ÍNDICE DE CONTEÚDO
- Localização aproximada via IP com ESP8266 - Parte 1
- Localização aproximada via IP com ESP8266 - Parte 2
Introdução
Essa é a parte 1 da série Localização aproximada via IP com ESP8266. Na parte 1 será desenvolvido um Web Client com ESP8266 onde o mesmo será capaz de fazer requisições HTTP GET e POST, recebendo sua localização aproximada e posteriormente enviando esses dados a um Web Server. Na parte 2 será desenvolvido um Web Server em Node.js que recebe a localização aproximada do ESP8266 e exibe em uma página do Google Maps.
O módulo ESP8266 é atualmente uma das plataformas mais populares entre makers para desenvolvimento de projetos conectados à Internet. Podemos encontrá-lo em projetos desde Acionamento de Eletrodomésticos via Web até Dispositivos de Assistência Médica Pessoal. Essa popularidade é devida ao seu baixo custo e facilidade de desenvolvimento, podendo ser integrado e programado usando a IDE Arduino. Neste artigo utilizaremos a versão ESP-01 da família ESP8266.
Em um mundo IoT onde hoje existem diversos desses dispositivos conectados à internet gerando uma quantidade inimaginável de dados, uma coisa interessante a se saber é a localização e origem desses dispositivos.
Neste artigo iremos mostrar como obter a geolocalização aproximada de um módulo ESP8266 conectado à Internet e enviar esses dados para um servidor que exibe uma página Web com Google Maps e um marcador na localização aproximada.
Recomenda-se fortemente a leitura do artigo escrito por Pedro Bertoleti, BeagleBone Black - Localização aproximada via IP, onde o autor obtém a geolocalização aproximada de uma Beaglebone Black via IP usando a linguagem Python.
Pré Requisitos
Para a reprodução deste artigo, é necessário ter:
- Um módulo WiFi ESP8266 ESP-01;
- Um roteador WiFi conectado à Internet;
- Noções de programação usando a IDE Arduino e suas bibliotecas;
- Noções do protocolo HTTP e seus métodos de requisição GET e POST;
- Noções de JSON.
Programando ESP8266 com IDE Arduino
Para possibilitar a programação do módulo ESP8266 usando a IDE Arduino, execute os seguintes passos:
- Abra a IDE Arduino
- Clique em File -> Preferences
- Adicione a seguinte URL no campo Additional Boards Manager URLs e clique OK
http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
- Clique em Tools -> Board -> Bards Manager
- Encontre a placa esp8266 by ESP8266 Community e clique em instalar.
Assim teremos disponíveis as placas da linha ESP8266, suas bibliotecas e exemplos incluídos.
Funcionamento da API de Geolocalização via IP
Dentre alguns serviços da web que fornecem uma API de Geolocalização via IP, temos o ip-api.com. Além de ser free, é bem fácil de usar. Basta apenas enviarmos uma requisição HTTP GET (para testes pode-se usar cURL) para o link http://ip-api.com/json e receberemos o seguinte JSON como resposta:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | $ curl -X GET http://ip-api.com/json { "as": "CLARO S.A.", "city": "Artur Nogueira", "country": "Brazil", "countryCode": "BR", "isp": "Virtua", "lat": -22.5833, "lon": -47.15, "org": "Virtua", "query": "177.194.xx.xxx", "region": "SP", "regionName": "Sao Paulo", "status": "success", "timezone": "America/Sao_Paulo", "zip": "13160" } |
Usando o selecionador de itens, podemos especificar quais itens desejamos receber como resposta.
