Multi-Client Server ESP32

Este repositório contém um sistema de comunicação em rede que integra clientes ESP32 e scripts Python utilizando os protocolos TCP e UDP. O projeto demonstra a diferença entre protocolos de transporte, implementando um chat multi-cliente e um sistema de monitoramento de sensores em tempo real.

🎥 Vídeo do Projeto

📂 Estrutura do Projeto

O projeto está dividido em três pilares principais:

1. tcp/ (Protocolo de Fluxo Confiável)

Implementa um servidor de chat e telemetria onde a entrega dos dados é garantida.

• server_tcp.py: Gerencia múltiplos clientes simultâneos usando threads. Possui um sistema de Lock para evitar condições de corrida na lista de conexões.
• client_tcp.py: Cliente interativo com suporte a comandos como /bench para medir a performance da rede.

2. udp/ (Protocolo de Datagramas Rápidos)

Focado em velocidade e baixa latência, ideal para transmissões rápidas onde a perda ocasional de um pacote não é crítica.

• server_udp.py: Mantém um registro manual de clientes (já que o UDP não é orientado à conexão) e realiza o broadcast de mensagens.
• client_udp.py: Permite o envio de mensagens e testes de carga pesada na rede.

3. esp32/ (Integração com Hardware)

• esp32_client.ino: Código para o microcontrolador ESP32 que:
  • Se conecta à rede Wi-Fi.
  • Envia dados de sensores (Simulados: Temperatura e Umidade) para o servidor TCP.
  • Exibe o status da conexão e dados enviados em um Display OLED SSD1306.

🚀 Como Executar

Pré-requisitos

• Python 3.x instalado.
• Arduino IDE com as bibliotecas Adafruit_SSD1306 e Adafruit_GFX (para o ESP32).

Passo a Passo

1. Inicie o Servidor (TCP ou UDP):

   python tcp/server_tcp.py
   # ou
   python udp/server_udp.py
   

2. Conecte os Clientes Python:

   python tcp/client_tcp.py
   

3. Configure o ESP32:
   • No arquivo .ino, atualize as variáveis ssid, password e host (IP do seu computador).
   • Carregue o código para a placa.

🛠️ Funcionalidades Avançadas

• Broadcast de Mensagens: O servidor replica a mensagem de um cliente para todos os outros conectados.
• Comando de Benchmark: Use /bench <tamanho_em_mb> nos clientes Python para testar a vazão da sua rede e ver o tempo de transferência.
• Interface no Hardware: O ESP32 utiliza um display OLED para mostrar o IP local e confirmar se a comunicação com o servidor foi bem-sucedida.

📊 Comparativo de Implementação

Recurso	TCP	UDP
Conexão	Orientado (Handshake)	Sem conexão (Best-effort)
Garantia	Reenvia pacotes perdidos	Não garante entrega
Uso no Projeto	Telemetria do ESP32	Chat de alta velocidade
Escalabilidade	Threads por cliente	Loop único de processamento

Desenvolvimento

Esse projeto foi desenvolvido para a disciplina ‘Conectividade de Sistemas Ciberfísicos’, cursada no 2° Período do curso de Bacharelado em Ciência da Computação da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR). O tema abordado é Redes de Computadores e Internet das Coisas.