3.4 LoRa multipunto – Temperatura, Humedad: Gateway Archivo.ino

1. Instrucciones en Arduino IDE

Para el envío de los mensajes hacia el broker MQTT y Home Assistant se usa un dispositivo configurado como gateway.

Se usa un dispositivo en lugar de un concentrador en la etapa de prototipo considerando los costos involucrados. La próxima tarea es desarrollar el gateway usando un concentrador, cuyo valor es  más alto.

/* Gateway LoRa
  Lora/Wifi/MQTT/Home-Assistant
  Envia información por red Lora/Gateway WiFi
  hacia un broker MQTT y gestionar datos en Home-Assistant
  edelros@espol.edu.ec
  http://blog.espol.edu.ec/edelros/
  
  Referencia: Aaron.Lee www.heltec.cn
  https://github.com/Heltec-Aaron-Lee/WiFi_Kit_series
*/
#include "heltec.h"
#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>

// DISPOSITIVO LORA Banda ISM en Región 915Mhz
#define BAND  915E6 //433E6,868E6,915E6
// ranges from 6-12,default 7 see API docs
byte spread_factor = 8;

// LoRa Mensaje a enviar por direcciones
String paqueteEnv = "";
byte dir_local   = 0xC1; // Concentrador 1
byte dir_destino = 0xD1; // Dispositivo 1
byte msjContador = 0; // identificador de mensaje
// tiempo entre lecturas
long t_anterior = 0;
int  t_intervalo = 4000;

// LoRa Mensaje Recibido
byte dir_envio = 0xC1; // Concentrador 1
int dir_remite = 0xD0; // Inicia Remitente
String paqueteRcb = "";
byte   paqrcbID = 0;
byte   paqrcbEstado = 0;
  // 0:vacio, 1: nuevo, 2:incompleto
  // 3:otro destinatario, 4:Broadcast

 // Mensajes por Puerto Serial
volatile boolean serial_msj = true;

// WIFI: conexión a Router
char* ssid = "giotirni20";
char* password = "Anera2020@";

// MQTT: Servidor
char* MQTT_IP = "192.168.10.50";
uint16_t MQTT_puerto = 1883;
char* MQTT_usuario = "usuarioprueba";
char* MQTT_contrasena = "usuarioclave";

// MQTT: Dispositivo Sensor
char* MQTT_ID = "LoraGatewayC1";
char MQTT_TOPIC_T[50] = "invernadero/loraD1/temperatura";
char MQTT_TOPIC_H[50] = "invernadero/loraD1/humedad";
char MQTT_TOPIC_V[50] = "invernadero/loraD1/voltaje";
char MQTT_SensorEstado[10] = "OFF";
volatile boolean mqtt_desconectado = true;
// MQTT: Dispositivo Actuador
char* MQTT_COMMAND = "invernadero/loraD1/cambia";
char MQTT_ActuadorEstado[10] = "OFF";
volatile boolean actuador_estado = false;
volatile boolean actuador_bandera = false;
char temperatura[10]  = "00.00";
char humedad[10] = "00.00";
char voltaje[10] = "00.00";

// Clientes WiFi y MQTT
WiFiClient wificlient;
PubSubClient mqttclient(wificlient);

void setup(){
  Heltec.begin(false /*DisplayEnable Enable*/,
    true /*Heltec.Heltec.Heltec.LoRa Disable*/,
    serial_msj /*Serial Enable*/,
    true /*PABOOST Enable*/,
    BAND /*long BAND*/);
  // ranges from 6-12,default 7 see API docs
  LoRa.setSpreadingFactor(spread_factor);
  
  //LoRa.onReceive(cbk);
  LoRa.receive();
  
  // conexión WIFI y MQTT
  inicia_wifi();
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED){
    inicia_mqtt();
    }
}

void loop(){
  // parametros de recepción
  int rssi_lora = 0;
  int snr_lora = 0;
  
  // Revisa mensajes LoRa entrantes
  int msjRcbLoRa = LoRa.parsePacket();
  if (msjRcbLoRa !=0){
    
    recibirlora(msjRcbLoRa);
    rssi_lora = LoRa.packetRssi();
    snr_lora = LoRa.packetSnr();
       
    if (serial_msj==true){
      Serial.println("remite,msjID,mensaje,estado,Rssi,Snr");
      Serial.print(String(dir_remite, HEX)); Serial.print(",");
      Serial.print(paqrcbID); Serial.print(",");
      Serial.print(paqueteRcb); Serial.print(",");
      Serial.print(paqrcbEstado); Serial.print(",");
      Serial.print(rssi_lora); Serial.print(",");
      Serial.println(snr_lora);
    }
    yield(); // procesa wifi
    
    // LED parpadea Rebibido Lora
    digitalWrite(LED, HIGH); delay(50);
    digitalWrite(LED, LOW); delay(50);
    digitalWrite(LED, HIGH); delay(50);
    digitalWrite(LED, LOW);
    yield(); // procesa wifi
    delay(100);
  }

  // Procesa a MQTT mensaje completo
  if (msjRcbLoRa !=0 && paqrcbEstado == 1){
    // Separa parámetros
    String t = paqueteRcb.substring(1,6);
    String h = paqueteRcb.substring(8,10);
    String v = paqueteRcb.substring(12);
    
    // procesa tópico MQTT
    
    // añade dispositivo
    String topico = "invernadero/lora";
    String remite = String(dir_remite, HEX);
    remite.toUpperCase();
    topico = topico + remite;
    
    // procesa topico
    String topicot = topico + "/temperatura";
    String topicoh = topico + "/humedad";
    String topicov = topico + "/voltaje";
    topicot.toCharArray(MQTT_TOPIC_T,topicot.length()+1);
    topicoh.toCharArray(MQTT_TOPIC_H,topicoh.length()+1);
    topicov.toCharArray(MQTT_TOPIC_V,topicov.length()+1);

    t.toCharArray(temperatura,t.length()+1);
    h.toCharArray(humedad,h.length()+1);
    v.toCharArray(voltaje,v.length()+1);
    Serial.println(topicov);

    
   publica_estado();
  }
  yield(); // procesa wifi
  delay(20);

  // reenviar a dispositivo
  if (actuador_bandera == true){
    msjContador = msjContador +1;
    enviarlora(dir_destino, dir_local, 
               msjContador, paqueteEnv);
    actuador_bandera = false;
  }
  yield(); // procesa wifi
  delay(20);
  
