20

GSM/GPRS Modülü İle MQTT Protokolünün Kullanımı

Bir önceki yazıda ESP8266 ile MQTT protokolünün kullanımı anlatmıştım. Bu yazıda ise benzer şekilde MQTT protokolünü SIM800 serisi bir GSM/GPRS modülü ile kullanalım ve STM32‘nin abone olduğu bir topice gelen mesaja göre basitçe bir led yakma söndürme işlemini yapalım. Bu yazıyı bir önceki yazının devamı olarak düşünebiliriz

Bir önceki yazının sonlarında bahsettiğim port yönlendirme olayını bu yazıda yapacağız. ESP8266 ve brokerın çalıştığı bilgisayar aynı Wi-Fi ağına bağlı olduğu için port yönlendirme yapmamıştım. GSM modülü GPRS bağlantısı ile brokera dışarıdan bağlanacak yani aynı ağ içerisinde olmayacağı için port yönlendirme yapmamız gerekir. Port yönlendirmeyi modem arayüzünden “NAT” sekmesinden yapabilirsiniz.

Port Yönlendirme

Yukarıdaki resimde benim port yönlendirme için yaptığım ayarlar görülmektedir. Yerel IP adresi brokerın çalıştığı bilgisayarın IP numarası olmalı ve port yine 1883 olmalı.

Port yönlendirme ayarlarını yaptıktan sonra brokerı çalıştırıp port yönlendirme işleminin yapılıp yapılmadığını kontrol etmekte fayda var. Bunun için bazı siteler var. Mesela canyouseeme.org sitesine giderseniz karşınıza aşağıdaki gibi bir sayfa çıkacak.

Bu siteden portun açık olup olmadığını kontrol edebilirsiniz. Buradaki IP numarası sizin internetinizin IP numarasıdır. Bu IP numarasını brokera bağlanırken kullanacağız.

NOT: Burada değinmek istediğim önemli bir nokta var. Bazı internet sağlayıcı firmalar havuz IP sistemine geçmiş. Bu yüzden siz port açsanız bile dışarıdan o porta erişemiyorsunuz. Porta erişebilmek için statik IP almak gerekiyor ve bununda aylık belli bir ücreti var.Ben 1883 portuna erişmek için uzunca bir zaman harcamıştım.Sonradan öğrendim ki internet sağlayıcımdan kaynaklanan bir sorunmuş. Eğer sizde açtığınız porta dışarıdan erişemiyorsanız bu yüzden olabilir.

Brokera Bağlanma

MQTT paket formatının detaylarına bir önceki yazıda değinmiştim. Bir önceki yazıya ulaşmak için burayı tıklayabilirsiniz ->ESP8266 ve STM32 ile MQTT Protokolünün Kullanımı

Kullanacağımız MQTT paket formatlarını hatırlayalım.

MQTT Paket Formatı

Brokera bağlanmak için yazdığım fonksiyon aşağıdaki gibidir. Paket formatının içeriği değişmediği için bu fonksiyondaki değişiklikler sadece AT komutlarında yapılmıştır.

Bu fonksiyonda ESP8266 için yazılan fonksiyona göre bir kaç farklılıklar ve ekstradan AT komutları var. Bunlara biraz değinelim.

AT+CSTT=”internet”,””,”” : Bu komut ile APN ayarlarını yapıyoruz. Ben GSM modüle Turkcell simkart taktığım için APN ayarlarını bu şekilde yaptım.

AT+CIICR: GPRS bağlantısı kurmak veya aktif etmek için bu komutu kullanıyoruz.

AT+CIPSTART=”TCP”,”212.125.xx.xxx”,”1883″: Bu komut ESP8266 da kullanılan TCP/IP bağlantı komutuna benzesede gözden kaçan ufak bir farklılık var. ESP8266 için kullanılan komutta port bilgisi çift tırnak işareti olmadan gönderiliyor. SIM800 modülü için ise port değeri de çift tırnak arasında olması gerekli. Ayrıca buradaki IP adresi yukarıda bahsettiğim canyouseeme.org sitesinde görülen sizin internetinizin IP adresi olmalı.

