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# Conecte seu dispositivo IoT à nuvem - Wio Terminal
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Nesta parte da lição, você conectará seu Wio Terminal ao seu IoT Hub para enviar telemetria e receber comandos.
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## Conecte seu dispositivo ao IoT Hub
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O próximo passo é conectar seu dispositivo ao IoT Hub.
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### Tarefa - conectar ao IoT Hub
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1. Abra o projeto `soil-moisture-sensor` no VS Code.
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1. Abra o arquivo `platformio.ini`. Remova a dependência da biblioteca `knolleary/PubSubClient`. Esta biblioteca era usada para conectar ao broker MQTT público e não é necessária para conectar ao IoT Hub.
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1. Adicione as seguintes dependências de biblioteca:
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```ini
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seeed-studio/Seeed Arduino RTC @ 2.0.0
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arduino-libraries/AzureIoTHub @ 1.6.0
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azure/AzureIoTUtility @ 1.6.1
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azure/AzureIoTProtocol_MQTT @ 1.6.0
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azure/AzureIoTProtocol_HTTP @ 1.6.0
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azure/AzureIoTSocket_WiFi @ 1.0.2
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```
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A biblioteca `Seeed Arduino RTC` fornece código para interagir com um relógio de tempo real no Wio Terminal, usado para rastrear o tempo. As bibliotecas restantes permitem que seu dispositivo IoT se conecte ao IoT Hub.
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1. Adicione o seguinte ao final do arquivo `platformio.ini`:
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```ini
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build_flags =
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-DDONT_USE_UPLOADTOBLOB
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```
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Isso define uma flag de compilador necessária ao compilar o código do Arduino IoT Hub.
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1. Abra o arquivo de cabeçalho `config.h`. Remova todas as configurações de MQTT e adicione a seguinte constante para a string de conexão do dispositivo:
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```cpp
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// IoT Hub settings
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const char *CONNECTION_STRING = "<connection string>";
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```
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Substitua `<connection string>` pela string de conexão do seu dispositivo que você copiou anteriormente.
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1. A conexão ao IoT Hub utiliza um token baseado em tempo. Isso significa que o dispositivo IoT precisa saber o horário atual. Diferentemente de sistemas operacionais como Windows, macOS ou Linux, microcontroladores não sincronizam automaticamente o horário atual pela Internet. Isso significa que você precisará adicionar código para obter o horário atual de um servidor [NTP](https://wikipedia.org/wiki/Network_Time_Protocol). Depois que o horário for obtido, ele pode ser armazenado em um relógio de tempo real no Wio Terminal, permitindo que o horário correto seja solicitado posteriormente, assumindo que o dispositivo não perca energia. Adicione um novo arquivo chamado `ntp.h` com o seguinte código:
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```cpp
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#pragma once
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#include "DateTime.h"
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#include <time.h>
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#include "samd/NTPClientAz.h"
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#include <sys/time.h>
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static void initTime()
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{
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WiFiUDP _udp;
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time_t epochTime = (time_t)-1;
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NTPClientAz ntpClient;
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ntpClient.begin();
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while (true)
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{
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epochTime = ntpClient.getEpochTime("0.pool.ntp.org");
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if (epochTime == (time_t)-1)
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{
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Serial.println("Fetching NTP epoch time failed! Waiting 2 seconds to retry.");
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delay(2000);
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}
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else
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{
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Serial.print("Fetched NTP epoch time is: ");
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char buff[32];
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sprintf(buff, "%.f", difftime(epochTime, (time_t)0));
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Serial.println(buff);
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break;
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}
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}
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ntpClient.end();
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struct timeval tv;
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tv.tv_sec = epochTime;
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tv.tv_usec = 0;
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settimeofday(&tv, NULL);
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}
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```
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Os detalhes deste código estão fora do escopo desta lição. Ele define uma função chamada `initTime` que obtém o horário atual de um servidor NTP e o utiliza para configurar o relógio no Wio Terminal.
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1. Abra o arquivo `main.cpp` e remova todo o código MQTT, incluindo o arquivo de cabeçalho `PubSubClient.h`, a declaração da variável `PubSubClient`, os métodos `reconnectMQTTClient` e `createMQTTClient`, e quaisquer chamadas para essas variáveis e métodos. Este arquivo deve conter apenas código para conectar ao WiFi, obter a umidade do solo e criar um documento JSON com esses dados.
