ıtulo, se recogerá la configuración necesaria para acceder desde cualquier lugar a los diferentes servicios desplegados en una red interna, es decir, apertura de puertos y configuración del servidor DDNS para el modelo de router utilizado. En primer lugar, deberemos destacar que el router usado, durante la realización de la configuraci´ on expuesta a continuación, es uno de los proporcionados por la compa˜ n´ıa Movistar, en concreto, Mitrastar HGW-2501GN-R2. Toda la informaci´ on referentes a este gateway puede ser encontrada en [77].

116

6.6. Configuraci´ on adicional

Figura 6.27: Router Mitrastar HGW-2501GN-R2.

En la red local, donde se ha realizado el despliegue del sistema domótico ejemplo, tendremos que configurar el mapeo de puertos para que se redireccionen las peticiones realizadas al nombre de dominio del router, hacia la direcci´ on IP privada que utiliza la Raspberry Pi, y la utilización de DNS din´ amico para que automáticamente se cambie la dirección IP p´ ublica vinculada el nombre de dominio asignado al router, en caso de que el proveedor de Internet la modifique. En primer lugar, se explicará el procedimiento de creación de una cuenta No-IP, el cual es un proveedor de servicios de DNS dinámico, y, as´ı, tener a los diferentes servicios desplegados en la red interna, aunque se modifique la direcci´ on IP p´ ublica del router.


(a) P´ agina principal del sitio web de No-IP.

(b) Centro de control de Hostnames.

(c) Nombres de dominio vinculados a la cuenta de .

Figura 6.28: Sitio web de No-IP y opciones de control de DNS.

117

118


Para comenzar, deberemos de ir al sitio web de No-IP, el cual podremos encontrar en [78]. Para registrarnos haremos clic en la opción ’’, donde rellenaremos los datos solicitados eligiendo el hostname deseado. Para poder ver los hostname vinculados a nuestra cuenta tendremos que pinchar en “Dynamic DNS ”. Aqu´ı, tendremos la opción de agregar un nuevo nombre de dominio. Para finalizar la configuración del DNS dinámico, deberemos de configurar el router. En el caso de que nuestra IP p´ ublica haya sido modificada deberemos de actualizar la IP del nombre de dominio de nuestro gateway. Por ello, introduciremos los datos necesarios de No-IP, y la información referente al dominio ser´ a actualizada de manera automática. En la pantalla principal del configurador del router Mitrastar utilizado deberemos de ir a “Configuración de la red” → “DNS”, aqu´ı, seleccionaremos el proveedor del servicio de DNS dinámico, y completaremos los campos de nombre de dominio, y contrase˜ na. Este proceso se finalizará pinchando en el bot´ on “Aplicar”. La configuración realizada, en nuestro caso, se observa en la imagen 6.29

Figura 6.29: Configuración DDNS en el router.

En caso de que nuestro router no tenga la opción de configurar DNS din´ amico con el proveedor No-IP, tenemos la opción de instalar la aplicaci´ on de este servicio en los sistemas operativos. En su web podremos elegir el sistema utilizado y seguir los pasos indicados para su instalación y configuraci´ on. De este modo, también se realizará una actualización de la dirección IP p´ ublica de nuestra puerta de enlace.


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Posteriormente, deberemos de realizar la configuración relacionada con el mapeo de puertos del router, para que las peticiones dirigidas a un puerto concreto del router sean redireccionadas al puerto establecido de un dispositivo de la red local. Para ello, en el router Mitrastar empleado, deberemos de ir a “Configuración de la red” → “NAT” → “Port Forwarding”, pincharemos en “A˜ nadir nueva regla” y aparecer´ a una ventana emergente con los campos a rellenar. En la imagen 6.30a se muestra un ejemplo de configuración del puerto 80, en el cual est´ a alojado el servidor web de OpenHAB.

(a) Configuraci´ on de un puerto del router.

(b) Puertos configurados en el gateway local.

Figura 6.30: Configuración del reenv´ıo de puertos.

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En la figura 6.30b, podemos estudiar los diferentes puertos configurados para la red en la que se han desplegado los diferentes servicios. Los puertos 80 (HTTP) y 443 (HTTPS) son empleados para la conexión con el servidor web de OpenHAB, y aunque, este realice las escuchas en los puertos 8080 (HTTP) y 8443 (HTTPS), como se ha mencionado con anterioridad, se configura un proxy para incorporar algo más de seguridad al servicio. Además, se utilizará el puerto 44380 para emplear una red VPN, es la opción más recomendada, en posibles conexiones desde el exterior (se definirá una regla tanto para UDP como T). Por u ´ltimo, se detallará el procedimiento seguido para la configuración de una red VPN haciendo uso de la Raspberry. Esta configuración se realizará con PiVPN, una herramienta que hace uso de OpenVPN, solo que está optimizado para este sistema empotrado. Siguiendo la explicación de [79], el primer comando a utilizar para iniciar la instalaci´ on es: $ curl -L https :// install . pivpn . io | bash

Antes de comenzar con la instalación de OpenVPN, el sistema operativo comprueba que esté actualizado, para, en caso contrario, realizar la pertinente acci´ on. El primer aviso recibido nos indica que la Raspberry se convertir´ a en un servidor de OpenVPN, por lo que la dirección IP de nuestro sistema debe ser est´ atica, tanto dentro de nuestra red local como en el exterior. Por lo tanto, deberemos de emplear la dirección DDNS configurada anteriormente. En pasos posteriores deberemos de elegir la interfaz de red que proporciona Internet al servidor, reconociendo la dirección IP de esta como la direcci´ on est´ atica del servidor VPN. Más adelante deberemos de elegir un del sistema operativo y se nos recomienda habilitar las actualizaciones no-atendidas, debido a la exposición al exterior del servidor. Otro aspecto importante es elegir adecuadamente el protocolo de transporte, T o UDP, que será empleado en las comunicaciones por nuestro t´ unel VPN y el puerto en el que se realizarán escuchas. Por defecto es el 443, pero como nosotros ya lo tenemos en uso, emplearemos el 44380.