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED){
    inicia_wifi();
  }else{
    if (mqttclient.connected()==false){
      mqtt_desconectado = true;
      inicia_mqtt(); // reintento
    }
    if (mqttclient.connected()==true){
      if (mqtt_desconectado==true){
        publica_estado();
        mqtt_desconectado=false;
      }
      mqttclient.loop();
    }
  }
  yield(); // procesa wifi
}


void enviarlora(byte destino, byte remite,
                byte paqueteID, String paquete){
  // espera que el radio esté listo
  // para enviar un paquete
  while(LoRa.beginPacket() == 0){
    if (serial_msj==true){
      Serial.println("Esperando radio disponible...");
    }
    yield(); // procesa wifi
    delay(100);
  }
  // envio del mensaje LoRa
  LoRa.beginPacket();
  LoRa.write(destino);
  LoRa.write(remite);
  LoRa.write(paqueteID);
  LoRa.write(paquete.length());
  LoRa.print(paquete);
  LoRa.endPacket();
}

void recibirlora(int tamano){
  if (tamano == 0){ 
    paqrcbEstado = 0; //vacio
    return;
  }
    
  // lectura de paquete
  paqueteRcb = "";
  dir_envio = LoRa.read();
  dir_remite  = LoRa.read();
  paqrcbID = LoRa.read();
  byte paqrcbTamano = LoRa.read();
  while(LoRa.available()){
    paqueteRcb += (char)LoRa.read();
  }
  
  if (paqrcbTamano != paqueteRcb.length()){
    paqrcbEstado = 2; // Tamaño incompleto
    return;
  }
  if (dir_envio != dir_local){
    paqrcbEstado = 3; // otro destino
    return;
  }
  if (dir_envio == 0xFF) {
    paqrcbEstado = 4; // Broadcast
    return;
  }
  paqrcbEstado = 1;  // mensaje Nuevo
}

void inicia_mqtt(void){
  int intentosmqtt = 5;
  int cuentamqtt = 0;
  
  if (serial_msj){
    Serial.print(" MQTT Conectando a ");
    Serial.println(MQTT_IP);
    }

  mqttclient.setServer(MQTT_IP, MQTT_puerto);
  mqttclient.connect(MQTT_ID, MQTT_usuario, MQTT_contrasena);
  mqttclient.setCallback(recibirmqtt);
  
  while (!mqttclient.connected() && (cuentamqtt<=intentosmqtt)){
    if (serial_msj){
      Serial.print(".");
    }
    cuentamqtt = cuentamqtt + 1;
    // LED Monitor parpadeo MQTT
    digitalWrite(LED, HIGH); delay(200);
    digitalWrite(LED, LOW); delay(200);
  }
  if (mqttclient.connected()){
      publica_estado();
  }
  if (serial_msj){
    //Fin de "...."
    Serial.println();
    Serial.print(" MQTT Conectado: ");
    Serial.print(mqttclient.connected());
    Serial.print("\t MQTT Estado: ");
    Serial.println(mqttclient.state());
  }
}

void publica_estado() { 

  if (mqttclient.connected()==true){
    mqttclient.publish(MQTT_TOPIC_T,temperatura,true);
    mqttclient.publish(MQTT_TOPIC_H,humedad,true);
    mqttclient.publish(MQTT_TOPIC_V,voltaje,true);
    mqttclient.subscribe(MQTT_COMMAND);
  }else{
    mqtt_desconectado = true;
  }
}

// llega mensaje MQTT, callback mqtt
void recibirmqtt(char* p_topic, byte* p_payload,
                  unsigned int p_length) {
  Serial.println("un mensaje mqtt");
  Serial.println(p_topic);
  // convierte a texto
  String payload;
  for (uint8_t i = 0; i < p_length; i++) {
    payload.concat((char)p_payload[i]);
    }
  // String dispositivo = p_topic[16] + String(p_topic[17]);
  char dispositivo[3] = "D0";
  dispositivo[1]=p_topic[17];
  dir_destino = (int) strtol(dispositivo,NULL,16);
  paqueteEnv = payload;
  actuador_bandera = true;

  if (mqttclient.connected()==true){
    mqttclient.subscribe(MQTT_COMMAND);
  }else{
    mqtt_desconectado = true;
  }
}

void inicia_wifi(void) {
  int intentoswifi = 10;
  int cuentawifi = 0;
  
  if (serial_msj){
    Serial.print(" WiFi Conectando a ");
    Serial.println(ssid);
    }
  
  WiFi.disconnect(true);
  delay(1000);
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.setAutoConnect(true);
  WiFi.begin(ssid,password);
  delay(100);
  
  while(WiFi.status() != WL_CONNECTED && 
             cuentawifi < intentoswifi){
    if (serial_msj){
      Serial.print(".");
      }
    cuentawifi = cuentawifi + 1;
    // Parpadeo de Monitor Wifi
    digitalWrite(LED, HIGH);delay(300);
    digitalWrite(LED, LOW);delay(200);
  }
  if (serial_msj){
    // mensaje a serial
    Serial.println();
    if (WiFi.status() == WL_CONNECTED){
      Serial.print(" Estado: ");
      Serial.println(WiFi.status());
      Serial.print(" MAC: ");
      Serial.println(WiFi.macAddress());
      Serial.print(" IP: ");
      Serial.println(WiFi.localIP());
      Serial.print(" RSSI: ");
      Serial.println(WiFi.RSSI());
      Serial.println();
    }
    if (WiFi.status() != WL_CONNECTED){
        WiFi.printDiag(Serial);
        Serial.println();
    }
  }
}

3.3 LoRa multipunto – Temperatura, Humedad: Dispositivo Archivo.ino

1. Instrucciones en Arduino IDE

Para facilitar la programación, se separan en funciones las acciones para enviar y recibir mensajes Lora y las de manejo de sensor/actuador.

El sensor DTH-11 se conecta al pin 13

El sensor de bateria se conecta al pin 36 como entrada analógica.

