怎样通过MQTT实现ESP8266与ONENET平台数据交互呢

一、设计目标

• 实现ESP8266通过MQTT协议连接ONENET
  
• 实现DHT11温湿度数据的获取，串口发送调试，并将数据上发ONENET平台，于平台控件中显示数据
  
• 实现ONENET平台对ESP8266板载LED亮灭的控制
  
• 实现可以通过WIFI_DEBUG选择是使用一键配网功能还是使用代码中写入的无线账号密码连接，该功能主要考虑程序的通用性
  
  

二、ONENET平台搭建

• 首先于ONENET平台注册账号，若已有账号直接登陆即可，登录后点击控制台
  
  
• 本次实验使用的是旧版本的平台，所以点击进入旧版
  
  
• 进入控制台后点击多协议接入
  
  
• 可以看到这个界面中有很多种协议，点击MQTT协议，然后点击添加产品，我的产品列表中已经有之前添加的一个产品了，新用户需要重新添加
  
  
• 产品信息中信息随意填写即可，联网方式选择wifi
  
  
• 在产品概况中可以看到产品的ID和APIkey，记录下这两个数值，之后的代码需要用到
  
  
• 点击产品列表，按下添加设备，并输入设备名称和鉴权信息即可，最后按下添加
  
  
• 添加设备成功后在设备列表中就可以看到产品的ID，这时候产品是还未在线的，记录下该设备的设备ID，之后代码需要用到
  
  
• 至此平台已经搭建完毕了，接下来需要进行硬件准备
  
  

三、硬件准备

• 如果使用ESP8266 NudoMCU等板载CH340等串口通信芯片的电路板，直接使用USB线连接电脑即可
  
• 如果使用的ESP8266电路板无板载串口通信芯片，则需要通过USB转TTL模块连接ESP8266
  
  

[tr]USB转TTL模块ESP8266[/tr]

VCC	VCC
GND	GND
TX	RX
RX	TX

• DHT11温湿度模块*1
  
  

四、程序烧写

• 完整代码
  
  

#include
#include
#include
#include
#include

#define WIFI_DEBUG 1 //1：使用一键配网，其它值则使用默认无线账号密码
#define DHT11PIN 12 //设置DHT引脚为Pin 12
#define ONENET_DISCONNECTED 1 //已经断开
#define ONENET_CONNECTED 2 //已经连接上
#define ONENET_RECONNECT 3 //重连成功
#define VER "ESP8266_MQTT_V1.0" //版本号

const char* ssid = "********";//wifi账号
const char* password = "********";//wifi密码

/*OneNet*/
PubSubClient mqttClient;
const char* mqttServer = "183.230.40.39";//mqtt服务器
const uint16_t mqttPort = 6002; //端口号
#define onenet_productId "********" //产品ID
#define onenet_deviceId "********" //设备ID
#define onenet_apiKey "********" //API_KEY

int state;
Ticker delayTimer;
WiFiClient espClient;
dht11 DHT11;

/* 延时N秒 */
void delayNs(uint8_t m){
for(uint8_t index = 0;index
delay(1000);
ESP.wdtFeed();
}
}


/* 延时重启 */
void delayRestart(float t) {
Serial.print("Restart after ");
Serial.print(t);
Serial.println("s");
delayTimer.attach(t, []() {
Serial.println("rnRestart now!");
ESP.restart();
});
}

/* 自动连接 */
bool autoConfig()
{
WiFi.begin();
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)
{
Serial.println("AutoConfig Success");
Serial.printf("SSID:%srn", WiFi.SSID().c_str());
Serial.printf("PSW:%srn", WiFi.psk().c_str());
WiFi.printDiag(Serial);
return true;
}
else
{
Serial.print("AutoConfig Waiting......");
Serial.println(WiFi.status());
delay(1000);
}
}
Serial.println("AutoConfig Faild!" );
return false;
}

/* 一键配网 */
void smartConfig()
{
WiFi.mode(WIFI_STA);
Serial.println("rnWait for Smartconfig");
WiFi.beginSmartConfig();
while (1)
{
Serial.print(".");
digitalWrite(LED_BUILTIN, !digitalRead(LED_BUILTIN));
if (WiFi.smartConfigDone())
{
Serial.println("SmartConfig Success");
Serial.printf("SSID:%srn", WiFi.SSID().c_str());
Serial.printf("PSW:%srn", WiFi.psk().c_str());
WiFi.setAutoConnect(true); // 设置自动连接
break;
}
delay(1000); // 这个地方一定要加延时，否则极易崩溃重启
}
}

/* 连接OneNet */
int connectToOneNetMqtt(){
int cnt = 0;
while(!mqttClient.connected()){
ESP.wdtFeed();
cnt++;
Serial.println("Connect to OneNet MQTT...");

if (mqttClient.connect(onenet_deviceId,onenet_productId,onenet_apiKey)) {
Serial.println("connect success!");
return ONENET_RECONNECT;
} else {
Serial.print("connect fail!");
Serial.println(" try again in 5 seconds");
delayNs(5);
}
if(cnt >=10){
//只做10次连接到OneNet，连接不上重启8266
cnt = 0;
delayRestart(1);
}
}
return ONENET_CONNECTED;
}