121

En este punto, la instalaci´ on nos solicita el tama˜ no de clave de encriptación deseado, el asistente recomienda 2048-bits, por lo que elegiremos esta opción. El proceso de creaci´ on de claves puede tardar un poco. Una vez haya finalizado la generación de las claves, el programa preguntará la forma de acceder al servidor VPN, como lo queremos para realizar conexiones desde el exterior y tenemos que evitar posibles cambios de la dirección IP p´ ublica de nuestra puerta de enlace, emplearemos la opción “DNS Entry”, para configurar la dirección DDNS de No-IP utilizada. Seguidamente, el asistente nos pedirá que elijamos la opción de servidor DNS para realizar la resoluci´ on de nombres en Internet, elegiremos los dos servidores de Google sugeridos, 8.8.8.8 y 8.8.4.4. Finalmente, el asistente de configuración nos informa de cómo crear s y la ubicaci´ on del directorio de instalación, dando paso al u ´ltimo mensaje que pide el reinicio del sistema. Una vez haya finalizado el reinicio, deberemos de crear al menos un , para ello utilizaremos el comando: $ pivpn add

Se pedir´ a que introduzcamos un nombre de y la contrase˜ na, el comando empleado crear´ a los certificados y claves para el . Se creará un fichero de extensi´ on “.ovpn”, el cual deberá ser cargado en el cliente para poder conectarse al servidor. En el fichero de configuraci´ on “/etc/openvpn/server.conf ”, podremos configurar el conjunto de direcciones IP utilizadas en la red virtual. El u ´ltimo paso, antes de poder conectar los dispositivos a la red VPN es configurar el reenv´ıo de tr´ afico y el enmascaramiento de los s. Para configurar el reenv´ıo de paquetes bastará con buscar la l´ınea “#net.ipv4.ip forward=1 ” en el fichero “/etc/sysctl.conf ” y eliminar la almohadilla. Hay que destacar que para cargar los cambios deberemos de utilizar el comando:

$ sysctl -p

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El enmascaramiento de los s se realiza, de manera sencilla, creando una nueva regla en iptables con la orden:

$ iptables -t nat -A POSTROUTING -s 1 9 2 . 1 68 . 1 . 2 4 0 / 2 9 -o wlan0 -j MASQUERADE

Para el caso del cliente de Windows, basta con ejecutar el cliente OpenVPN y seleccionar “Import File”. Elegiremos el fichero de extensión “.ovpn” anterior y clicaremos en “Connect”. Se pedirá la contrase˜ na y, cuando la compruebe, realizar´ a la conexión, asignándonos una dirección IP de la red configurada. En la imagen 6.31 se puede observar la salida del comando “ipconfig”, donde podemos observar la dirección IP de la VPN asignada a la interfaz WiFi del PC.

Figura 6.31: Utilización de VPN configurada en Windows.

Para el caso de conectarnos mediante el cliente de iPhone, mediante iTunes, tendremos que transferir el fichero ovpn generado. Para incluirlo tendremos que seleccionar la aplicación del cliente OpenVPN y en la parte inferior observaremos el botón “A˜ nadir archivo”.


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Finalmente, en el dispositivo móvil tendremos que elegir el fichero de configuraci´ on e introducir la contrase˜ na y para realizar la conexión pincharemos en el bot´ on “Conectar ”. El cliente de OpenVPN proporciona una serie de detalles de la conexi´ on como puede ser la dirección IP, el tiempo de conexión y el tr´ afico de datos que ha pasado por el t´ unel establecido. En la figura 6.32 podemos observar una captura de una conexión recién establecida.

Figura 6.32: Conexi´ on a red VPN mediante cliente iOS.

Cap´ıtulo 7

Fase de pruebas Este cap´ıtulo congrega todas las pruebas realizadas al despliegue llevado a cabo en el presente proyecto. Estas comprobaciones han servido para examinar el comportamiento de cada una de las partes de la que consta la instalaci´ on. Durante el desarrollo de la instalación y configuración de cada uno de los servicios se han realizado pruebas suficientes para declarar el correcto funcionamiento de los mismos, de tal modo que ante posibles fallos, estuvieran acotado de la mejor manera posible. En el despliegue realizado deberemos de tener en cuenta el funcionamiento tanto de los diferentes clientes como del servidor. Las pruebas han sido realizadas con el PC personal, utilizado en todo el proyecto (HP Envy 15), un iPhone 6s Plus, como cliente con sistema operativo iOS, y una tablet BQ Aquaris M10, como sistema Android. Otras pruebas serán realizadas desde el empotrado donde se ha realizado el despliegue de los diferentes servicios. Las pruebas realizadas han sido principalmente para comprobar el funcionamiento e interacci´ on entre el servidor y los clientes (tanto para dispositivos iOS como Android), la correcta comunicación entre dispositivos, la aplicaci´ on satisfactoria de las medidas de seguridad incorporadas, la correcta creaci´ on del t´ unel para las comunicaciones mediante la red VPN, y la validaci´ on de los mecanismos de autenticación de s antes de acceder a la informaci´ on proporcionada por la instancia de openHAB.

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126 En primer lugar se comprobó el funcionamiento de las aplicaciones cliente para dispositivos iOS y Android. Para ello, bastó con realizar la descarga y ejecuci´ on de estas. La actividad de las aplicaciones puede comprobarse con el uso de un sitemaps de demostración proporcionado por openHAB.

Figura 7.1: Demo de sitemaps de openHAB.

Realizada esta validación podremos proceder con la comprobación de la comunicaci´ on entre las aplicaciones cliente y el servidor desplegado en la Raspberry. En esta ocasión deberemos tener en cuenta dos aspectos importantes, el lugar desde donde se pretende conectar al servidor, es decir, una conexi´ on desde dentro de la red local o desde cualquier lugar externo, y si la comunicaci´ on se realiza utilizando HTTP o HTTPS. Esto deberemos de tenerlo en cuenta a la hora de configurar la dirección IP o el nombre de dominio donde se encuentra la instancia de openHAB. (Si se realiza la conexión mediante la VPN creada, se empleará la misma URL en ambos casos).

Fase de pruebas

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Figura 7.2: Conexi´ on con nuestra instancia de openHAB.

Posteriormente, cuando se incorporó a la instalación el mecanismo de autenticaci´ on de s, se realizaron algunas comprobaciones, en las cuales, si no se introduc´ıa un y contrase˜ na correcta se volv´ıa a pedir reiterativamente hasta que fuese la apropiada. En el caso de cancelar la petición de nombre de y contrase˜ na se recib´ıa por pantalla el mensaje mostrado en la figura 7.3.

Figura 7.3: Error durante autenticación por incorrecto.