Selecionando apenas country,region,city,lat,lon,query, podemos fazer uma requisição GET no seguinte link:
http://ip-api.com/json/?fields=country,region,city,lat,lon,query
Ou também usar a forma numérica para economizar largura de banda:
http://ip-api.com/json/?fields=8405
E receberemos do servidor o seguinte JSON:
1 2 3 4 5 6 7 8 | { "city": "Artur Nogueira", "country": "Brazil", "lat": -22.5833, "lon": -47.15, "query": "177.194.xx.xxx", "region": "SP" } |
Implementando requisições HTTP no ESP8266
A biblioteca que possibilita ao ESP8266 se portar como um Web Client e fazer requisições HTTP é a ESP8266WiFi que pode ser incluída no código com ‘#include <ESP8266WiFi.h>’.
A função que faz a requisição HTTP GET para receber os dados de gelolocalização é a seguinte:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 | String makeGETlocation() { if ( !client.connect(IpApiHost, 80) ) { Serial.println("connection ao ip-api.com falhou"); return "connection failed"; } // Realiza HTTP GET request client.println("GET /json/?fields=8405 HTTP/1.1"); client.print("Host: "); client.println(IpApiHost); client.println("Connection: close"); client.println(); // recebe o Header de resposta, // cada linha do header termina com "\r\n", a última linha é vazia (“\r\n”) while (client.connected()) { String data = client.readStringUntil('\n'); Serial.println(data); if (data == "\r") { break; } } // recebe os dados de geolocalização em formato JSON e guarda na variável data String data = client.readStringUntil('\n'); Serial.println("Dados de geolocalização recebidos\n"); //Serial.println(data); return data; } |
Primeiramente, tentamos conectar ao Host ip-api.com na porta 80, então fazemos uma requisição GET da seguinte maneira:
1 2 3 4 | GET /json/?fields=8405 HTTP/1.1 Host: ip-api.com Conection: close <linha vazia> |
Logo após, o servidor ip-api retorna com um Header (Cabeçalho). Lemos o Header até chegarmos na linha vazia “\r\n”.
1 2 3 4 5 6 7 | HTTP/1.1 200 OK Access-Control-Allow-Origin: * Content-Type: application/json; charset=utf-8 Date: Wed, 11 Jan 2017 13:10:22 GMT Content-Length: 111 Connection: close <linha vazia “\r\n”> |
Após o Header lemos o JSON com os dados de geolocalização e imprimimos no console serial.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | Requisitando Geolocalização via IP HTTP/1.1 200 OK Access-Control-Allow-Origin: * Content-Type: application/json; charset=utf-8 Date: Wed, 11 Jan 2017 13:10:22 GMT Content-Length: 111 Connection: close Dados de geolocalização recebidos {"city":"Artur Nogueira","country":"Brazil","lat":-22.5833,"lon":-47.15,"query":"177.194.26.233","region":"SP"} |
Para enviarmos o JSON recebido ao servidor, fazemos uma requisição POST no link ‘/location’ indicando o endereço e porta do servidor. A função que realiza essa tarefa é a seguinte:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | void makePOSTlocation() { String location = makeGETlocation(); // guarda o JSON de geolocalização na variável location if(!client.connect(rpiHost, 3000)) // aqui conectamos ao servidor { Serial.print("Could not connect to host: \n"); Serial.print(rpiHost); } else { // realiza HTTP POST request client.println("POST /location HTTP/1.1"); client.println("Host: 192.168.0.24"); client.println("Content-Type: application/json"); client.print("Content-Length: "); client.println(location.length()); client.println(); client.println(location); // enviamos o JSON ao servidor } } |
Código Completo