/*
  Dispositivo Sensor Temperatura y Humedad con DHT11
  Broker: MQTT/Home-Assistant
  Red ruta: LoRa/WiFi/Ethernet
  edelros@espol.edu.ec
  http://blog.espol.edu.ec/edelros/
  Referencia: Ejemplos de Aaron.Lee www.heltec.cn
*/
#include "heltec.h"
#include "DHT.h"

// Sensor de Temperatura&Humedad
#define DHTPIN 13
#define DHTTYPE DHT11 
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
String temperatura = "";
String humedad = ""; 

// Sensor de Bateria
# define BattPIN 36
String battNivel;

//Banda LoRa 915Mhz - ISM en Región 
#define BAND  915E6 // 433E6,868E6,915E6
// ranges from 6-12,default 7 see API docs
byte spread_factor = 8;

// Mensaje a enviar por direcciones
byte dir_local   = 0xD1; // Dispositivo  1
byte dir_destino = 0xC1; // Concentrador 1
// identificador de mensaje
byte msjContador = 0;
// tiempo entre lecturas
long t_anterior = 0;
int  t_intervalo = 5000;

// Mensaje Recibido
byte dir_envio = 0xC1; // Concentrador 1
int dir_remite = 0xD0; // Inicia Remitente
String paqueteRcb = "";
byte   paqrcbvID = 0;
byte   paqrcbEstado = 0;
  // 0:vacio, 1: nuevo, 2:incompleto
  // 3:otro destinatario, 4:Broadcast

 // Mensajes por Puerto Serial
volatile boolean serial_msj = true;

void setup(){
  Heltec.begin(false /*DisplayEnable Enable*/,
    true /*Heltec.Heltec.Heltec.LoRa Disable*/,
    serial_msj /*Serial Enable*/,
    true /*PABOOST Enable*/,
    BAND /*long BAND*/);
    
  // ranges from 6-12,default 7 see API docs
  LoRa.setSpreadingFactor(spread_factor);
  //LoRa.onReceive(cbk);
  LoRa.receive();

  //inicializa sensores
  pinMode(DHTPIN, INPUT);
  dht.begin();
  pinMode(BattPIN, INPUT);
  }

void loop(){
  // Enviar mensajes entre intervalos
  long t_ahora = millis();
  long t_transcurrido = t_ahora - t_anterior;

  // parametros de recepción
  int rssi_lora = 0;
  int snr_lora = 0;
  
  if (t_transcurrido >= t_intervalo){
    sensorLeeDHT(); //actualiza estado del sensor
    sensorBateria(); // actualiza estado de bateria
    
    // Construye paquete a enviar
    String paqueteEnv = "";
    paqueteEnv = paqueteEnv + "t" + temperatura;
    paqueteEnv = paqueteEnv + "|";
    paqueteEnv = paqueteEnv + "h" + humedad;
    paqueteEnv = paqueteEnv + "|";
    paqueteEnv = paqueteEnv + "v" + battNivel;
    
    enviarlora(dir_destino, dir_local,
               msjContador, paqueteEnv);
    
    msjContador = msjContador + 1;
    
    // parametros de recepción
    rssi_lora = LoRa.packetRssi();
    snr_lora = LoRa.packetSnr();
    yield();
    
    // mensaje a serial
    if (serial_msj==true){
      Serial.print(String(dir_destino,HEX));
      Serial.print(",");
      Serial.print(String(dir_local,HEX));
      Serial.print(",");
      Serial.print(msjContador);Serial.print(",");
      Serial.print(paqueteEnv.length());Serial.print(",");
      Serial.print(paqueteEnv);Serial.print(",");
      Serial.print(rssi_lora);Serial.print(",");
      Serial.println(snr_lora);
    }
    
    t_anterior = millis();
    t_intervalo = 3000 + random(2000);
    
    // LED parpadea envio lora
    digitalWrite(LED, HIGH); delay(100);
    digitalWrite(LED, LOW);  delay(100);
    yield(); // procesa wifi
  }

  // Revisar mensajes LoRa entrantes
  int msjRcbLoRa = LoRa.parsePacket();
  if (msjRcbLoRa !=0){
    recibirlora(msjRcbLoRa);
    rssi_lora = LoRa.packetRssi();
    snr_lora = LoRa.packetSnr();
    
    if (serial_msj==true){
      if (paqrcbEstado == 1){
        Serial.println("Mensaje: " + paqueteRcb);
        Serial.println("RSSI: " + String(rssi_lora));
        Serial.println("Snr: " + String(snr_lora));
        Serial.println();
      }else{
        Serial.print("Paquete recibido Estado: ");
        Serial.println(paqrcbEstado);
      }
    }
    yield(); // procesa wifi
    
    // LED parpadea Recibido Lora
    digitalWrite(LED, HIGH); delay(50);
    digitalWrite(LED, LOW); delay(50);
    digitalWrite(LED, HIGH); delay(50);
    digitalWrite(LED, LOW);
  }
  delay(100);
  yield(); // procesa wifi
}

void enviarlora(byte destino, byte remite,
                byte paqueteID, String paquete){
  // espera que el radio esté listo
  // para enviar un paquete
  while(LoRa.beginPacket() == 0){
    if (serial_msj==true){
      Serial.println("Esperando radio disponible...");
    }
    yield(); // procesa wifi
    delay(100);
  }
  // envio del mensaje LoRa
  LoRa.beginPacket();
  LoRa.write(destino);
  LoRa.write(remite);
  LoRa.write(paqueteID);
  LoRa.write(paquete.length());
  LoRa.print(paquete);
  LoRa.endPacket();
}

void recibirlora(int tamano){
  if (tamano == 0){ 
    paqrcbEstado = 0; //vacio
    return;
    }
  // lectura de paquete
  paqueteRcb = "";
  dir_envio = LoRa.read();
  dir_remite  = LoRa.read();
  paqrcbvID = LoRa.read();
  byte paqrcbTamano = LoRa.read();
  while(LoRa.available()){
    paqueteRcb += (char)LoRa.read();
  }
  if (paqrcbTamano != paqueteRcb.length()){
    paqrcbEstado = 2; // Tamaño incompleto
    return;
  }
  if (dir_envio != dir_local){
    paqrcbEstado = 3; // otro destino
    return;
  }
  if (dir_envio == 0xFF) {
    paqrcbEstado = 4; // Broadcast
    return;
  }
  paqrcbEstado = 1;  // mensaje Nuevo
}

// Sensor lecturas
void sensorLeeDHT(){
  humedad = String(int(dht.readHumidity())).c_str();
  temperatura = String(dht.readTemperature()).c_str();
}

void sensorBateria(){
  int lectura = analogRead(BattPIN);
  // convierte a equivalente en voltios
  float voltaje = (float(lectura)/4096.0)*4.2*3.0/2.0;
  battNivel = String(voltaje).c_str();
}

3.2 LoRa multipunto – Temperatura, Humedad: Esquemático LoRa32

El primer prototipo se realiza usando una placa de desarrollo Heltec Lora 32. EL punto de partida es LoRa multipunto añadiendo los siguientes componentes:

  • Sensor de Temperatura y Humedad DHT-11, puede ser actualizado a DHT-22 para mayor precisión. Se empieza con DHT-11 por tenerlo disponible al inicio.
  • Bateria para añadir portabilidad
  • Panel solar para alimentación, usando un módulo de carga de batería.

3.1 LoRa multipunto – Temperatura, Humedad

Presentación

El sensor numérico más sencillo de implementar es del de temperatura-Humedad con el sensor DHT-11 o DHT-22. Un requerimiento para el  dispositivo es operar a batería, con opción de carga con un panel solar.

