Sérgio de Oliveira. Novatec

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1 Sérgio de Oliveira Novatec

2 Novatec Editora Ltda Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei de 19/02/1998. É proibida a reprodução desta obra, mesmo parcial, por qualquer processo, sem prévia autorização, por escrito, do autor e da Editora. Editor: Rubens Prates Revisão gramatical: Marta Almeida de Sá Editoração eletrônica: Carolina Kuwabata Capa: Carolina Kuwabata ISBN: Histórico de impressões: Junho/2017 Primeira edição Novatec Editora Ltda. Rua Luís Antônio dos Santos São Paulo, SP Brasil Tel.: novatec@novatec.com.br Site: Twitter: twitter.com/novateceditora Facebook: facebook.com/novatec LinkedIn: linkedin.com/in/novatec

3 Sumário Agradecimentos Sobre o autor Prefácio Parte I Conceitos Capítulo 1 Introdução Capítulo 2 Protocolos e padrões Arquitetura cliente-servidor TCP/IP Camada de aplicação Camada de Transporte Camada de rede DHCP e DNS NAT (Network Address Translation) WiFi Subcamada física Subcamada de acesso ao meio Modos de comunicação WiFi Infraestrutura fixa Ad hoc WiFi Direct Redes Mesh RFID Protocolos específicos para IoT...37 Capítulo 3 Arquitetura de sistemas embarcados Microcontroladores Interfaces de entrada e saída

4 8 Internet das Coisas com ESP8266, Arduino e Raspberry Pi 3.3 Interfaces de comunicação Arduino Módulos periféricos Arduino Raspberry Pi e placas Linux ESP Módulos com o ESP Capítulo 4 Gestão de energia em IoT Consumo dos dispositivos IoT ESP Raspberry Pi Baterias Cálculo da autonomia da bateria Soluções sustentáveis com painel solar Controlador de carga Exemplo de aplicação autossustentável Capítulo 5 Programação paralela, distribuída e de tempo real Programação paralela Programação distribuída Sistemas de tempo real Capítulo 6 Internet das Coisas e a nuvem Computação em nuvem (Cloud Computing) Acesso a aplicações web Web Services Bancos de dados MQTT Plataformas comerciais de nuvem Microsoft Azure Amazon AWS IBM Watson Google Clould Platform Parte II Implementação Capítulo 7 Programação NodeMCU com a linguagem Lua Gravando o firmware Ambiente de desenvolvimento Acesso à rede WiFi Acessando GPIO... 89

5 Sumário HTTP Client Servidor HTTP Temporizadores Modo de autoconfiguração Capítulo 8 Programação na IDE Arduino Exemplos no ambiente Arduino Pisca LED Conexão WiFi Servidor web Acesso ao banco de dados MySQL Atualização OTA Atualização OTA pela IDE Arduino Atualização servidor web Atualização como cliente web Programando na IDE Eclipse Capítulo 9 Interface com sensores e atuadores GPIO LED Relés Botões e chaves Sensor de presença Controle remoto 315 MHz Entrada analógica LM Sensor de umidade do solo Sensor de gases inflamáveis Sensor de corrente elétrica PWM PONTE H L298N Comunicação serial UART Módulo GPS SPI Módulo cartão de memória SD Módulo RFID RC I2C GY RTC DS1307 e DS Sensor de temperatura e umidade DHT11 e DHT

6 10 Internet das Coisas com ESP8266, Arduino e Raspberry Pi Parte III Aplicações Capítulo 10 Datalog na nuvem ThingSpeak.com Desenvolvimento de aplicações Programa Capítulo 11 Controle de irrigação com MQTT Protocolo MQTT Implementação com MQTT Módulo irrigação Módulo bomba Interface web Capítulo 12 Controle de acesso web utilizando RFID Apresentação Casos de uso Banco de dados Interface web Acesso RFID Inserção de usuário Apagar usuários e tags Listar acessos Dispositivo IoT Agregando persistência local Capítulo 13 Interfaces com smartphones Android Studio App com protocolo MQTT Interface Organização do código Funções Callback e chegada de mensagens Criando a conexão Assinatura de tópicos Envio de notificações Publicação de mensagens Capítulo 14 Raspberry Pi e outras placas Linux Sistema operacional Linux Instalação e configuração Raspbian...212

7 Sumário Desenvolvimento com o Raspberry Pi Comunicação em tempo real com o ESP Capítulo 15 Porteiro eletrônico pelo smartphone Apresentando o porteiro eletrônico Voz sobre IP Montagem do porteiro eletrônico Acionamento do portão Bibliografia Índice remissivo