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1. Adicione as seguintes diretivas `#include` ao topo do arquivo `main.cpp` para incluir os arquivos de cabeçalho das bibliotecas do IoT Hub e para configurar o horário:
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```cpp
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#include <AzureIoTHub.h>
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#include <AzureIoTProtocol_MQTT.h>
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#include <iothubtransportmqtt.h>
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#include "ntp.h"
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```
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1. Adicione a seguinte chamada ao final da função `setup` para configurar o horário atual:
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```cpp
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initTime();
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```
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1. Adicione a seguinte declaração de variável ao topo do arquivo, logo abaixo das diretivas de inclusão:
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```cpp
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IOTHUB_DEVICE_CLIENT_LL_HANDLE _device_ll_handle;
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```
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Isso declara um `IOTHUB_DEVICE_CLIENT_LL_HANDLE`, um identificador para uma conexão com o IoT Hub.
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1. Abaixo disso, adicione o seguinte código:
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```cpp
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static void connectionStatusCallback(IOTHUB_CLIENT_CONNECTION_STATUS result, IOTHUB_CLIENT_CONNECTION_STATUS_REASON reason, void *user_context)
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{
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if (result == IOTHUB_CLIENT_CONNECTION_AUTHENTICATED)
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{
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Serial.println("The device client is connected to iothub");
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}
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else
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{
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Serial.println("The device client has been disconnected");
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}
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}
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```
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Isso declara uma função de callback que será chamada quando a conexão com o IoT Hub mudar de status, como conectar ou desconectar. O status é enviado para a porta serial.
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1. Abaixo disso, adicione uma função para conectar ao IoT Hub:
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```cpp
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void connectIoTHub()
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{
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IoTHub_Init();
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_device_ll_handle = IoTHubDeviceClient_LL_CreateFromConnectionString(CONNECTION_STRING, MQTT_Protocol);
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if (_device_ll_handle == NULL)
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{
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Serial.println("Failure creating Iothub device. Hint: Check your connection string.");
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return;
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}
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IoTHubDeviceClient_LL_SetConnectionStatusCallback(_device_ll_handle, connectionStatusCallback, NULL);
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}
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```
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Este código inicializa o código da biblioteca do IoT Hub e, em seguida, cria uma conexão usando a string de conexão no arquivo de cabeçalho `config.h`. Esta conexão é baseada em MQTT. Se a conexão falhar, isso será enviado para a porta serial - se você vir isso na saída, verifique a string de conexão. Por fim, o callback de status da conexão é configurado.
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1. Chame esta função na função `setup` abaixo da chamada para `initTime`:
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```cpp
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connectIoTHub();
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```
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1. Assim como no cliente MQTT, este código é executado em uma única thread, então precisa de tempo para processar mensagens enviadas pelo hub e para o hub. Adicione o seguinte ao topo da função `loop` para fazer isso:
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```cpp
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IoTHubDeviceClient_LL_DoWork(_device_ll_handle);
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```
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1. Compile e carregue este código. Você verá a conexão no monitor serial:
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```output
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Connecting to WiFi..
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Connected!
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Fetched NTP epoch time is: 1619983687
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Sending telemetry {"soil_moisture":391}
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The device client is connected to iothub
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```
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Na saída, você pode ver o horário NTP sendo obtido, seguido pelo cliente do dispositivo conectando. Pode levar alguns segundos para conectar, então você pode ver a umidade do solo na saída enquanto o dispositivo está conectando.
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> 💁 Você pode converter o horário UNIX do NTP para uma versão mais legível usando um site como [unixtimestamp.com](https://www.unixtimestamp.com)
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## Enviar telemetria
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Agora que seu dispositivo está conectado, você pode enviar telemetria para o IoT Hub em vez do broker MQTT.
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### Tarefa - enviar telemetria
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1. Adicione a seguinte função acima da função `setup`:
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```cpp
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void sendTelemetry(const char *telemetry)
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{
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IOTHUB_MESSAGE_HANDLE message_handle = IoTHubMessage_CreateFromString(telemetry);
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IoTHubDeviceClient_LL_SendEventAsync(_device_ll_handle, message_handle, NULL, NULL);
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IoTHubMessage_Destroy(message_handle);
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}
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```
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Este código cria uma mensagem do IoT Hub a partir de uma string passada como parâmetro, envia-a para o hub e, em seguida, limpa o objeto da mensagem.