El uso de la batería limita el consumo de energía, los módulos LoRa al ser de bajo consumo son los seleccionados.

El punto de partida es la configuración LoRa Multipunto, que modificando e valor del sensor enviado y los elementos correspondientes en MQTT, permite visualizar en la página del broker Home-assistant el valor del sensor.

2.5 LoRa Multipunto – errores de recepción en Gateway

Usando el ejemplo de comunicación multipunto, se revisa la secuencia de paquetes (msjID) enviada por cada uno de los nodos/dispositivos con mensajes que se envían con intervalos aleatorios entre [2-4 segundos].

La base de tiempo de 2 segundos se considera como tiempo que toma un sensor de temperatura DHT11 en dar una nueva lectura.

https://cdn-learn.adafruit.com/downloads/pdf/dht.pdf

Para la lectura de los datos desde el gateway se usa la comunicación por puerto serial (USB). de los datos de cada mensaje se usa el identificador de mensaje (msjID) que indica el orden del mensaje enviado.

Ejemplo de mensaje obtenido por puerto serial desde el «gateway simple»

remite,msjID,mensaje,estado,Rssi,Snr
d2,173,ON,1,-75,12

Usando como factor LoRa.setSpreadingFactor(8), se reduce la tasa de errores desde 0.36 en modo predeterminado de los dispositivos.

Ejemplo de resultados obtenidos.

ID	 [1 2]
cuenta	 [1879 1871]
errores	 [254 312]
increm	 [1 1]
antes	 [190 173]
%error 	 [0.14 0.17]

Instrucciones en Python

# prueba de recepción de mensajes
# en Gateway LoRa mutipunto
# edelros@espol.edu.ec

import numpy as np
import serial, time

# INGRESO
puerto = 'com8'
baudios = 115200
n = 2
encabezado =['ID','cuenta',
             'errores','increm',
             'antes']
m = len(encabezado)
tabla = np.zeros(shape=(n+1,m),dtype=int)
d_error = np.zeros(n+1,dtype=float)

for f in range(1,n+1,1):
    tabla[f,0]=f

# PROCEDIMIENTO
arduino = serial.Serial(puerto, baudios)
arduino.setDTR(False)
time.sleep(0.3)

# limpia buffer de datos anteriores
arduino.flushInput()  
arduino.setDTR()  
time.sleep(0.3)
print('\nEstado del puerto: ',arduino.isOpen())
print('Nombre del dispositivo conectado: ', arduino.name)
print('Dump de la configuración:\n ',arduino)
print('\n###############################################\n')

np.set_printoptions(precision=2)
# Lectura de datos
while True:
    # espera hasta recibir un dato
    while (arduino.inWaiting()==0):
        pass
    
    # lee binario del puerto serial
    lectura = arduino.readline()
    # binario a texto, elimina /r/n
    texto = lectura.decode().strip()
    print(texto)
    tamano = len(texto)
    if tamano>=3:
        if (texto[0]=='d' and texto[2]==','):
            partes = texto.split(',')
            msjID = int(partes[0][1])
            
            # incremento
            antes = tabla[msjID,4]
            ahora = int(partes[1])
            tabla[msjID,4] = ahora
            incremento = ahora - antes
            tabla[msjID,3] = incremento
            # cuenta
            if antes>0 and incremento>0:
                tabla[msjID,1]=tabla[msjID,1] + incremento
            # error
            if (tabla[msjID,1]>1 and incremento>1):
                tabla[msjID,2] = tabla[msjID,2]+incremento-1
            if (tabla[msjID,1]>0):
                d_error[msjID]=float(tabla[msjID,2])/tabla[msjID,1]
            for i in range(0,m,1):
                print(encabezado[i]+"\t",tabla[1:,i])
            print("%error \t",d_error[1:])
    
# Cerrar el puerto serial.
serial.Serial.close

2.4 LoRa Multipunto – MQTT- HA

Para visualizar los resultados en el broker Home-assistant, usando los valores del servidor MQTT, se añaden las siguientes lineas en el archivo configuration.yaml.

light:
  - platform: mqtt
    name: 'invernaderoD1'
    state_topic: 'invernadero/loraD1/valor'
    command_topic: 'invernadero/loraD1/cambia'
    optimistic: false
  - platform: mqtt
    name: 'invernaderoD2'
    state_topic: 'invernadero/loraD2/valor'
    command_topic: 'invernadero/loraD2/cambia'
    optimistic: false

el ejemplo describe la configuración para dos dispositivos D1 y D2, con los valores de «ON» y «OFF».

Para la presentación en home-assistant, se añade una tarjeta de «entidades», indicando los elementos de cada sensor. Especificarlos como luz, permite disponer del estado «ON» y «OFF» junto al boton de control para encender y apagar.

type: entities
entities:
  - entity: light.invernaderod1
  - entity: light.invernaderod2

2.2 LoRa Multipunto – HELTEC ESP32+LoRa Dispositivo.ino

Referencia: https://github.com/Heltec-Aaron-Lee/WiFi_Kit_series

Para prueba del concepto, se implementa un dispositivo simplificado, un dispositivo que emite un «parpadeo» binario como estado de sensor.

Estado del sensor

El estado del sensor se indica con los valores "ON" encendido y "OFF" para apagado. El parpadeo se realiza a intervalos de tiempo de duración aleatoria entre 1 a 3 segundos.

Direccionamiento

El direccionamiento se realiza usando un numero hexadecimal almacenado en un byte. Por facilidad de identificación, se usa como dirección :

  • Dispositivo usa "D1" por la inicial, los otros dispositivos serán "D2","D3", etc.
  • gateway usa la dirección "C1" cuya inicial es de Concentrador o coordinador, nombre también usado en otras tecnologías.

El algoritmo esta realizado para una placa de desarrollo LoRa, la disponible es de marca Heltec LoRa ESP32 que ofrece librerías simplificadas. Un siguiente paso de desarrollo consiste en usar un módulo LoRa y un Arduino Uno por ejemplo, realizado con librerías más generales.

Instrucciones

Las instrucciones de dividen en el bloque principal, el procedimiento de sensor, y los procedimientos LoRa para envío y recepcion, separados en cada pestaña.

Bloque principal

Declara las librerias para el módulo o placa de desarrollo Heltec, se indica los parámetros LoRa como la Banda ISM que para Ecuador es US915, también se establecen las variables para el manejo de los mensajes de envío y recepción, tiempo de lecturas del sensor «simulado» para la prueba.

El bucle de configuración setup() inicializa el módulo y el de operación loop() revisa los tiempos en los que se debe realizar la lectura del sensor y el envío del mensaje LoRa. Luego revisa si se ha recibido un mensaje LoRa para mostrarlo en la ventana del «monitor serie».