O código completo pode ser visto e analisado abaixo:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 | #include <ESP8266WiFi.h> #include <ArduinoJson.h> // Definições da rede Wifi const char* SSID = "nome da rede"; const char* PASSWORD = "senha da rede"; // endereço IP local do Servidor Web instalado na Raspberry Pi 3 // onde será exibida a página web const char* rpiHost = "192.168.0.24"; // servidor que disponibiliza serviço de geolocalização via IP const char* IpApiHost = "ip-api.com"; WiFiClient client; /* * função que conecta o NodeMCU na rede Wifi * SSID e PASSWORD devem ser indicados nas variáveis */ void reconnectWiFi() { if(WiFi.status() == WL_CONNECTED) return; WiFi.begin(SSID, PASSWORD); while(WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(100); Serial.print("."); } Serial.println(); Serial.print("Conectado com sucesso na rede: "); Serial.println(SSID); Serial.print("IP obtido: "); Serial.println(WiFi.localIP()); } void initWiFi() { Serial.println("\nIniciando configuração WiFi\n"); delay(10); Serial.print("Conectando-se na rede: "); Serial.println(SSID); Serial.println("Aguarde"); reconnectWiFi(); } /* * Função que realiza GET request no site ip-api.com * Esse site disponibiliza uma API de geolocalização via IP * A função retorna um JSON com dados de geolocalização * Os dados de geolocalização são exibidos na pagina web em um Google Maps */ String makeGETlocation() { Serial.println("\nRequisitando Geolocalização via IP\n"); if ( !client.connect(IpApiHost, 80) ) { Serial.println("connection ao ip-api.com falhou"); return "connection failed"; } // Realiza HTTP GET request client.println("GET /json/?fields=8405 HTTP/1.1"); client.print("Host: "); client.println(IpApiHost); client.println("Connection: close"); client.println(); // recebe o Header de resposta, // cada linha do header termina com "\r\n", a ultima linha é fazia, ou seja, "\r\n" apenas while (client.connected()) { String data = client.readStringUntil('\n'); // lê uma linha até o "\n" Serial.println(data); if (data == "\r") { // a ultima linha do header é vazia, ou seja apenas "\r\n", se lermos até "\n", temos apenas "\r" break; } } // recebe os dados de geolocalização em formato JSON e guarda na variável data String data = client.readStringUntil('\n'); Serial.println("Dados de geolocalização recebidos\n"); Serial.println(data); return data; } /* * Função que envia ao servidor a localização do NodeMCU * função realiza um POST request ao servidor no link /location * o servidor por sua vez exibe a localização do NodeMCU no Google Maps */ void makePOSTlocation() { String location = makeGETlocation(); // guarda o JSON de geolocalização na variável location Serial.println("\nEnviando geolocalização ao servidor\n"); if(!client.connect(rpiHost, 3000)) // aqui conectamos ao servidor { Serial.print("Could not connect to host: \n"); Serial.print(rpiHost); } else { // realiza HTTP POST request client.println("POST /location HTTP/1.1"); client.println("Host: 192.168.0.24"); client.println("Content-Type: application/json"); client.print("Content-Length: "); client.println(location.length()); client.println(); client.println(location); // enviamos o JSON ao servidor Serial.println("\nLocalização enviada com sucesso!"); } } void setup() { Serial.begin(115200); initWiFi(); makePOSTlocation(); } void loop() { } |
Conclusão
Neste artigo foi desenvolvido um Web Client usando o módulo WiFi ESP8266 ESP-01 que utiliza da API do site ip-api.com para receber sua geolocalização aproximada via IP. Esse tipo de aplicação pode ser usada quando é necessário identificar a localização de um determinado dispositivo e quando não há possibilidade de usar um GPS no projeto.
Não deixe de ler a parte 2 desse artigo! Iremos mostrar os dados de geolocalização em um Google Maps!
Referências
https://www.embarcados.com.br/modulo-esp8266/
https://www.embarcados.com.br/esp8266-com-arduino/
http://www.whatimade.today/esp8266-easiest-way-to-program-so-far/
https://github.com/esp8266/Arduino
http://ip-api.com/docs/api:json
http://www.w3schools.com/tags/ref_httpmethods.asp
https://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec9.html
- Localização aproximada via IP com ESP8266 - Parte 1
- Localização aproximada via IP com ESP8266 - Parte 2
Localização aproximada via IP com ESP8266 - Parte 1 por Giovanni Bauermeister. Esta obra está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 4.0 Internacional.