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1. Chame este código na função `loop`, logo após a linha onde a telemetria é enviada para a porta serial:
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```cpp
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sendTelemetry(telemetry.c_str());
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```
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## Manipular comandos
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Seu dispositivo precisa manipular um comando do código do servidor para controlar o relé. Isso é enviado como uma solicitação de método direto.
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## Tarefa - manipular uma solicitação de método direto
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1. Adicione o seguinte código antes da função `connectIoTHub`:
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```cpp
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int directMethodCallback(const char *method_name, const unsigned char *payload, size_t size, unsigned char **response, size_t *response_size, void *userContextCallback)
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{
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Serial.printf("Direct method received %s\r\n", method_name);
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if (strcmp(method_name, "relay_on") == 0)
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{
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digitalWrite(PIN_WIRE_SCL, HIGH);
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}
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else if (strcmp(method_name, "relay_off") == 0)
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{
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digitalWrite(PIN_WIRE_SCL, LOW);
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}
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}
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```
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Este código define uma função de callback que a biblioteca do IoT Hub pode chamar quando recebe uma solicitação de método direto. O método solicitado é enviado no parâmetro `method_name`. Esta função imprime o método chamado na porta serial e, em seguida, liga ou desliga o relé dependendo do nome do método.
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> 💁 Isso também poderia ser implementado em uma única solicitação de método direto, passando o estado desejado do relé em um payload que pode ser enviado com a solicitação de método e disponível no parâmetro `payload`.
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1. Adicione o seguinte código ao final da função `directMethodCallback`:
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```cpp
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char resultBuff[16];
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sprintf(resultBuff, "{\"Result\":\"\"}");
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*response_size = strlen(resultBuff);
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*response = (unsigned char *)malloc(*response_size);
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memcpy(*response, resultBuff, *response_size);
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return IOTHUB_CLIENT_OK;
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```
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Solicitações de método direto precisam de uma resposta, e a resposta é composta por duas partes - uma resposta como texto e um código de retorno. Este código criará um resultado como o seguinte documento JSON:
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```JSON
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{
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"Result": ""
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}
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```
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Isso é então copiado no parâmetro `response`, e o tamanho desta resposta é configurado no parâmetro `response_size`. Este código então retorna `IOTHUB_CLIENT_OK` para mostrar que o método foi manipulado corretamente.
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1. Configure o callback adicionando o seguinte ao final da função `connectIoTHub`:
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```cpp
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IoTHubClient_LL_SetDeviceMethodCallback(_device_ll_handle, directMethodCallback, NULL);
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|
```
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1. A função `loop` chamará a função `IoTHubDeviceClient_LL_DoWork` para processar eventos enviados pelo IoT Hub. Isso é chamado apenas a cada 10 segundos devido ao `delay`, o que significa que métodos diretos são processados apenas a cada 10 segundos. Para tornar isso mais eficiente, o atraso de 10 segundos pode ser implementado como vários atrasos mais curtos, chamando `IoTHubDeviceClient_LL_DoWork` a cada vez. Para fazer isso, adicione o seguinte código acima da função `loop`:
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```cpp
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void work_delay(int delay_time)
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{
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int current = 0;
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|
do
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{
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IoTHubDeviceClient_LL_DoWork(_device_ll_handle);
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delay(100);
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current += 100;
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} while (current < delay_time);
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|
}
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```
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Este código fará um loop repetidamente, chamando `IoTHubDeviceClient_LL_DoWork` e atrasando por 100ms a cada vez. Ele fará isso tantas vezes quanto necessário para atrasar pelo tempo dado no parâmetro `delay_time`. Isso significa que o dispositivo está esperando no máximo 100ms para processar solicitações de método direto.
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1. Na função `loop`, remova a chamada para `IoTHubDeviceClient_LL_DoWork` e substitua a chamada `delay(10000)` pelo seguinte para chamar esta nova função:
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```cpp
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work_delay(10000);
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```
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> 💁 Você pode encontrar este código na pasta [code/wio-terminal](../../../../../2-farm/lessons/4-migrate-your-plant-to-the-cloud/code/wio-terminal).
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😀 Seu programa de sensor de umidade do solo está conectado ao seu IoT Hub!
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