/* 云端下发 */
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
Serial.print("Message arrived [");
Serial.print(topic);
Serial.print("] ");
for (int i = 0; i < length; i++) {
Serial.print((char)payload);
}
Serial.println();

if ((char)payload[0] == '1') {
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
} else {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
}
}

/* 发布温度信息 */
void Temp_pubMQTTmsg(uint32_t data){
long lastMsg = 0;

char msg[50];
char tmp[28];
char d[3];
snprintf(tmp,sizeof(tmp),"{"Temp":%d}",data);
uint16_t streamLen= strlen(tmp);

d[0]='x03';
d[1] = (streamLen >> 8);
d[2] = (streamLen & 0xFF);
snprintf(msg,sizeof(msg),"%c%c%c%s",d[0],d[1],d[2],tmp);
mqttClient.publish("$dp", (uint8_t*)msg,streamLen+3,false);
}
/* 发布湿度信息 */
void Humi_pubMQTTmsg(uint32_t data){
long lastMsg = 0;

char msg[50];
char tmp[28];
char d[3];
snprintf(tmp,sizeof(tmp),"{"Humi":%d}",data);
uint16_t streamLen= strlen(tmp);

d[0]='x03';
d[1] = (streamLen >> 8);
d[2] = (streamLen & 0xFF);
snprintf(msg,sizeof(msg),"%c%c%c%s",d[0],d[1],d[2],tmp);
mqttClient.publish("$dp", (uint8_t*)msg,streamLen+3,false);
}

/* 初始化系统 */
void initSystem(){
int cnt = 0;
Serial.begin (115200);
Serial.println("rnrnStart ESP8266 MQTT");
Serial.print("Firmware Version:");
Serial.println(VER);
Serial.print("SDK Version:");
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
Serial.println(ESP.getSdkVersion());

ESP.wdtEnable(5000);

if(WIFI_DEBUG==1)//开启一键配网模式
{
if (!autoConfig())
{
Serial.println("Start smartConfig");
smartConfig();
}
}
else
{
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
cnt++;
Serial.print(".");
if(cnt>=40){
cnt = 0;
//重启系统
delayRestart(1);
}
}
}
Serial.print("WIFI Connect rn");
}

/* 初始化ONENET通信 */
void initOneNetMqtt(){
mqttClient.setServer(mqttServer,mqttPort);
mqttClient.setClient(espClient);
mqttClient.setCallback(callback);
}

/* 初始化 */
void setup() {
initSystem();
initOneNetMqtt();
}

/* 主函数 */
void loop() {
ESP.wdtFeed();
DHT11.read(DHT11PIN);
state = connectToOneNetMqtt();
Serial.println(WiFi.status());
if(state == ONENET_RECONNECT){
mqttClient.loop();
}
else if(state == ONENET_CONNECTED){
printf("temp:%d rn",DHT11.temperature);
printf("humi:%d rn",DHT11.humidity);
Temp_pubMQTTmsg(DHT11.temperature);
Humi_pubMQTTmsg(DHT11.humidity);
mqttClient.loop();
}
delay(2000);
}

• 打开Arduino IDE ，点击上传即可，如果提示缺少部分库文件，复制头文件名称至管理库中下载即可
  
  
• 代码中需要修改的地方：产品ID，APIkey，设备ID按照之前记录的数值一一对应填入即可。DHT11引脚设置为自己使用的引脚。WIFI_DEBUG根据自己需求配置，如果想使用一键配网功能则将该值设置为1，如果使用在代码中写入账号密码的方式，则将WIFI_DEBUG的值改为0，并将代码中的无线账号密码改为自己的
  
  

//以下内容需进行修改
const char* ssid = "********";//wifi账号
const char* password = "********";//wifi密码
#define onenet_productId "********" //产品ID
#define onenet_deviceId "********" //设备ID
#define onenet_apiKey "********" //API_KEY

• 如果使用一键配网模式，则使用ESP-TOUCH进行一键配网，注意目前一键配网仅支持2.4G无线网络，5G无线网络暂不支持
  
• 代码上传成功后，打开Arduino IDE的串口监视器可以看到整个系统的运行过程
  
  

• 打开ONENET平台，在设备列表中即可看到设备在线
  
  

五、ONENET平台控件配置

• 点击应用管理便可以添加自己的应用，本次实验通过添加温湿度仪表，折线图和按键开关来实现数据交互
  
  
• 点击对应的控件图标即可对数据流进行配置，选择对应的Temp和Humi即可在仪表和折线图中显示数据
  
  
• 选择按键开关，开关开值设置为1，开关关值设置为0
  
  
• 设置完毕后按下保存即可关闭该网页，返回至应用详情界面，即可看到之前设置的控件
  
  
• 若配置无误，表盘会显示温湿度数据，折线图会显示温湿度变化，通过开关可以控制ESP8266板载LED亮灭
  
• 通过设备云APP登陆ONENET账号可以实现和网页端一样的功能，进行数据监控和亮灭控制
  
  

至此本文介绍的内容就都结束了！