ATE0: Bu tarz AT komutları ile haberleşen modüllerde eko(echo) olarak adlandırılan bir durum vardır. Siz uart üzerinden modüle gönderdiğiniz komutu GSM modül işlemeden önce sizin gönderdiğiniz mesajı aynen size geri iletir. Subscribe olduğumuz topice gelen mesaj da yine uart üzerinden STM32’ye geleceği için rx_buffer’da gönderdiğim verilerin tekrar kaydedilmesini istemediğim için echo modunu pasif ediyorum(ATE0->Echo mode off,ATE1->Echo mode on).

Subscribe ile Publish fonksiyonlarında bir değişiklik yapmadım.

MQTT ile Basitçe Bir LED Yakma/Söndürme

Son olarak STM32‘ye bağlı bir ledi MQTT protokolünü kullanarak yakıp söndürme işleminden bahsetmek istiyorum. Bu işlemi şöyle yapacağız; STM32 ile “IOT” topic’ine abone olacağız ve telefona daha önce indirdiğim MyMQTT isimli uygulamadan bu topic’e basitçe bir mesaj gönderip(ON veya OFF) led yakıp söndüreceğiz. Kolay anlaşılması açısından olabildiğince olayı basite indirmeye çalışacağım. Mantığını anladığınız zaman istediğiniz gibi mesaj gönderip led yakıp söndürmekten daha farklı işlemleri yapabilirsiniz.

Peki subsribe olunan topice bir mesaj geldiğinde STM32’ye uart üzerinden nasıl veriler gelir? Şöyle düşünelim; Telefondan veya başka bir bilgisayardan bir topice mesaj gönderdiğimizde yani yayın(publish) yaptığımızda belli paket formatında veriler gönderiyorduk. Aynı şekilde STM32 ile yayın yaparken de bu formatı uart üzerinden göndererek yayın yapıyorduk. Burada aslında yayını biz broker’a yapıyoruz ve broker bizim yayın yaptığımız topice abone olan başka bir cihaz var ise aynı şekilde broker da o cihazlara yayın yapıyor. Yani kısaca STM32 ile abone olduğumuz topice bir mesaj geldiğinde publish paket formatının aynısı uart üzerinden STM32’ye gelmesi gerekir.

Publish Paket Formatı

Bu paketin içerisinden mesajı verisini çekip buna göre bir karar mekanizması kurmamız gerekir. Bu mesajı çekmek için basitçe şöyle bir algoritma kullandım.

  1. Buffer içerisinde publish paket formatın başlangıç değeri(0x30) bir for döngüsü ile aranıp bu değişkenin buffer içerisindeki yeri saptanır.
  2. Daha sonra 0x30 değerinden sonraki 3 değer okunup topic adı uzunluğu ve remain length çekilir.
  3. message_length = remain_length -(topic_length + 2) ile okunacak olan mesaj uzunluğu hesaplanır.
  4. Bir başka for döngüsü ile mesaj bir başka diziye kaydedilir.

Mesajı çeknek için yazdığım fonksiyon aşağıdaki gibidir.

Bu fonksiyonun içine her komut geldiğinde değişikliği LED isimliği topice gönderecek şekilde publish fonksiyonunu ekledim. Son olarak memset fonksiyonu ile rx_buffer ve message dizilerini sıfırladım. Mesajı çekmek için kullandığım bu fonksiyonu sonsuz döngü içerisinde aşağıdaki gibi kullandım.

Aşağıda MyMQTT ile gönderdiğim komutlara karşılık gelen cevapların ekran görüntülerini ekledim.

MyMQTT Uygulaması

MyMQTT Uygulaması

STM32 Kodlarının Tamamı

Proje dosyasını Github‘tan indirmek için buraya tıklayabilirsiniz.

Yazıda yanlış bir bilgi veya gözden kaçırdığım eksik bir şey varsa yorumlarda belirtiniz.

İyi Çalışmalar…

Kaynaklar:

Mehmet Topuz

20 Comments

  1. Merhaba. Bir öğrenci olarak yazılarınızdan çok faydalanıyorum. 2 sorum var. ESP8266’nın wifi ya da mqtt broker bağlantısı kopunca while loop içinde tekrar nasıl bağlanabilirim? Ayrıca Read_message fonksiyonunu delay olmadan interrupt ile nasıl çalıştırabilirim? HAL_UART_RxCpltCallback() içinde yazdım ama çalışmadı nedense.

