Smart Home Communication Based on MQTT Protocol

Ovim završnim radom prikazani su analiza, zahtjevi i implementacija jednog od studijskih slučaja pametne kuće koji očitava temperaturu te omogućuje kontrolu nad led lampom. Rad daje osvrt na pojam Interneta stvari, njegovu ideju i arhitekturu. Opisan je koncept pametne kuće kao sustava koji pripada Internetu stvari, te ograničenja s kojima se susrećemo pri implementaciji takvih sustava. Imajući na umu ta ograničenja, implementiran je studijski slučaj koji uspostavlja komunikaciju preko protokola MQTT između sklopovskog modula ESP8266 i klijentske aplikacije za operacijski sustav Android. Sklopovski modul ESP8266 šalje očitanja temperaturnog senzora klijentskoj aplikaciji, a klijentska aplikacija prima te vrijednosti te ih ispisuje korisniku. Korisnik također može slati poruku sklopovskom modulu koji će ovisno o korisnikovim željama paliti ili gasiti led lampu. Detaljno je provedena analiza navedenog slučaja, kao i apstraktno oblikovanje rješenja potpomognuto UML dijagramima stanja i sekvencijskog dijagrama. Objašnjeni su i glavni koncepti protokola MQTT, odnosno, objavi-pretplati model komunikacije, uspostava konekcije između klijenata te neka od svojstava MQTT poslužitelja. Također su navedena svojstva i dostupni programski okviri za sklopovski modul ESP8266. Na kraju je dan uvid u programske isječke izvornog koda klijentskih strana koji omogućuju implementaciju njihove komunikacije preko protokola MQTT.This thesis shows the analysis, requirements and implementation of smart home study case system which reads temperature and controls light of the led lamp. Thesis explains the term Internet of Things, gives an insight of its architecture and the idea behind it. It covers the concept of Smart Home as a system which belongs to Internet of Things and shows the limitations we face as we implement those kind of systems. Having those limitations on mind, a study case, which establishes a communication over MQTT protocol between a ESP8266 module and a client app for operating system Android, is implemented. ESP8266 module reads temperature values and sends it to Android client app which shows those values to the user. User can, based on his desires, send messages to control led lamp on ESP8266 module. System is analysed and described trough the use case and sequential diagrams. Thesis gives an insight of basic concept to MQTT protocol, such as publish-subscribe communication model, basics of connection handshakes between clients and features given by MQTT server. Alongside that, basic properties, performances and SDKs of ESP8266 are given. At the very end we're given an insight in some of the source code which is required for MQTT communication to be established between clients