Otro servicio utilizado en este proyecto ha sido un bróker de MQTT, por lo que también fue necesario validar que realizaba su actividad de manera

128 satisfactoria. Para ello, se ha utilizado la aplicación MQTTLens del navegador Google Chrome y el propio cliente de Mosquitto, utilizado desde la Raspberry. En la primera figura 7.4a podemos apreciar el registro de datos enviados al br´ oker MQTT desde la mota ejemplo, visualizados desde MQTTLens. Adem´ as en la figura 7.4b podemos ver la actividad del bróker con el cliente de Mosquitto.

(a) Actividad de bróker MQTT visualizado con MQTTLens.

(b) Actividad de br´ oker MQTT visualizado con cliente de Mosquitto.

Figura 7.4: Validación bróker MQTT.

Cuando se pretenda realizar una comunicación más segura se tiene disponible la opci´ on de usar una red VPN, en la Raspberry hemos comprobado que se ha creado una interfaz virtual “tun0”, con la dirección IP “192.168.1.241”, puesto que como se explicó anteriormente se emplea la red virtual “192.168.1.240/29”. La comunicación a través de la red VPN se puede apreciar en la imagen 7.5a, donde observamos la duración que ha tenido la conexi´ on y el tr´ afico de datos, tanto entrante como saliente.

Fase de pruebas

129

(a) Interfaz “tun0”de Raspberry Pi.

(b) Conexi´ on a Internet mediante la red VPN.

Figura 7.5: Validación bróker MQTT.

También se realizaron diversas pruebas de funcionamiento de la mota, comprobando la actividad de sensores y actuadores. En primer lugar, se verificó que el sensor DHT22 realizaba sus correspondientes medidas de tem-

130 peratura y humedad. En segundo lugar, se examinó el funcionamiento del actuador, el led. Para concluir, se confirmó la correcta actividad del conjunto de la mota ejemplo con respecto a openHAB.

Figura 7.6: Salida de monitor serie de Arduino IDE.

Prueba de ello, en la figura 7.6, podemos observar la salida del monitor serie, incluido en Arduino IDE. En ella se incluyen tanto las mediciones del sensor DHT22 como los mensajes que llegan por MQTT con el encendido o apagado del led.

Fase de pruebas

131

(a) Mota y cliente openHAB.

(b) Mota y aplicación Home.

Figura 7.7: Control de la mota ejemplo desde terminal móvil.

132 En las figuras 7.7a y 7.7b se puede apreciar el funcionamiento y control de la mota ejemplo tanto con la aplicación de openHAB como con Home, aplicaci´ on nativa de Apple. Adicionalmente, se utiliza la plataforma ThingSpeak para registrar los valores le´ıdos por el sensor DHT22. Debido a esto, se comprobó que la mota enviaba correctamente los datos al canal habilitado. Esta prueba puede apreciarse en la figura 7.8, donde se observar las gráficas dibujadas con los valores del sensor.

Figura 7.8: Canal de ThingSpeak.

Por u ´ltimo, se realizaron una serie de comprobaciones de tolerancia a fallos tanto en el servidor de openHAB como en la mota ejemplo. En primer lugar, mediante la incorporación de la nube de openHAB se a˜ naden notificaciones al servicio. As´ı, podemos saber cuándo el servicio está activo o no, y un podr´ıa avisar enviando un mensaje a un determinado . Una muestra de ello se puede observar en la imagen 7.9.

Fase de pruebas

133

Figura 7.9: Notificaciones del servidor al cliente iOS configurado.

Por otro lado, tenemos la mota MQTT, la cual en caso de apagarse no notifica nada y en el servidor de openHAB se quedan almacenados los u ´ltimos datos enviados, por tanto, quedar´ıa incorporar en el futuro alg´ un método de comprobaci´ on de actividad, como puede ser la verificación de actividad en la red de este dispositivo mediante la definición del objeto en el servidor de openHAB. De este modo y de manera continuada, se irán comprobando que las diferentes motas de sensores y/o actuadores se encuentran disponibles, por el contrario, se podr´ıa lanzar una acción determinada, ya sea una notificaci´ on mediante Twitter, Telegram o la nube de openHAB. Hemos podido comprobar que todos los servicios funcionan correctamente, y que la comunicaci´ on entre estos se realiza satisfactoriamente, aunque no se pueda comprobar de manera continuada la actividad de las motas, se puede decir que el sistema funciona de manera correcta. Para finalizar el cap´ıtulo, se comentará el consumo energético de la mota ejemplo. Este ha sido obtenido con la ayuda de un medidor de consumo USB. En esta prueba se tuvo conectada la mota a la corriente, durante algo más de siete horas y media, haciendo mediciones de temperatura y humedad, y cambiando el estado del led en varias ocasiones.

134 Los datos registrados son mostrados en la figura 7.10, donde observamos un gasto energético de 125 mAh, con un voltaje de entrada al dispositivo de 5.12 V, en un tiempo de 7 horas y 35 minutos.

Figura 7.10: Consumo energético de la mota ejemplo.

Cap´ıtulo 8

Conclusiones y L´ıneas Futuras. 8.1.

Conclusiones.

Una vez llegados al final del proyecto, se concluirá con una recopilación de reflexiones, en las que se incluirán los principales objetivos alcanzados y una valoraci´ on personal de lo que ha supuesto la realización del presente Trabajo Fin de Grado. Adem´ as, se indicarán posibles l´ıneas que trabajar en un futuro. El presente proyecto buscaba la realización de un servidor domótico de bajo coste, de tal modo que la experiencia de poseer una vivienda inteligente pudiese ser accesible a cualquier persona sin importar su poder adquisitivo. Para la obtenci´ on de la soluci´ on a este problema, desde el asentamiento de las bases iniciales, se acord´ o la utilización de herramientas con licencias Open-Source. La utilizaci´ on de openHAB y Arduino ha supuesto la consecución de la gran mayor´ıa de objetivos propuesto para este proyecto. Estos se han visto apoyados por la b´ usqueda de la mayor compatibilidad posible con los diferentes dispositivos m´ oviles del mercado actual. La motivaci´ on principal de este proyecto fue un interés propio del autor, en el ámbito de la dom´ otica y la rápida evolución de Internet de las Cosas. Se puede decir que el estudio llevado a cabo ha servido para descubrir un nuevo mundo conceptual hasta entonces desconocido.

