Introdução

Neste tutorial, vamos explorar como desenvolver aplicações para a Internet das Coisas (IoT) usando a linguagem de programação C, focando no framework Mbed. O Mbed é uma plataforma de desenvolvimento que facilita a criação de aplicativos IoT, permitindo que os desenvolvedores construam software de maneira rápida e eficiente. Além disso, vamos integrar testes unitários com a ajuda do CMock, que facilita a simulação de dependências e a validação do código. Ao longo deste guia, abordaremos desde a configuração do ambiente de desenvolvimento até a implementação de exemplos de código práticos, garantindo que você tenha todo o conhecimento necessário para criar sua própria aplicação IoT com testes robustos.

Etapas

  1. Instalação do Ambiente de Desenvolvimento

    Certifique-se de ter o Mbed CLI instalado em sua máquina. O Mbed CLI é a ferramenta que permite gerenciar e compilar seus projetos Mbed. Para instalar, siga as instruções disponíveis na página oficial do Mbed. Além disso, instale o Python 3 e o Git, que também são necessários para a operação do Mbed CLI.

    commands
    # Instalar Mbed CLI
    pip install mbed-cli
    # Verificar a instalação
    mbed --version

  2. Criação do Projeto Mbed

    Utilize o Mbed CLI para criar um novo projeto. O comando `mbed new` cria a estrutura básica de diretórios necessária para o seu projeto IoT.

    commands
    # Criar um novo projeto chamado IoTProject
    mbed new IoTProject
    # Navegar para o diretório do projeto
    cd IoTProject

  3. Configuração do Projeto

    Abra o arquivo `mbed_app.json` para configurar a aplicação. Adicione as configurações necessárias para o ambiente de desenvolvimento da sua aplicação IoT, como a identificação da rede, dependendo do seu hardware.

    mbed_app.json
    {
  "target_overrides": {
    "*": {
      "target.network-stack": "lwip"
    }
  }
}

  4. Implementação do Código Principal

    Crie o arquivo `main.cpp` e escreva a lógica da sua aplicação. Neste exemplo, vamos enviar dados de um sensor fictício através de uma conexão de rede.

    main.cpp
    #include "mbed.h"

DigitalOut led(LED1);
EthernetInterface eth;

int main() {
    eth.connect();
    printf("Connected to network
    ");

    while (true) {
        led = !led;
        wait(1);
    }
}

  5. Compilação e Upload do Código

    Utilize o Mbed CLI para compilar seu projeto e fazer o upload do código para o hardware IoT. Certifique-se de que seu dispositivo está conectado ao computador.

    commands
    # Compilar o código
    mbed compile --target YOUR_TARGET --toolchain GCC_ARM
    # Fazer o upload para o dispositivo conectado
    mbed deploy

  6. Instalação e Configuração do CMock

    Instale o CMock via o gerenciador de pacotes apropriado (por exemplo, usando vcpkg ou Git). Configure seu ambiente de testes para usar o CMock, que será usado para criar mocks de funções durante os testes.

    commands
    # Clonar o repositório do CMock
    git clone https://github.com/ThrowTheSwitch/CMock.git
    # Navegar até o diretório do CMock
    cd CMock

  7. Exemplo de Teste Unitário com CMock

    Crie um arquivo de teste chamado `test_main.cpp`. Neste teste, utilizaremos o CMock para simular a função de envio de dados e verificar se a lógica da aplicação está correta.

    test_main.cpp
    #include "CMock.h"
#include "main.h"

void test_send_data() {
    // Simular função de envio
    // Verificar se a função foi chamada corretamente
}

  8. Executando os Testes

    Compile e execute os testes que você implementou. A saída mostrará se os testes passaram ou se houve falhas. Assim, você pode validar a lógica de seu código.

    commands
    # Compilar e executar os testes
    make test

  9. Conectando seu Hardware à Rede

    Uma vez que o código está rodando em seu dispositivo IoT, você pode conectá-lo a uma rede e monitorar as mensagens enviadas. Utilize ferramentas como Wireshark para verificar a comunicação.

    commands
    # Iniciar o monitoramento de rede
    wireshark

Conclusão

Neste tutorial, você aprendeu a desenvolver uma aplicação básica de IoT utilizando C e o framework Mbed. Desde a configuração do ambiente de desenvolvimento até a implementação e testes com CMock, você agora possui todas as habilidades necessárias para criar aplicações IoT eficientes. A prática contínua com esses conceitos permitirá que você explore ainda mais o vasto potencial da Internet das Coisas.

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#C #IoT #Mbed #CMock #DesenvolvimentoDeSoftware