 

/* Dispositivo Sensor Blink Parpadeo ON/OFF
 * http://blog.espol.edu.ec/girni/lora-multipunto-esquema/
 * Referencia: Ejemplos de Aaron.Lee www.heltec.cn
*/
#include "heltec.h"

// LoRa Banda ISM en Región 915Mhz
#define BAND  915E6      // 433E6,868E6,915E6
byte spread_factor = 8;  // rango 6-12,default 7

// Mensaje LoRa a enviar por direcciones
byte dir_local   = 0xD1; // Dispositivo 1
byte dir_destino = 0xC1; // Dispositivo 2
byte id_msjLoRa  = 0;    // cuenta mensaje
String paqueteEnv= "";   // mensaje

// Mensaje LoRa recibido
byte dir_envio  = 0xD1; // receptor
byte dir_remite = 0xC1; // emisor
String paqueteRcb = ""; // mensaje LoRa
byte   paqRcb_ID  = 0;
byte   paqRcb_Estado = 0;
  // 0:vacio, 1: nuevo, 2:incompleto
  // 3:otro destinatario, 4:Broadcast

// Mensajes por Puerto Serial activa
boolean serial_msj = true;

// SENSOR Parpadeo
String sensorEstado = "ON"; // ON/OFF: 1/0
// tiempo entre lecturas
long tiempo_antes     = 0;
long tiempo_intervalo = 6000;
long tiempo_espera = tiempo_intervalo + random(3000);

void setup(){
  Heltec.begin(false /*DisplayEnable Enable*/,
    true /*Heltec.Heltec.Heltec.LoRa Disable*/,
    serial_msj /*Serial Enable*/,
    true /*PABOOST Enable*/,
    BAND /*long BAND*/);
  LoRa.setSpreadingFactor(spread_factor);

  //LoRa.onReceive(cbk);
  LoRa.receive();
}

void loop(){
  int rssi_lora = 0; // nivel de señal
  int snr_lora  = 0;
  
  // Enviar mensajes entre intervalos
  long tiempo_ahora   = millis();
  long t_transcurrido = tiempo_ahora - tiempo_antes;
  
  if (t_transcurrido >= tiempo_espera){

    sensor_revisa(); //actualiza sensor
    
    paqueteEnv = String(sensorEstado).c_str() ;
    envia_lora(dir_destino, dir_local,
               id_msjLoRa, paqueteEnv);
    id_msjLoRa = id_msjLoRa + 1;
     
    // mensaje a serial monitor
    if (serial_msj == true){
      Serial.print("Enviado:  ");
      Serial.print(String(dir_local,HEX));
      Serial.print(",");
      Serial.print(String(dir_destino,HEX));
      Serial.print(",");
      Serial.print(id_msjLoRa-1); 
      Serial.print(",");
      Serial.println(paqueteEnv);
    }
    
    tiempo_antes = millis();
    tiempo_espera = tiempo_intervalo + random(3000);
    
    // LED parpadea. Envio LoRa
    digitalWrite(LED, HIGH); delay(100);
    digitalWrite(LED, LOW ); delay(100);
  }

  // Revisar mensajes LoRa entrantes
  int msjRcbLoRa = LoRa.parsePacket();
  if (msjRcbLoRa !=0){
    recibe_lora(msjRcbLoRa);
    rssi_lora = LoRa.packetRssi();
    snr_lora  = LoRa.packetSnr();
    
    if (serial_msj == true){
      if (paqRcb_Estado == 1){
        Serial.print("Recibido: ");
        Serial.print(String(dir_remite,HEX)); 
        Serial.print(",");
        Serial.print(String(dir_envio,HEX));
        Serial.print(",");
        Serial.print(paqRcb_ID);  Serial.print(",");
        Serial.print(paqueteRcb); Serial.print(",");
        Serial.print(rssi_lora);  Serial.print(",");
        Serial.print(snr_lora);   Serial.print(",");
        Serial.println();
      }else{
        Serial.print("Paquete recibido Estado: ");
        Serial.println(paqRcb_Estado);
      }
    }
    
    // LED parpadea Rebibido Lora
    digitalWrite(LED, HIGH); delay(50);
    digitalWrite(LED, LOW ); delay(50);
    digitalWrite(LED, HIGH); delay(50);
    digitalWrite(LED, LOW );
  }
  delay(100);
}

Procedimiento de envío de paquete LoRa

Se toman los valores para destino, remitente, identificador de paquete y el mensaje o paquete a enviar, para realizar el paso de envio del mensaje con la instrucción LoRa.write().

void envia_lora(byte destino, byte remite,
                byte paqueteID, String paquete){
                  
  // espera radio para enviar un paquete
  while(LoRa.beginPacket() == 0){
    if (serial_msj==true){
      Serial.println("Esperando radio disponible...");
    }
    delay(100);
  }
  
  // envio del mensaje LoRa
  LoRa.beginPacket();
  LoRa.write(destino);
  LoRa.write(remite);
  LoRa.write(paqueteID);
  LoRa.write(paquete.length());
  LoRa.print(paquete);
  LoRa.endPacket();
}

Procedimiento de recepción de paquete LoRa

Para recibir un paquete LoRa se procede en el mismo orden realizado para el envío, es decir primero se recibe la dirección de envío, la dirección del remitente, el identificador del mensaje, tamaño del mensaje en bytes, todo lo que viene luego es el mensaje transmitido.

Luego se revisa el tamaño del paquete recibido y se compara con el valor de la variable de tamaño del mensaje. Esto permite validar si el mensaje se ha recibido completo o requiere alguna retransmisión.

void recibe_lora(int tamano){
  if (tamano == 0){ 
    paqRcb_Estado = 0; //vacio
    return;
    }
    
  // lectura de paquete
  paqueteRcb = "";
  dir_envio  = LoRa.read();
  dir_remite = LoRa.read();
  paqRcb_ID  = LoRa.read();
  
  byte paqRcb_Tamano = LoRa.read();
  while(LoRa.available()){
    paqueteRcb += (char)LoRa.read();
  }
  
  if (paqRcb_Tamano != paqueteRcb.length()){
    paqRcb_Estado = 2; // Tamaño incompleto
    return;
  }
  if (dir_envio != dir_local){
    paqRcb_Estado = 3; // otro destino
    return;
  }
  if (dir_envio == 0xFF) {
    paqRcb_Estado = 4; //Broadcast, difusion
    return;
  }
  paqRcb_Estado = 1;   // mensaje Nuevo
}