135

136

8.1. Conclusiones.

Un aspecto a remarcar es el desconocimiento que se tiene del l´ımite de la inteligencia artificial, tanto Stephen Hawking como Bill Gates y Elon Musk, algunas de las mayores mentes del mundo tecnológico, piensan que puede llegar el momento en el que la inteligencia artificial sea demasiado “inteligente” como para que los seres humanos puedan controlarla. Esto puede suponer que el propio avance de la tecnolog´ıa sea el final de la raza humana. [80] Las aportaciones m´ as destacadas de este proyecto son: • Obtener una solución de bajo coste compatible con la mayor´ıa de terminales del mercado. Además de ser altamente integrable con otros elementos y/o soluciones domóticas desarrolladas por terceros, se trata de un sistema operable tanto con sistemas móviles Android como iOS, y se puede acceder a su información a través de un navegador web. Por lo que hace de este, un sistema compatible con cualquier dispositivo capaz de realizar una conexión a Internet. • Permite una alta escalabilidad, ya que las motas domóticas o elementos incorporados a la instalación inteligente pueden ser ampliadas en cualquier momento realizando pocos cambios en el servidor. • Empleo de seguridad en las comunicaciones mediante protocolos basados en SSL/TLS, como HTTPS o MQTTS. Por otro lado, se tiene la posibilidad de establecer la conexión con la red interna mediante una red VPN, configurada para tal fin. Estas funciones de seguridad incorporan la creación de certificados y claves para cada . • A las motas MQTT se les puede incorporar un gran n´ umero de sensores o actuadores, con ellos se conseguir´ıa una instalación más completa y con mayor capacidad de acción frente a diversos eventos posibles. • Se han elegido herramientas de utilización sencilla, de este modo, el servidor puede ser utilizado por personas de cualquier edad, teniendo en cuenta algunas pautas recomendadas.

Otros aspectos interesantes a describir son los problemas surgidos durante la realizaci´ on del despliegue del servicio, algunos son:

Conclusiones y L´ıneas Futuras.

137

• Compatibilidad de NodeMCU con los protocolos utilizados. Este ha sido el problema m´ as relevante en el proyecto, ha supuesto la realizaci´ on de una exhaustiva investigación de diferentes librer´ıas del protocolo MQTT para saber cuál era la mejor opción, en función de los objetivos marcados. Actualmente la placa de desarrollo empleada no soporta el protocolo MQTTS, por lo que ha sido necesaria la incorporación de otros mecanismos de seguridad, como puede ser el env´ıo de los datos MQTT dentro de la red local o la conexión al servidor mediante el empleo de una red VPN. • Problemas de emparejamiento de openHAB con la aplicación “Home”de Apple. El proceso de emparejamiento entre el servidor y la aplicaci´ on nativa de Apple, en el supuesto de que la plataforma de instalaci´ on del servidor (Raspberry Pi) fuese reiniciada, debido a un error en la instalaci´ on del complemento de openHAB. Como se explic´ o en la secci´ on 6.3, basta con controlar la creación del fichero de configuraci´ on, pero para ello se deb´ıa instalar dicho add-on de manera reiterada hasta que fuese generado correctamente. • Surgieron algunos problemas durante el estudio y utilización de la herramienta Arduino IDE, debido a que no se hab´ıa utilizado hasta el momento. Aunque estos se solucionaron haciendo una b´ usqueda intensiva de los diferentes errores que surg´ıan durante el proceso de creación del sketch de la mota MQTT.

Sin m´ as, se puede concluir indicando que los objetivos propuestos y perseguidos durante la realizaci´ on de este proyecto han sido conseguidos de manera satisfactoria. Por lo tanto, se ha conseguido realizar y/o utilizar una herramienta dom´ otica que interopere con el resto de servicios inteligentes, que puedan estar desplegados en un hogar. Asimismo, esta solución posee un coste m´ınimo al haber utilizado u ńicamente software open-source.

138

8.2.

8.2. L´ıneas futuras.

L´ıneas futuras.

Se han conseguido la mayor´ıa de los objetivos propuestos en el planteamiento del proyecto, aquel que no se ha podido cumplir ha sido propiciado por la incompatibilidad actual de las diferentes herramientas utilizadas. Este ha sido el caso del empleo de MQTTS con NodeMCU, puesto que actualmente no son compatibles. Hay l´ıneas de investigación buscando y desarrollando diferentes métodos para que esta incompatibilidad desaparezca y se puedan realizar implementaciones cada vez más seguras. Algunas ideas que pueden ser desarrolladas en futuras l´ıneas de trabajo son las siguientes: • Empleo de MQTTS: Esta l´ınea de trabajo está condicionada a la creaci´ on de una librer´ıa de Arduino, para que la placa de desarrollo sea capaz de soportar este protocolo seguro. Una vez se haya desarrollado dicha librer´ıa, ser´ıa relativamente sencilla la incorporación de MQTTS al presente proyecto. • Escalabilidad de las motas MQTT: Con esta propuesta se quiere dar paso a que en la actualidad existen multitud de sensores y/o actuadores que pueden ser incorporados a las motas. De este modo, el servidor de openHAB puede controlar varias de estas, aunque estén localizadas en diferentes lugares del hogar. Estas medidas hacen que el servidor dom´ otico instalado sea cada vez más inteligente y tenga más posibilidades de acci´ on frente a determinados eventos. • Comprobaci´ on de disponibilidad de motas: Como se mencionó en la fase de pruebas, se podr´ıa incluir la definición de objetos que identifiquen las motas de sensores y/o actuadores, de tal forma que se consiga programar una notificación o acción determinada en el caso de malfuncionamiento o ca´ıda del servicio al que esté destinada cada una.

• Automatizaci´ on de OpenHAB: Esta herramienta puede ampliar su actuaci´ on gracias a la configuración de avisos mediante Twitter, e-mail, aplicaciones IFTTT (IF This, Then That), o simplemente mediante notificaciones en un smartwatch (Pebble). Además, si los sensores registran unos datos determinados pueden programarse acciones autom´ aticas, si un sensor MQ-2 (detector de humo) se activa, se podr´ıa encender un extractor, etc.

Conclusiones y L´ıneas Futuras.