    • 1-) MQTT de “ping request” paketi var bu paketi server’a gönderdiğinizde size “ping response” paketini gönderir. Keep alive süresi 60 ise siz her 50 saniye de bir servera ping request paketini gönderirseniz server-client bağlantısı kesilmeyecektir. Eğer ping request e cevap olarak ping response paketini göndermiyorsa server ile bağlantınız kopmuş demektir. Yani serverın ping requeste gönderdiği cevabı güzelce okuyup server bağlantısının olup olmadığına dair bir kontrol mekanizması kurmanız gerek. Bu aşamadan sonra eğer bağlantı kesilmiş ise tekrar Connect_Broker ve subscribe fonksiyonlarını sırasıyla tekrar çağırmalısınız.
      2-) HAL_UART_RxCpltCallback() fonksiyonu uart üzerinden belli bir byte alındıktan sonra bir kere çalışır. Uart tan gelen her bir byte ta USART1_IRQHandler() fonksiyonuna dallanır program. Uart hal kütüphaneleri ile okumak burada çok kullanışlı değil. Çünkü hal_uart_receive_it() fonksiyonu veya diğeri sizden UART tan kaç byte veri okunacağına dair sizden bir parametre bekler fakat server ın göndereceği byte lar belli bir uzunlukta değildir mesajın boyutuna göre değişiklik gösterir. Daha sağlıklı okuma için kendi uart interrupt kodlarınızı geliştirmenizi öneririm. Hatta DMA ile okursanız daha iyi olacaktır. Yazıdaki örnekte receive_it fonksiyonu ile 100 byte okunacak şeklinde kullanmışım ama o 100 byte’ın tamamını okumadan abort_receive_it() fonksiyonunu kullanmışım. Yani buffer içerinde mesaj verisini çektikten sonra bir nevi haberleşmeyi tekrardan başlatmışım. Buradaki bekleme süresi de o yüzden. Eğer az da olsa bir bekleme olmaz ise islemci çok hızlı çalışacağı için daha paketin hepsini almadan sürekli buffer ı temizleyecektir.
      Dediğim gibi bunun için daha iyi bir uart okuma algoritması geliştirilebilir.

  2. I used the Uart_Ring buffer of another tutorial along with your tutorial to replace UArt_RxClpt. But when I use it to send it can’t send like HAL_Uart_Transmit function. If possible, can you take a look at it and help me not: “(When it connect, handling the interrupt gives me a headache 🙁
    I really need your help, I’ll send you a post about Ring_buffer.

  3. Mehmet Bey merhaba
    sim800c modulündeki rx1 tx1 ve rx2 tx2 ile aynı anda iki farklı mikrodenetleyici ile internet bağlantısı sağlayabilir miyiz ben denediğim zaman sadece ilk bağlanan cihaz internete girebiliyor bunun bir çözümü var mı acaba ?

  4. Hocam öncelikle yazı için çok teşekkürler .2 sorum olacaktı.Ben şimdi usb-ttl ile sim800l yi termite programı ile kullanıyorum.Paketleri yolladım sim800l yi subscriber yaptım evet cevap da alabiliyor yalnız cevap geldikten sonra bazen 2 .publishten sonra bazen 3.publishten birkaç sn sonra CLOSED bilgisi geliyor ve TCP bağlantısı kopuyor.Brokerı buradan kurdum:https://randomnerdtutorials.com/cloud-mqtt-mosquitto-broker-access-anywhere-digital-ocean/

    Connect paket:0x10 0x12 0x00 0x04 0x4D 0x51 0x54 0x54 0x04 0x02 0x00 0x3C 0x00 0x06 0x41 0x42 0x43 0x44 0x45 0x46
    SUBS PACKET:0x82 0x0A 0x00 0x01 0x00 0x05 0x69 0x6C 0x6B 0x65 0x72 0x00
    bu paketleri yolluyorum termitten.Neden CLOSED bilgisi geliyor anlayamadım.

    2.sorum gelen bilgidepublish yazıldığı zaman verinin en başında 0 geliyor daha sonra hex olarak toplma byte daha sonra yine hex olarak topic length daha sonra da topic ve mesaji geliyor bu ilk baştakiler neden geliyor?Ben bir yeri mi kaçırıyorum?