Procedimiento para el sensor

En el ejercicio el procedimiento para el sensor consiste en altenar los valores entre encendido y apagado, el valor cambia cada vez que se use el procedimiento sensor_revisa()

// Sensor Simulado
void sensor_revisa(){
    if (sensorEstado == "ON"){
      sensorEstado = "OFF";
    }else{
      sensorEstado = "ON";
    }
}

Para subir todas las instrucciones recuerde primero seleccionar la placa de desarrollo correspondiente y verificar el puerto com al que se conecta

Resultados en monitor serie

El resultado observable en monitor serie es semejante al mostrado:

Serial initial done
LoRa Initial success!
Enviado:  d1,c1,0,OFF
Enviado:  d1,c1,1,ON
Enviado:  d1,c1,2,OFF
Enviado:  d1,c1,3,ON

Pruebas punto a punto

Para realizar pruebas punto a punto, es necesario usar todas las instrucciones anteriores y cambiar solamente la dirección local y destino del mensaje y  en el bloque principal siguiendo el esquema:

// LoRa envia paquete, direccion, contador
byte dir_local    = 0xC1; // Dispositivo 1
byte dir_destino  = 0xD1; // Dispositivo 2

En el caso de recepción, los valores se actualizan en el procedimiento, dado que las direcciones son parte de la trama de datos, por lo que los valores declarados son solo referenciales.

// LoRa recibe paquete
byte dir_envio  = 0xC1;  // receptor
byte dir_remite = 0xD1;  // emisor

Con lo que se pueden intercambiar mensajes entre dispositivos, modalidad punto a punto, obteniendo el siguiente resultado si están conectados las dos placas de desarrollo.

2.1 LoRa Multipunto – Esquema

El esquema básico de comunicación de mensajes en los ejemplos es de punto a punto.

El siguiente nivel de comunicación es a varios dispositivos donde se requiere identificación o dirección del cada dispositivo.

En comunicación multipunto, la dirección (local y destino) permite identificar al emisor y receptor. Con las direcciones se pueden enviar mensajes entre dispositivos: uno a uno, uno a varios.

Se usa un esquema simple de direcciones en hexadecimal con la nomenclatura:

– «D#» para dispositivos y
– «C#» para concentradores o gateways en la red,

El símbolo «#» indica el número de dispositivo en la red. La dirección es numérica Hexadecimal donde se aprovecha los símbolos «D» y  «C» para simplificar la asignación de direcciones en los prototipos, no es un limitante en la aplicación solo una forma didáctica de facilitar la identificación.

Una vez establecida la comunicación multipunto, el siguiente paso es conectar la red LoRa  a otras redes, por lo que se designa un elemento de red como Gateway/Coordinador. La definición en este caso es semejante a otras redes inalámbricas como lo usado en Zigbee.

El dispositivo coordinador o gateway si es un módulo LoRa ESP32, permitirá enviar el mensaje por la red WiFi al broker. El formato del mensaje a emplear es MQTT aprovechando los conceptos descritos para dispositivos con WiFi.

El broker recibe los mensajes en MQTT y los gestiona con Home-Assistant. A partir de aquí, los datos se pueden visualizar en una página web (local o en nube).

Referencia: https://www.semtech.com/lora/what-is-lora

IDE Arduino con HELTEC ESP32+LoRa

Referencia: Heltec ESP32+LoRa Series https://heltec-automation-docs.readthedocs.io/en/latest/esp32/quick_start.html

1. HELTEC ESP32+LoRa –  Incluir entre las tarjetas del IDE

Para añadir las placas de desarrollo al entorno Arduino IDE, se procede con:

1.1. En el menú Archivo/Preferencias, se añade en la sección “Gestor de URL’s Adicionales de Tarjetas” la dirección:

https://resource.heltec.cn/download/package_heltec_esp32_index.json

en caso de existir otra dirección previa, se añade con una coma ‘,’

1.2. En el menú de Herramientas, Placas, Gestor de tarjetas, se añade “Heltec ESP32 Series Dev-boards”

Para facilitar la búsqueda de indica «Heltec» en la casilla y se procede a instalar la placa:

1.3. con lo que es posible usar las placas Heltec Lora con ESP32, seleccione el modelo que dispone para las pruebas. Recuerde seleccionar «LoRaWan Region» que para Ecuador es US915 que es la frecuencia de operación para el módulo.

2. Librerias

2.1 Librerías básicas

Las librerias se instalan en el menú «Programa/Incluir Libreria/ Administrar Bibliotecas».

descargar la correspondiente para Heltec LoRa ESP32

Con lo que se pueden usar las librerías y ejemplos proporcionados para el modelo de placas de desarrollo.

2.2 Librerías para LoraWAN- descargando librería

Una alternativa para instalar las librerías en caso de no poder usar la anterior se usa la descarga del archivo libreria.zip desde el repositorio:

https://github.com/HelTecAutomation/ESP32_LoRaWAN

use los botones marcados en rojo

Añadir el archivo descargado a la librerías del IDE arduino en el menú Programa/incluir_Librería/Añadir_biblioteca_.ZIP

Al añadir la librería se puede observar que se encuentra instalada usando el menú Programa/incluir_Librería/ Administrar Bibliotecas.

con esta acción es posible usar la libreria mediante la instrucción:

#include <ESP32_LoRaWAN.h>

3. Identificador de Dispositivo- Chip-ID

Con la librería descargada en el paso anterior, se puede obtener el identificador de dispositivo Chip ID que también es la dirección física MAC.

Con  éste número, también se  genera un código de licencia que se valida en la librería Heltec al usar el módulo o placa de desarrollo.

int64_t chipid;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  //The chip ID is essentially its MAC address(length: 6 bytes).
  chipid=ESP.getEfuseMac();
  Serial.printf("ESP32 Chip ID = %04X",(uint16_t)(chipid>>32));//High 2 bytes
  Serial.printf("%08X\n",(uint32_t)chipid);// Low 4bytes.
  delay(3000);
}

Recuerde hay que realizar este paso para cada módulo, es identificador que debe conservar para usar ese módulo específico.
El resultado depende de cada módulo, pero es semejante al siguiente:

ESP32 Chip ID = 8070AF286F35
ESP32 Chip ID = 8070AF286F35

La licencia se obtiene en

https://resource.heltec.cn/search/

Luego de confirmar el número ingresado se obtiene el número de licencia

 

Referencia:

– Licencia:  https://resource.heltec.cn/search/

– Chip ID, use el script del enlace:  Chip ID read example.

2.3 LoRa Multipunto – Gateway.ino básico con LoRa-ESP32

El prototipo para un gateway simple se inicia con la función de recepción de mensajes que hay que procesar para enviarlos aun servidor MQTT. A partir de donde se gestionan los datos de los sensores.