139

Al fin y al cabo las l´ıneas de trabajo futuras dependerán del desarrollo de diferentes alternativas de integración a´ un no realizadas, por lo que la principal de l´ınea de trabajo ser´ıa el apoyo de esta investigación y desarrollo. Puesto que openHAB es altamente compatible con multitud de mecanismos y/o servicios de terceros, una instalación domótica realizada con esta herramienta open-source, puede “complicarse” (ampliarse con diferentes elementos) todo lo que se desee.

8.3.

Valoraci´ on personal.

Para concluir la elaboraci´ on de esta memoria, en esta u ´ltima sección se expondr´ a una evaluaci´ on o reflexi´ on personal, no solo del proyecto si no del recorrido hasta llegar a este punto. Este Trabajo Fin de Grado es la meta de un largo trayecto de formación, en este tiempo he tenido ocasi´ on de adquirir capacidades tanto personales como profesionales con las cuales será mucho más sencillo afrontar nuevas situaciones. Como en cualquier ingenier´ıa, una de las aptitudes básicas que se busca que consiga el estudiante es la resolución de problemas. De esta forma, por muy dif´ıcil que sea la b´ usqueda, se sea capaz de anteponerse a las adversidades y a posibles fracasos, para as´ı tener la valent´ıa de afrontar proyectos cada vez de mayor envergadura en todos los aspectos de la vida. En este proyecto se han conseguido cada uno de los objetivos principales propuestos al inicio. Para ello han sido necesarios algunos conocimientos adquiridos durante los 4 a˜ nos cursados en el grado, pero sobretodo de aquellas materias relacionadas con la rama de telemática, como pueden ser: redes VPN, protocolos de Internet y, sobre todo, la necesidad de incorporar seguridad a nuestros servicios, para evitar potenciales ataques. Aunque no hay que olvidar que ha sido necesaria la ampliación de estos conocimientos con otras herramientas, no vistas hasta el momento, como openHAB o Arduino. Se puede decir que no hay nada mejor que la satisfacción de haber logrado un proyecto propuesto hace alg´ un tiempo con trabajo y esfuerzo propio. A m´ı en concreto me ha mostrado un mundo bastante interesante, en el cual ten´ıa intriga y al que sin duda alguna y en la medida de lo posible, seguiré dedicando algo de tiempo en los a˜ nos venideros.

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Ap´ endice A

Manual de El prop´ osito principal de este anexo es describir el proceso de instalación y configuraci´ on de las aplicaciones cliente de openHAB, tanto en dispositivos Android como iOS. En primer lugar, se detallar´ an los pasos a seguir en el caso de disponer de un dispositivo Android. Lo primero a realizar será la descarga de la aplicaci´ on desde la Play Store de Android, en ella deberemos ir al buscador y escribir “openHAB”. Posteriormente, elegiremos la mostrada en la figura A.1.

Figura A.1: Descarga cliente Android de openHAB. 149

150 Una vez terminada la descarga e instalación, se procederá con la ejecuci´ on de la aplicaci´ on y se podrá realizar la configuración pertinente para que haga uso de nuestra instalación. Pulsaremos en los tres puntos de la esquina superior derecha y elegiremos “Configuraci´ on”. En la ventana emergente tendremos que quitar el modo demo e introducir la siguiente información. URL openHAB = https:// 192.168.1.150 URL remota openHAB = https://garciasoria.ddns.net Nombre de = openhab Contrase˜ na = openhab El nombre de la contrase˜ na dependerá de los que se hayan creado en el proceso de configuración openHAB en la Raspberry. En la figura A.2, se puede observar la configuración realizada.

Manual de

151

Figura A.2: Configuración cliente openHAB Android.

Para finalizar este proceso deberemos elegir el sitemaps deseado, en nuestro caso es “prueba”, ya que los ficheros de configuración se denominan as´ı. En las im´ agenes siguientes podemos observar algunas muestras de la informaci´ on proporcionada, a modo de ejemplo, por la mota de MQTT y de los servicios externos configurados en la instancia de openHAB del presente proyecto.

152

(a) Pantalla principal (Android).

(b) Salón en openHAB (Android).

(c) Exterior en openHAB (Android).

Figura A.3: Ejemplo de utilización de instancia openHAB (Android). En segundo lugar, se explicarán los pasos a seguir para configurar tanto el cliente openHAB de dispositivos con sistema iOS como la aplicación nativa de Apple, Home. Para realizar la descarga e instalación de la aplicación cliente de openHAB deberemos de realizar la b´ usqueda en la App Store de Apple y elegir la mostrada en la imagen A.4.

Manual de

153

Figura A.4: Descarga de cliente iOS de openHAB.

Una vez haya finalizado la instalación, se procederá a realizar la configuración de los par´ ametros necesarios para que se conecte y lea la información de la instancia de openHAB desplegada en la Raspberry. Al igual que para el caso del cliente Android, ser´ a necesario indicar la URL de la red local, la URL remota, el nombre de y la contrase˜ na correspondiente. En la imagen A.5 podemos apreciar los valores introducidos.

154

Figura A.5: Configuración cliente openHAB iOS.

Cuando se hayan introducido los datos, deberemos pulsar en “Save” y tendremos que elegir el sitemaps “prueba”. En la aplicaci´ on se mostrará la información que podemos apreciar en la figura A.6, en ella se incluyen los datos recogidos por los sensores y actuadores de la mota MQTT, y los servicios de tiempo de Yahoo, que indican la temperatura y la humedad exterior de la casa. Además, se muestra la fecha del servidor NTP seleccionado.

Manual de

155

(a) Pantalla principal (iOS).

(b) Salón en openHAB (iOS).

(c) Exterior en openHAB (iOS).

Figura A.6: Ejemplo de utilización de instancia openHAB (iOS).

Se puede destacar que para dispositivos iOS podemos configurar la aplicación nativa de Apple, Home, con el fin de reconocer nuestro servidor openHAB y los elementos definidos en él. Para proceder con su configuración, primero se deben de conocer los parámetros del servicio en la instancia de openHAB. Para ello deberemos de ir en la interfaz “Basic UI” a “Configuración” → “Servicios” → “Homekit

156 Integration” → “Configure”. All´ı, anotaremos el valor del pin, ya que posteriormente lo necesitaremos en el proceso de emparejamiento de dispositivos. (Véase imagen A.7)

Figura A.7: Parámetros para la integración de Homekit.