    • Merhaba İlker,
      Bu closed bilgisi kullandığın broker’dan kaynaklı olabilir. Geçen gün yaşadığım bir olaydan bahsedeyim. STM32 ve ESP8266 ile HiveMQ’nin public broker’ına bağlanmaya çalıştım. Bağlantı gayet başarılı gerçekleşti fakat 1 sn aralıklarla sürekli olarak mesaj göndermek istediğimde 4 veya 5. gönderimden sonra bağlantı otomatik olarak kesildi. Aynı kodu local bir brokerda denediğimde 1 saat boyunca hiç kesilmeden saniyede bir publish yapabildim. 1 saat sonra bağlantıyı kendim kestim 🙂 Yani bu sorun brokerdan kaynaklı olabilir. Muhtemelen bu public brokerların bir koruma mekanizması falan var o yüzden bağlantıyı kesiyor olabilirler. Local bir broker kurup deneyebilirsin. Ayrıca GSM/GPRS modülleri internete bağlanacadkları sırada biraz fazla güç harcıyorlar diye hatırlıyorum. Eğer sim800L beslemesi yeterli değilse arada bir böyle bağlantı kopmaları yaşanabilir.
      2. soruya gelecek olursak Server publish mesajı olduğu gibi client’a iletmesi gerekiyor diye biliyorum. Yani publish paketin aynısı sim800l üzerinden MCU’ya gelmesi gerekir. Bu durumda gelecek olan ilk byte publish paketin fixed header’ı olması gerekir( Qos, Dup flag ve retain bitine bağlı olarak değişebilir). Burada neden sıfır geldiğine dair bir fikrim yok fakat sıfırdan sonra gelen remain length, topic length byte’larının gelmesi normal.
      Bu aralar bu MQTT için bir driver yazıyorum daha efektif bir şekilde kullanmak için. Bu yazıda MQTT kullanımı çok amatörce bunu kabul ediyorum zaten burada amacım basitçe bu iş nasıl oluyor onu anlatabilmekti. Yeni hazırladığım yazıda bu işi biraz daha profesyonelleştirip efektif bir kütüphane yazmaya çalışıyorum. En kısa zamanda o yazıyı da paylaşacağım.

      • Hocam cevap için teşekkürler .Dokümanda subscribe olan topic için gelen mesaj response nerede yazıyor?Belki orada başında neden 0 geldiğini açıklayan bir yer olabilir ama ben göremedim .Gönderdiğim paketlerlerde yanlışlık yok herhalde?
        Gelen cevap şu şekilde :
        0[14][00][05]ilkerHello, world!
        [14]:Bu length olması gerek 20 bayt
        [00][05]:Topic length oluyor galiba ama şu 0 ı çözemedim.

        • Merhaba İlker,
          Bugün bir örnek proje üzerinde denedim. O örnekte de başında sıfır geldi. Fakat bu sıfır karakter olarak sıfır yani hex karşılığı ascii tablosundan 0x30 oluyor:). İlk başlarda ben de diyorum bu sıfır nasıl geldi falan. Kendim test edince farkettim ki bu karakter olan “0” ve bunun decimal karşılığı 48, hex karşılığı ise 0x30.
          Bu arada bu yazıda belirtmemişim ama benim faydalandığım dökümanın linkini aşağıya bırakıyorum İlker. Kolay gelsin.
          http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v3.1.1/os/mqtt-v3.1.1-os.pdf

          • Hocam bende buradan bakıyordum bu dokümanda nerede yazıyor 0 geldiği ben o kısmı bulamadım.

          • Şu mu oluyor yani publish paketi 0x30 olduğu için mi 0 x30 ile başlıyor?

    • Dökümanda 16. Sayfada 2.2.1 MQTT Control Packet type başlığı altında bahsedilmiş. O sayfada demiş ki Publish için bu değer 3 fakat bu 4 bitlik bir değer ve control byte’ın MSB bitlerini oluşuturuyor. Yani 0x30 daki 3 buradan geliyor. Senin seri port görüntüleme aracında gördüğün ilk başta gelen karakter olarak 0 ve ascii tablosundan karşılaştırırsan bunun 0 karakterinin hexadeximal karşılığı 0x30 dur. Başka bir deyişle eğer sen seriport ekranını hex gösterecek bir şekilde ayarlarsan orada sıfır görmeyeceksin 0x30 göreceksin.

  5. Mehmet hocam merhabalar, bu konuda danışmanlık veriyor musunuz acaba? Adam akıllı öğrenmek istiyorum bu işleri

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.