Para el prototipo se usa placa de desarrollo que contiene: un  módulo LoRa y un SoC ESP32. Si se reutiliza algunos componentes de algoritmos usados para los dispositivos con WiFi, la versión inicial se conecta un router IP via WiFi de donde se envia el mensaje MQTT.

El mensaje MQTT require la descripción de un tópico, por lo que en la conformación del tópico se usa la dirección de envío.

Los valores usados en el mensaje MQTT, son el estado del sensor u otro valor que se requiera. Para facilitar el seguimiento inicial de datos, se publica el identificador de mensaje, que es un contador ascendente que permite observar la secuencia del número de mensaje.

Gateway Multipunto – Recepción Lora y envío MQTT

Para el ejercicio se habilitan dos dispositivos «D1» y «D2», comprobando los mensajes recibidos de varias formas:

– mensajes por puerto serial
– mensajes MQTT en servidor

Instrucciones en Arduino

Los bloques se crean a partir del ejemplo de LoRa Mutipunto para dispositivos, aprovechando que el módulo Heltec LoRa-ESP32 tiene incorporado WiFi. Aunque no se encuentran todos los canales disponibles al mismo tiempo para recibir todas las señales, se aprovecha que si el  canal está libre se puede realizar la transmisión del estado del sensor desde LoRa hacia WiFi para llegar hasta el broker MQTT.

El ejercicio es una prueba de concepto, pues un gateway completo debe estar atento a todos los canales de transmisión y tener la capacida de atención a cada uno de ellos simultaneamente.

Bloque principal

En el bloque principal se adjuntan los parámetros de conexión por WiFi, asi como las instrucciones de inicialización. Desde luego será necesario añadir los procedimientos de WiFi y MQTT.

/* Dispositivo Gateway: LoRa/WiFi/MQTT/Home-Assistant
 * http://blog.espol.edu.ec/girni/lora-multipunto-esquema/
 * Referencia: Aaron.Lee www.heltec.cn, 
 * https://github.com/Heltec-Aaron-Lee/WiFi_Kit_series
*/
#include "heltec.h"
#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>

// LoRa Banda ISM en Región 915Mhz
#define BAND 915E6       //433E6,868E6,915E6
byte spread_factor = 8;  // rango 6-12,default 7

// Mensaje LoRa a enviar por direcciones
byte dir_local   = 0xC1; // Dispositivo 1
byte dir_destino = 0xD1; // Dispositivo 2
byte id_msjLoRa  = 0;    // cuenta mensaje
String paqueteEnv = "";  // mensaje

// Mensaje LoRa recibido
byte dir_envio  = 0xC1; // receptor
byte dir_remite = 0xD1; // emisor
String paqueteRcb = "OFF"; // mensaje LoRa
byte   paqRcb_ID  = 0;
byte   paqRcb_Estado = 0;
  // 0:vacio, 1: nuevo,   2:incompleto
  // 3:otro destinatario, 4:Broadcast

// LED interno, ESP01-pin=1, ESP07-pin=2
int LED_pin = LED; //LED interno Heltec

// Mensajes por Puerto Serial
boolean serial_msj = true;

// tiempo entre lecturas
long tiempo_antes     = 0;
int  tiempo_intervalo = 6000;
long tiempo_espera = tiempo_intervalo + random(3000);

// WIFI: conexión a Router
char* ssid     = "miRouter";
char* password = "miRouterclave";

// MQTT: Servidor
char* MQTT_IP = "192.168.10.50";
uint16_t MQTT_puerto  = 1883;
char* MQTT_usuario    = "usuarioprueba";
char* MQTT_contrasena = "usuarioclave";

// MQTT: Dispositivo Sensor
char* MQTT_ID = "LoraGatewayC1";
String topico_base  = "invernadero/lora";
String topico_valor = "/valor";
char MQTT_TOPIC[50] = ""; // construido en algoritmo
char MQTT_SensorEstado[10] = "OFF";
boolean mqtt_desconectado = true;

// MQTT: Dispositivo Actuador
String topico_accion = "/cambia";
char MQTT_COMMAND[50] = "";
char MQTT_ActuadorEstado[10] = "OFF";
boolean actuador_estado  = false;
boolean actuador_bandera = false;
char* sensor_ON  = "ON";
char* sensor_OFF = "OFF";

// Clientes WiFi y MQTT
WiFiClient   wificlient;
PubSubClient mqttclient(wificlient);

void setup(){
  Heltec.begin(false /*DisplayEnable Enable*/,
    true /*Heltec.LoRa Disable*/,
    serial_msj /*Serial Enable*/,
    true /*PABOOST Enable*/,
    BAND /*long BAND*/);
  LoRa.setSpreadingFactor(spread_factor);
  
  //LoRa.onReceive(cbk);
  LoRa.receive();
  
  inicia_wifi(); // conexión WIFI y MQTT
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED){
    inicia_mqtt();
    }
}

void loop(){

  // LoRa Revisa mensajes de dispositivos
  int msjRcbLoRa = LoRa.parsePacket();
  if (msjRcbLoRa !=0){
    recibe_lora(msjRcbLoRa);
    int rssi_lora = LoRa.packetRssi();
    int snr_lora  = LoRa.packetSnr();
       
    if (serial_msj==true){
      if (paqRcb_Estado == 1){
        Serial.print("Recibido: ");
        Serial.print(String(dir_remite,HEX));Serial.print(",");
        Serial.print(String(dir_envio,HEX)); Serial.print(",");
        Serial.print(paqRcb_ID);  Serial.print(",");
        Serial.print(paqueteRcb); Serial.print(",");
        Serial.print(rssi_lora);  Serial.print(",");
        Serial.print(snr_lora);   Serial.print(",");
        Serial.println();
      }else{
        Serial.print("Paquete recibido Estado: ");
        Serial.println(paqRcb_Estado);
      }
    }
    
    // LED parpadea. Rebibido LoRa 
    digitalWrite(LED, HIGH); delay(50);
    digitalWrite(LED, LOW ); delay(50);
    digitalWrite(LED, HIGH); delay(50);
    digitalWrite(LED, LOW );
  }

  
  // MQTT publica estado recibido desde LoRa
  if (msjRcbLoRa !=0 && paqRcb_Estado == 1){
    
    if (mqttclient.connected()==true){
      publica_mqtt();
    }
  }

  // LoRa Reenvia a dispositivo
  if (actuador_bandera == true){
    id_msjLoRa = id_msjLoRa +1;
    envia_lora(dir_destino, dir_local, 
               id_msjLoRa, paqueteEnv);
    actuador_bandera = false;
  }