En el terminal iOS ejecutaremos la app Home, pulsaremos en el s´ımbolo “+” y elegiremos a˜ nadir rio. Observaremos que se utiliza la cámara para intentar reconocer el código QR del elemento inteligente y, puesto que nosotros no tenemos, se deberá elegir la opción “¿Todav´ıa no lo pudo a˜ nadir? ”. En la nueva ventana, iremos a “C´ odigo manual ” e introduciremos el n´ umero pin obtenido en el paso anterior. Se iniciará un proceso de b´ usqueda del rio y, cuando sea reconocido, lo elegiremos y se comenzará el emparejamiento. Cabe destacar que solo puede realizarse un emparejamiento por instancia de openHAB, para eliminarlo tendremos que utilizar la consola de openHAB, donde tendremos que utilizar el siguiente comando:

$ smarthome : homekit clearPairings

Manual de

157

En las figuras A.8, podemos observar el paso a paso de manera gráfica.

(a) B´ usqueda de nuevo rio.

(b) Elección código manualmente.

(c) Adici´ on manual del c´ odigo pin.

(d) Reconocimiento de rios.

Figura A.8: Incorporaci´ on de nuevo rio domótico a Homekit.

Una vez hayamos finalizado el proceso de emparejamiento entre dispositivos, podremos observar los diferentes elementos de la instancia openHAB, como se muestra en la imagen A.9.

158

Figura A.9: Información de elementos de instancia openHAB.

En Homekit, también se tiene la posibilidad de ordenar los sensores y/o actuadores en distintas estancias del hogar. Estas pueden ser creadas o modificadas desde los detalles de cualquier objeto. El proceso de creación es el siguiente: mantenemos pulsado cualquier objeto, vamos a detalles (aqu´ı podremos modificar el nombre y la habitación en la que se encuentra), en habitaci´ on/estancia deberemos de elegir la deseada y, en caso no existir, bastar´ a con crear una nueva. En las figuras siguientes podemos observar como los sensores y actuadores de la mota MQTT ejemplo estná organizados en el Salón y los servicios externos de meteorolog´ıa en el Jard´ın. Una vez hayamos configurado esto, podremos preguntar a Siri por los datos recogidos por los sensores o el estado de los actuadores, como por ejemplo la luz del sal´ on (LED), etc.

Manual de

159

(a) Sensores/actuadores Sal´ on. (b) Datos meteorológicos Jard´ın.

(c) Bridge openHAB reconocido.

(d) Ejemplo de interacción con Siri.

160

(e) Ejemplo 2 de interacción con Siri.

Figura A.10: Integración de Homekit y Siri.

Ap´ endice B

Ficheros de configuraci´ on openHAB. En este anexo se recoger´ an los ficheros de configuración de openHAB: “prueba.items” y “prueba.sitemaps”, utilizados en el presente proyecto.

B.1. 1 2 3 4

Group Group Group Group

prueba.items ALL H Outdoor H_Living

( ALL ) ( All ) " Living Room "

< sofa >

(H)

5 6 7

Switch Light _H_Livin g " Light " ( H_Living ) [" Lighting "] { mqtt =" >[ openhab :/ house / living / light / com : command : on :1] , >[ openhab :/ house / living / light / com : command : off :0] , <[ openhab :/ house / living / light / com / state : state : default ]"}

8 9

Number T e m p e r a t u r e _ H _ L i v i n g " Temperature [ %.1 f ◦ C ]" < temperature > ( H_Living ) [" C u r r e n t T e m p e r a t u r e "] { mqtt =" <[ openhab :/ house / living / temperature / state : state : default ]"}

10 11

Number H u m i d i t y _ H _ L i v i n g " Humidity [ %.1 f % %]" < humidity > ( H_Living ) [" C ur re n tH um id i ty "] { mqtt =" <[ openhab :/ house / living / humidity / state : state : default ]"}

12 13

Number T e m p e r a t u r e _ O u t d o o r " Temperature [ %.1 f ◦ C ]" < temperature > ( Outdoor ) [" C u r r e n t T e m p e r a t u r e "] { channel =" yahooweather : weather : granada : temperature " }

14 15

Number H u m i d it y _ O u t d o o r " Humidity [ %.1 f % %]" < humidity > ( Outdoor ) [" C ur re nt H um id it y "] { channel =" yahooweather : weather : granada : humidity " }

16 17 18

/* Weather item */

161

162

B.1. prueba.items

19 20

Group Weather_Chart

( Weather )

21 22

Number W e a t h e r _ T e m p e r a t u r e " Outside Temperature [ %.1 f ◦ C ]" < temperature > ( Weather_Chart ) { channel =" yahooweather : weather : granada : temperature " }

23 24

Number W e a t h e r _H u m i d i t y " Outside Humidity [ %.1 f % %]" < humidity > ( Weather ) { channel =" yahooweather : weather : granada : humidity " }

25 26 27

/* NTP binding item */

28 29

DateTime Date " Date [ %1 $tA , %1$td - %1 $tm - %1 $tY ]" < calendar > { channel =" ntp : ntp : local : dateTime " }

30 31

Switch P r e s e n c e _ M o b i l e _ A l e x " Alex ’ s iPhone " < network > { channel =" network : device :19 2.168.1. 15: online "}

32 33

Switch P r e s e n c e _ B r o t h e r _ P r i n t e r " Brother Printer " < network > { channel =" network : device :192.1 68.1.40 : online "}

Ficheros de configuraci´ on openHAB.

B.2. 1 2 3

163

prueba.sitemaps

sitemap prueba label =" Main Menu " { Frame {

4

Group item = H label =" House " icon =" house "

5 6

Group item = Outdoor icon =" garden "

7

}

8 9

Frame label =" Weather " {

10 11

Text item = W e a t h e r _ T e m p e r a t u r e {

12 13

Frame {

14 15

Text item = W e a t h e r _ H u mi d i t y

16 17

Text item = W e a t h e r _ T e m p e r a t u r e

18

}

19

}

20

}

21 22

Frame label =" Date " {

23 24

Text item = Date

25

}

26 27

Switch item = P r e s e n c e _ M o b i l e _ A l e x

28

label =" Alex ’ s iPhone "

29

Switch item = P r e s e n c e _ B r o t h e r _ P r i n t e r

30 31

}

label =" Brother Printer "

Ap´ endice C

Sketch Mota MQTT Este anexo contiene el c´ odigo utilizado en la mota ejemplo de MQTT, programada con Arduino IDE.

