Telecontrol MQTT del simulador IoT-02

Introducció

El simulador iot02sim.binefa.cat disposa d'un pont MQTT bidireccional que permet:

Subscriure's a tots els canvis d'estat de la placa (LEDs, OLED, sensors).
Publicar accions que es reflecteixen tant a QEMU com a la interfície web (botó premut, sliders actualitzats, valors dels sensors).
Tenir múltiples clients simultanis subscrits a la mateixa sessió (bessons digitals, quadres de comandament, entorns 3D...).

El broker és broker.binefa.cat (port 1883 MQTT pla, 8883 TLS, 9002 WebSocket).

Identificació de sessió

Cada instància QEMU té un Session ID únic, visible a la toolbar del simulador (botó ⎘ per copiar-lo). És l'element central de tots els topics MQTT.

El Session ID pot ser un UUID generat automàticament o un nom curt assignat via URL:

https://iot02sim.binefa.cat/#run:sid=grup1&bin=https://...
https://iot02sim.binefa.cat/#open:sid=alumne-joan&code=https://...

Restricció: el Session ID no pot contenir els caràcters /, + ni # (reservats per MQTT).

Esquema de topics

iot02/{sessionId}/state/gpio        → canvis dels LEDs
iot02/{sessionId}/state/oled        → imatge de la pantalla OLED (PNG base64)
iot02/{sessionId}/state/bme         → valors del BME280
iot02/{sessionId}/state/ldr         → valor del LDR
iot02/{sessionId}/state/alive       → presència de la sessió [retained]
iot02/{sessionId}/info              → MAC i estat de la sessió [retained]
iot02/{sessionId}/action/button     → prémer/alliberar un botó
iot02/{sessionId}/action/bme        → canviar valors del BME280
iot02/{sessionId}/action/ldr        → canviar valor del LDR
iot02/sessions                      → llista de sessions actives [retained]

Topics d'estat (backend → subscriptors)

LEDs — `iot02/{sessionId}/state/gpio`

Publicat cada vegada que un LED canvia d'estat.

{"pin": 19, "value": 1}

Pin	LED
19	Blanc
23	Vermell
27	Groc
32	Verd

value 1 = encès, 0 = apagat.

OLED — `iot02/{sessionId}/state/oled`

Publicat cada vegada que el contingut de la pantalla canvia.

{"png": "iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAA..."}

Imatge PNG 128×64 px en blanc i negre, codificada en base64. Es pot mostrar directament com a <img src="data:image/png;base64,{png}"> o aplicar-la com a textura en un entorn 3D.

BME280 — `iot02/{sessionId}/state/bme`

{"temp": 22.5, "rh": 48, "pressure": 1013}

LDR — `iot02/{sessionId}/state/ldr`

{"value": 500}

Rang: 0–4095.

Informació de sessió — `iot02/{sessionId}/info` [retained]

Publicat en arrancar la sessió i en aturar-la. Un client que es connecta tard el rep immediatament sense esperar cap canvi.

{"sessionId": "grup1", "mac": "AA:BB:CC:DD:EE:FF", "active": true}

Presència — `iot02/{sessionId}/state/alive` [retained]

Publicat en arrancar ({"ts": 1234567890}) i en aturar-se (""). Permet detectar sessions caigudes.

Llista global — `iot02/sessions` [retained]

[
  {"sessionId": "grup1", "mac": "AA:BB:CC:DD:EE:FF"},
  {"sessionId": "grup2", "mac": "AA:BB:CC:DD:EE:01"}
]

Topics d'acció (subscriptors → backend)

Les accions es reflecteixen tant a QEMU com a la interfície web (botó visual, sliders i textos actualitzats).

Botó — `iot02/{sessionId}/action/button`

{"pin": 0, "value": 1}

value 1 = premut, 0 = alliberat.

Botó	Pin
IO0	0
I34	34
I35	35

BME280 — `iot02/{sessionId}/action/bme`

Es poden enviar els tres camps o només un:

{"temp": 25.5, "rh": 60, "pressure": 1013}

{"temp": -5.0}

Camp	Rang
`temp`	−40 – 85 °C
`rh`	0 – 100 %
`pressure`	300 – 1100 hPa

LDR — `iot02/{sessionId}/action/ldr`

{"value": 200}

Valor	Significat
0	Màxima llum
4095	Foscor total

Qualitat de servei (QoS)

Topics	QoS	Retained
`state/gpio`, `state/oled`, `state/bme`, `state/ldr`	0	No
`state/alive`, `info`, `sessions`	1	Sí
`action/*`	0	No

Exemples des del terminal (Debian remot)

Prerequisit:

sudo apt install mosquitto-clients

Substituir SESSION_ID pel valor visible a la toolbar del simulador.

Subscripció a tot l'estat d'una sessió

mosquitto_sub \
  -h broker.binefa.cat -p 1883 \
  -u ecat -P clotClot \
  -t "iot02/SESSION_ID/state/#" \
  -v

Prémer el botó IO0

mosquitto_pub \
  -h broker.binefa.cat -p 1883 \
  -u ecat -P clotClot \
  -t "iot02/SESSION_ID/action/button" \
  -m '{"pin":0,"value":1}'

Alliberar el botó IO0

mosquitto_pub \
  -h broker.binefa.cat -p 1883 \
  -u ecat -P clotClot \
  -t "iot02/SESSION_ID/action/button" \
  -m '{"pin":0,"value":0}'

Canviar el valor del LDR (simular foscor)

mosquitto_pub \
  -h broker.binefa.cat -p 1883 \
  -u ecat -P clotClot \
  -t "iot02/SESSION_ID/action/ldr" \
  -m '{"value":4095}'

Canviar temperatura, humitat i pressió

mosquitto_pub \
  -h broker.binefa.cat -p 1883 \
  -u ecat -P clotClot \
  -t "iot02/SESSION_ID/action/bme" \
  -m '{"temp":25.5,"rh":60,"pressure":1013}'

Canviar només la temperatura

mosquitto_pub \
  -h broker.binefa.cat -p 1883 \
  -u ecat -P clotClot \
  -t "iot02/SESSION_ID/action/bme" \
  -m '{"temp":-5.0}'

Veure les sessions actives

mosquitto_sub \
  -h broker.binefa.cat -p 1883 \
  -u ecat -P clotClot \
  -t "iot02/sessions" \
  -C 1

-C 1 rep un sol missatge (el retained) i surt.

URL schemes amb Session ID

El Session ID es pot fixar des de l'enllaç d'accés al simulador:

Scheme	Comportament
`#open:sid=NOM&bin=URL`	Carrega el binari, assigna el Session ID, espera que l'usuari premi "Inicia QEMU"
`#run:sid=NOM&bin=URL`	Carrega el binari, assigna el Session ID i arrenca QEMU automàticament
`#run:sid=NOM&code=URL`	Compila el codi font ZIP, assigna el Session ID i arrenca QEMU

Exemple complet:

https://iot02sim.binefa.cat/#run:sid=grup1&bin=https://github.com/.../firmware.zip

Un cop processat, el hash desapareix de la URL. El Session ID queda desat a localStorage fins que es canvia o s'assigna un de nou.