  // Revisa estado WiFi y MQTT
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED){
    inicia_wifi();
  }else{
    if (mqttclient.connected () == false){
      mqtt_desconectado = true;
      inicia_mqtt(); // reintento
    }
    if (mqttclient.connected() == true){
      if (mqtt_desconectado==true){
        publica_mqtt();
        mqtt_desconectado=false;
      }
      mqttclient.loop();
    }
  }
  delay(100);
}

LoRa – envío de mensajes

void envia_lora(byte destino, byte remite,
                byte paqueteID, String paquete){

  // espera radio para enviar un paquete
  while(LoRa.beginPacket() == 0){
    if (serial_msj==true){
      Serial.println("Esperando radio disponible...");
    }
    delay(100);
  }
  
  // envio del mensaje LoRa
  LoRa.beginPacket();
  LoRa.write(destino);
  LoRa.write(remite);
  LoRa.write(paqueteID);
  LoRa.write(paquete.length());
  LoRa.print(paquete);
  LoRa.endPacket();
}

LoRa – Recibe mensajes

void recibe_lora(int tamano){
  if (tamano == 0){ 
    paqRcb_Estado = 0; //vacio
    return;
  }
    
  // lectura de paquete
  paqueteRcb = "";
  dir_envio  = LoRa.read();
  dir_remite = LoRa.read();
  paqRcb_ID   = LoRa.read();
  
  byte paqrcbTamano = LoRa.read();
  while(LoRa.available()){
    paqueteRcb += (char)LoRa.read();
  }
  
  if (paqrcbTamano != paqueteRcb.length()){
    paqRcb_Estado = 2; // tamaño incompleto
    return;
  }
  if (dir_envio != dir_local){
    paqRcb_Estado = 3; // otro destino
    return;
  }
  if (dir_envio == 0xFF) {
    paqRcb_Estado = 4; // Broadcast, difusion
    return;
  }
  paqRcb_Estado = 1;   // mensaje Nuevo
}

MQTT- inicia

void inicia_mqtt(void){
  int esperamqtt = 5;
  int cuentamqtt = 0;
  
  if (serial_msj){
    Serial.print(" MQTT Conectando a ");
    Serial.println(MQTT_IP);
    }

  mqttclient.setServer(MQTT_IP, MQTT_puerto);
  mqttclient.connect(MQTT_ID, MQTT_usuario, MQTT_contrasena);
  mqttclient.setCallback(recibe_mqtt);
  
  while (!mqttclient.connected() && (cuentamqtt<=esperamqtt)) {
    cuentamqtt = cuentamqtt + 1;
    if (serial_msj){
      Serial.print(".");
    }
    // LED Monitor parpadeo MQTT
    digitalWrite(LED_pin, HIGH); delay(200);
    digitalWrite(LED_pin, LOW);  delay(200);
  }
  
  if (mqttclient.connected()){
    // publica_mqtt();
    // suscribe a todos los topicos base
  }
  
  if (serial_msj){
    //Fin de "...."
    Serial.print("\n MQTT Conectado: ");
    Serial.print(mqttclient.connected());
    Serial.print("\t Estado: ");
    Serial.println(mqttclient.state());
  }
}

MQTT- publica mensaje

void publica_mqtt() { 
  paqueteRcb.toCharArray(MQTT_SensorEstado,
                         paqueteRcb.length()+1);

  // MQTT Construye tópico por remitente
  String remite = String(dir_remite, HEX);
  remite.toUpperCase();
  String topico = topico_base + remite + topico_valor;
  topico.toCharArray(MQTT_TOPIC,topico.length()+1);
  if (serial_msj==true){
    Serial.print("  ");
    Serial.print(topico); Serial.print("/");
    Serial.println(MQTT_SensorEstado);
  }
  // MQTT Construye tópico por remitente
    String topico_cmd = "";
    topico_cmd += topico_base + remite +"/cambia";
    topico_cmd.toCharArray(MQTT_COMMAND,topico_cmd.length()+1);
    if (serial_msj==true){
      Serial.print("  sucrito: ");
      Serial.println(MQTT_COMMAND);
    }
    
  if (mqttclient.connected()==true){
    mqttclient.publish(MQTT_TOPIC,MQTT_SensorEstado,true);
    mqttclient.subscribe(MQTT_COMMAND);
  }else{
    mqtt_desconectado = true;
  }
}

MQTT- Recibe mensaje

// llega mensaje MQTT, callback mqtt sin confirmación
void recibe_mqtt(char* p_topic, byte* p_payload,
                  unsigned int p_length) {
  if (serial_msj){
    Serial.println("Recibe mensaje MQTT");
    Serial.println(p_topic);
  }
  // convierte a texto
  String payload;
  for (uint8_t i = 0; i < p_length; i++) {
    payload.concat((char)p_payload[i]);
    }
  paqueteEnv = payload;
  
  // direccion destino
  char dispositivo[3] = "D0";
  int desde = topico_base.length();
  dispositivo[0] = p_topic[desde];
  dispositivo[1] = p_topic[desde+1];
  dir_destino = (int) strtol(dispositivo,NULL,16);

  actuador_bandera = true;
  if (mqttclient.connected()==true){
    mqttclient.subscribe(MQTT_COMMAND);
  }else{
    mqtt_desconectado = true;
  }
}

WiFi – inicio

void inicia_wifi(void) {
  int esperawifi = 10;  // >=10 para conectar
  int cuentawifi = 0;
  
  if (serial_msj){
    Serial.print(" WiFi Conectando a ");
    Serial.println(ssid);
    }
  
  WiFi.disconnect(true);
  delay(1000);
  
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.setAutoConnect(true);
  WiFi.begin(ssid,password);
  delay(100);
  
  while(WiFi.status() != WL_CONNECTED && 
             (cuentawifi < esperawifi)){
    cuentawifi = cuentawifi + 1;
    if (serial_msj){
      Serial.print(".");
    }
    // Parpadeo de Monitor Wifi
    digitalWrite(LED_pin, HIGH); delay(300);
    digitalWrite(LED_pin, LOW);  delay(200);
  }
  
  if (serial_msj){
    // mensaje a serial, Fin de "..."
    Serial.println();
    if (WiFi.status() == WL_CONNECTED){
      Serial.print(" Estado: ");
      Serial.println(WiFi.status());
      Serial.print(" MAC: ");
      Serial.println(WiFi.macAddress());
      Serial.print(" IP: ");
      Serial.println(WiFi.localIP());
      Serial.print(" RSSI: ");
      Serial.println(WiFi.RSSI());
      Serial.println();
    }
    if (WiFi.status() != WL_CONNECTED){
        WiFi.printDiag(Serial);
        Serial.println();
    }
  }
}

.