1 2 3 4

#i n c l u d e #i n c l u d e #i n c l u d e #i n c l u d e

<ESP8266WiFi . h> <WiFiClient . h>

5 6

/∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ESP8266 ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/

7 8 9 10

/∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ DHT22 S e n s o r ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ #d e f i n e DHTPIN 4 #d e f i n e DHTTYPE DHT22

11 12 13

/∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ LED ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ #d e f i n e LED 5

14 15 16 17

/∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ WiFi A c c e s s P o i n t ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ c o n s t c h a r ∗ s s i d = ”MOVISTAR 2A18” ; c o n s t c h a r ∗ = ” 9584115410000 ” ;

18 19 20 21 22 23 24

WiFiClient e s p C l i e n t ; /∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ MQTT S e r v e r ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ c o n s t b y t e m q t t s e r v e r [ ] = { 1 9 2 , 1 6 8 , 1 , 150 } ; // IP Address o f your MQTT S e r v e r const int mqtt server port = 1883; c o n s t c h a r ∗ MQTT = ” openHAB ” ; c o n s t c h a r ∗ MQTT = ”openHAB” ;

25 26 27 28

/∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ThingSpeak ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ c o n s t S t r i n g apiKey = ”DCJLP1UI7UXBNAFD” ; c o n s t c h a r ∗ s e r v e r = ” a p i . t h i n g s p e a k . com” ;

29 30

/∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ MQTT c l i e n t ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/

165

166

31

v o i d c a l l b a c k ( c h a r ∗ t o p i c , b y t e ∗ payload , u n s i g n e d i n t l e n g t h ) ; // D e f i n e f u n c t i o n c a l l b a c k

32 33

PubSubClient m q t t C l i e n t ( m q t t s e r v e r , m q t t s e r v e r p o r t , c a l l b a c k , espClient ) ;

34 35 36

/∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ DHT S e n s o r ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ DHT dht (DHTPIN, DHTTYPE) ;

37 38

f l o a t hum , temp ; // V a l o r e s l e i d o s d e l s e n s o r

39 40 41

u n s i g n e d l o n g p r e v i o u s M i l l i s = 0 ; // Almacena e l v a l o r de tiempo en l a u ´ ltima lectura c o n s t l o n g i n t e r v a l = 5 0 0 0 ; // I n t e r v a l o e n t r e l e c t u r a s d e l sensor

42 43 44 45 46

/∗ ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ F u n c t i o n name s a y s i t ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ void setup ( void ) { pinMode ( LED BUILTIN , OUTPUT) ; pinMode (LED, OUTPUT) ;

all !

47

S e r i a l . b e g i n ( 1 1 5 2 0 0 ) ; // E s t a b l e c e l a v e l o c i d a d de l a comunicaci ´ o n con l a p l a c a delay (10) ; dht . b e g i n ( ) ; // I n i c i a e l s e n s o r DHT

48 49 50 51

wifiConnect () ; local

52

// C o n f i g u r a l a c o n e x i ´ o n WiFi en l a r e d

53

// S e t t h e MQTT b r o k e r d e t a i l s m q t t C l i e n t . s e t S e r v e r ( m q t t s e r v e r , m q t t s e r v e r p o r t ) ; // F i j a l o s d e t a l l e s d e l s e r v i d o r de MQTT

54 55 56

}

57 58 59 60 61 62 63 64

/∗ ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ F u n c t i o n name s a y s i t a l l ! ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ void loop ( void ) { // Comprueba s i e l c l i e n t e MQTT e s t a ´ conectado a l servidor , s i no l o r e c o n e c t a i f ( ! mqttClient . connected ( ) ) { reconnect () ; } mqttPublish ( ) ; // P u b l i c a l o s d a t o s con e l p r o t o c o l o MQTT

65

delay (1000) ;

66 67

mqttClient . loop () ;

68 69

}

70 71 72 73 74 75 76 77 78 79

/∗ ∗∗∗∗∗ ∗∗∗∗∗∗∗∗ ∗ Read MQTT c h a n n e l ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ v o i d c a l l b a c k ( c h a r ∗ t o p i c , b y t e ∗ payload , u n s i g n e d i n t l e n g t h ) { S e r i a l . p r i n t ( ” Message a r r i v e d [ ” ) ; Serial . print ( topic ) ; Serial . print ( ” ] ” ) ; f o r ( i n t i = 0 ; i < l e n g t h ; i ++) { Serial . p r i n t ( ( char ) payload [ i ] ) ; } Serial . p r i n t l n ( ) ;

80 81

// Enc ie nd e e l LED s i s e r e c i b e un 1 en e l mensaje

Sketch Mota MQTT

S e r i a l . p r i n t l n ( strcmp ( t o p i c , ” house / l i v i n g / l i g h t /com” ) ) ; i f ( strcmp ( t o p i c , ” / house / l i v i n g / l i g h t /com” ) ==0){ i f ( ( c h a r ) p a y l o a d [ 0 ] == ’ 0 ’ ) { d i g i t a l W r i t e (LED, LOW) ; // Apaga e l LED cuando s e r e c i b e un 0 en e l ” t o p i c ” } else { d i g i t a l W r i t e (LED, HIGH) ; // E nc ien de e l LED cuando s e r e c i b e un 1 en e l ” t o p i c ” } }

82 83 84 85 86 87 88 89 90

167

}

91 92 93 94 95 96 97 98 99

/∗ ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ U t i l i t y f u n c t i o n t o p u b l i s h data i n t h e s e r v e r ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ void mqttPublish ( ) { // Wait a t l e a s t 5 s e c o n d s s e c o n d s between measurements . // i f t h e d i f f e r e n c e between t h e c u r r e n t time and l a s t time you read // t h e s e n s o r i s b i g g e r than t h e i n t e r v a l you s e t , r e a d t h e sensor // Works b e t t e r than d e l a y f o r t h i n g s happening e l s e w h e r e a l s o unsigned long c u r r e n t M i l l i s = m i l l i s ( ) ; c h a r t e m p s t r [ 7 ] , hum str [ 7 ] ;

100

i f ( c u r r e n t M i l l i s − p r e v i o u s M i l l i s >= i n t e r v a l ) { previousMillis = currentMillis ;

101 102 103

readDHT22 ( ) ;

104

// d a t o s l e i d o s d e l DHT22

105

// C o n v i e r t e l o s v a l o r e s de t e m p e r a t u r a y humedad a cadena de caracteres d t o s t r f ( temp , 4 , 3 , t e m p s t r ) ; d t o s t r f (hum, 4 , 3 , hum str ) ;

106 107 108 109

// Env´ı o de d a t o s con MQTT S e r i a l . p r i n t l n ( ”DTH s e n s o r r e a d and t r a n s m i t t e d ” ) ; m q t t C l i e n t . p u b l i s h ( ” / house / l i v i n g / t e m p e r a t u r e / s t a t e ” , t e m p s t r ) ; m q t t C l i e n t . p u b l i s h ( ” / house / l i v i n g / humidity / s t a t e ” , hum str ) ; // Guarda e l v a l o r de l a u ´ ltima lectura previousMillis = millis () ;

110 111 112 113 114 115

}

116 117

}

118 119 120 121 122 123 124 125

/∗ ∗∗∗∗∗∗ U t i l i t y f u n c t i o n t o c o n n e c t o r re−c o n n e c t t o MQTT−S e r v e r ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ void reconnect ( ) { // B u c l e h a s t a que e s t e m o s c o n e c t a d o s con e l s e r v i d o r while ( ! mqttClient . connected ( ) ) { S e r i a l . p r i n t ( ” Attempting MQTT c o n n e c t i o n t o ” ) ; Serial . print ( ” 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 1 5 0 ” ) ; S e r i a l . p r i n t ( ” −−> ” ) ;

126 127 128 129 130 131 132 133 134 135

// I n t e n t o de c o n e x i o ń . i f ( m q t t C l i e n t . c o n n e c t ( ”ESP8266” , MQTT , MQTT) ) { Serial . p r i n t l n ( ” connected ” ) ; m q t t C l i e n t . s u b s c r i b e ( ” / house / l i v i n g /#” ) ; } else { S e r i a l . p r i n t ( ” f a i l e d , r c=” ) ; Serial . print ( mqttClient . s t a t e ( ) ) ; Serial . p r i n t l n ( ” try again in 5 seconds ” ) ;

168 // Espera de 5 s e g u n d o s a n t e s de r e i n t e n t a r delay (5000) ;

136 137

}

138

}

139 140

}

141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151

/∗ ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ U t i l i t y f u n c t i o n t o r e a d data from DHT22 ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ v o i d readDHT22 ( ) { S e r i a l . p r i n t l n ( ” Reading data from DHT22 . . . ” ) ; // Reading t e m p e r a t u r e f o r humidity t a k e s about 250 milliseconds ! // S e n s o r r e a d i n g s may a l s o be up t o 2 s e c o n d s ’ o l d ’ ( i t ’ s a very slow s e ns o r ) d i g i t a l W r i t e ( LED BUILTIN , LOW) ; hum = dht . readHumidity ( ) ; // Read humidity ( p e r c e n t ) temp = dht . readTemperature ( ) ; // Read t e m p e r a t u r e a s C e l s i u s delay (1000) ; d i g i t a l W r i t e ( LED BUILTIN , HIGH) ;

152

// Check i f any r e a d s f a i l e d and e x i t e a r l y ( t o t r y a g a i n ) . i f ( i s n a n (hum) | | i s n a n ( temp ) ) { S e r i a l . p r i n t l n ( ” F a i l e d t o r e a d from DHT s e n s o r ! ” ) ; return ; }

153 154 155 156 157 158

}

159 160 161 162

/∗ ∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗∗ U t i l i t y f u n c t i o n t o s e t up w i f i ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗/ void wifiConnect ( ) { WiFi . b e g i n ( s s i d , ) ;

163

Serial . Serial . Serial . Serial .

164 165 166 167

println () ; println () ; p r i n t ( ” Connecting to ” ) ; println ( ssid ) ;

168

// WiFi . b e g i n ( s s i d , ) ;

169 170

w h i l e (WiFi . s t a t u s ( ) != WL CONNECTED) { delay (500) ; Serial . print ( ” . ” ) ; } Serial . p r i n t l n ( ”” ) ; S e r i a l . p r i n t l n ( ”WiFi c o n n e c t e d ” ) ; S e r i a l . p r i n t l n ( ” \n\ rESP8266 && DHT22 based t e m p e r a t u r e and humidity s e n s o r working ! ” ) ; S e r i a l . p r i n t ( ” \n\ rIP a d d r e s s : ” ) ; S e r i a l . p r i n t l n (WiFi . l o c a l I P ( ) ) ;

171 172 173 174 175 176 177 178 179 180

}

181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191

void publishThingspeak ( ) { i f ( espClient . connect ( server , 8 0 ) ) { a p i . t h i n g s p e a k . com S t r i n g p o s t S t r = apiKey ; p o s t S t r +=”&f i e l d 1=” ; p o s t S t r += S t r i n g ( temp ) ; p o s t S t r +=”&f i e l d 2=” ; p o s t S t r += S t r i n g (hum) ; p o s t S t r += ” \ r \n\ r \n” ;

//

”184.106.153.149” or

Sketch Mota MQTT e s p C l i e n t . p r i n t ( ”POST / update HTTP/ 1 . 1 \ n” ) ; e s p C l i e n t . p r i n t ( ” Host : h t t p : / / a p i . t h i n g s p e a k . com\n” ) ; e s p C l i e n t . p r i n t ( ” C o n n e c t i o n : c l o s e \n” ) ; e s p C l i e n t . p r i n t ( ”X−THINGSPEAKAPIKEY: ”+apiKey+” \n” ) ; e s p C l i e n t . p r i n t ( ” Content−Type : a p p l i c a t i o n /x−www−form− u r l e n c o d e d \n” ) ; e s p C l i e n t . p r i n t ( ” Content−Length : ” ) ; espClient . print ( postStr . length () ) ; e s p C l i e n t . p r i n t ( ” \n\n” ) ; espClient . print ( postStr ) ;

192 193 194 195 196 197 198 199 200 201

S e r i a l . p r i n t ( ” Temperature : ” ) ; S e r i a l . p r i n t ( temp ) ; S e r i a l . p r i n t ( ” d e g r e e s C e l c i u s Humidity : ” ) ; S e r i a l . p r i n t (hum) ; S e r i a l . p r i n t l n ( ” % send t o Thingspeak ” ) ; } else{ Serial . p r i n t l n ( ” connection f a i l e d ” ) ; // r e t u r n ; } espClient . stop () ;

202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212

}

mqtt pubsub httpsThing.ino

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Arduino En Domotica g1v6

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