ESP8266 连接到免费的公共 MQTT 服务器

本帖最后由 emqttx 于 2020-6-19 10:53 编辑

MQTT 是轻量级的、灵活的物联网消息交换和数据传递协议，致力于为 IoT 开发人员实现灵活性与硬件/网络资源的平衡。

ESP8266 提供了⼀套⾼度集成的 Wi-Fi SoC 解决⽅案，其低功耗、 紧凑设计和⾼稳定性可以满⾜⽤户的需求。ESP8266 拥有完整的且⾃成体系的 Wi-Fi ⽹络功能，既能够独⽴应⽤，也可以作为从机搭载于其他主机 MCU 运⾏。

在此项目中我们将实现 ESP8266 连接到 EMQ X Cloud(https://cloud.emqx.io/cn/) 运营和维护的免费公共 MQTT 服务器，并使用 Arduino IDE 来对 ESP8266 进行编程。 EMQ X Cloud 是由 EMQ(https://www.emqx.io/cn/) 推出的安全的 MQTT 物联网云服务平台，它提供一站式运维代管、独有隔离环境的 MQTT 5.0 接入服务。

所需物联网组件

• ESP8266
  
• Arduino IDE
  
• MQTT X(https://mqttx.app/cn/):  优雅的跨平台 MQTT 5.0 客户端工具
  
• 免费的公共 MQTT 服务器(Broker: broker.emqx.io，TCP Port: 1883，Websocket Port: 8083)
  

ESP8266 Pub/Sub 示意图
  
    [img]https://admin.emqx.io/_uploads/PHOTO/8c533fd396ed33ac5a6daa872eced9ba.png[/img]
ESP8266 代码编写

1. 首先我们将导入 ESP8266WiFi 和 PubSubClient 库，ESP8266WiFi  库能够将 ESP8266 连接到 Wi-Fi 网络，PubSubClient  库能使 ESP8266  连接到 MQTT 服务器发布消息及订阅主题。
[code]       #include
       #include [/code]
2. 设置 Wi-Fi 名称和密码，以及 MQTT 服务器连接地址和端口
[code]       const char *ssid = "name"; // Enter your WiFi name
       const char *password = "pass";  // Enter WiFi password
       const char *mqtt_broker = "broker.emqx.io";
       const int mqtt_port = 1883;[/code]
3. 打开一个串行连接，以便于输出程序的结果并且连接到 Wi-Fi 网络
[code]       // Set software serial baud to 115200;
       Serial.begin(115200);
       // connecting to a WiFi network
       WiFi.begin(ssid, password);
       while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
           delay(500);
           Serial.println("Connecting to WiFi..");
       }[/code]
4. 设置 MQTT 服务器，并编写回调函数，同时将连接信息打印到串口监视器上
[code]       client.setServer(mqtt_broker, mqtt_port);
       client.setCallback(callback);
       while (!client.connected()) {
           Serial.println("Connecting to public emqx mqtt broker.....");
           if (client.connect("esp8266-client")) {
               Serial.println("Public emqx mqtt broker connected");
           } else {
               Serial.print("failed with state ");
               Serial.print(client.state());
               delay(2000);
           }
       }
      
       void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
           Serial.print("Message arrived in topic: ");
           Serial.println(topic);
           Serial.print("Message:");
           for (int i = 0; i < length; i++) {
               Serial.print((char) payload);
           }
           Serial.println();
           Serial.println("-----------------------");
       }[/code]
5. MQTT 服务器连接成功后，ESP8266 将向 MQTT 服务器发布消息和订阅主题
[code]       // publish and subscribe
       client.publish("esp8266/test", "hello emqx");
       client.subscribe("esp8266/test");[/code]
6. 将主题名称打印到串行端口，然后打印收到消息的每个字节
[code]       void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
           Serial.print("Message arrived in topic: ");
           Serial.println(topic);
           Serial.print("Message:");
           for (int i = 0; i < length; i++) {
               Serial.print((char) payload);
           }
           Serial.println();
           Serial.println("-----------------------");
       }
[/code]


MQTT 服务器的连接和测试

1. 请使用 Arduino IDE 将完整代码上传到 ESP8266，并打开串口监视器
    [img]https://admin.emqx.io/_uploads/PHOTO/d5632144ec7cf22977b53519f4411227.png[/img]
   
2. 建立 MQTT X 客户端 与 MQTT 服务器的连接, 并向 ESP8266 发送消息
   [img=1560,1098]https://admin.emqx.io/_uploads/PHOTO/b8df461f137bc73aeb3aff1ae1126549.png[/img]
3. 在串口监视器查看 ESP8266 接收到的消息
   [img=1262,1134]https://admin.emqx.io/_uploads/PHOTO/24132d64c2c19738f1a12b0acb3b217e.png[/img]

完整代码

[code]    #include
    #include
   
    const char *ssid = "name"; // Enter your WiFi name
    const char *password = "pass";  // Enter WiFi password
    const char *mqtt_broker = "broker.emqx.io";
    const int mqtt_port = 1883;
   
    WiFiClient espClient;
    PubSubClient client(espClient);
   
    void setup() {
        // Set software serial baud to 115200;
        Serial.begin(115200);
        // connecting to a WiFi network
        WiFi.begin(ssid, password);
        while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
            delay(500);
            Serial.println("Connecting to WiFi..");
        }
        Serial.println("Connected to the WiFi network");
        //connecting to a mqtt broker
        client.setServer(mqtt_broker, mqtt_port);
        client.setCallback(callback);
        while (!client.connected()) {
            Serial.println("Connecting to public emqx mqtt broker.....");
            if (client.connect("esp8266-client")) {
                Serial.println("Public emqx mqtt broker connected");
            } else {
                Serial.print("failed with state ");
                Serial.print(client.state());
                delay(2000);
            }
        }
        // publish and subscribe
        client.publish("esp8266/test", "hello emqx");
        client.subscribe("esp8266/test");
    }
   
    void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
        Serial.print("Message arrived in topic: ");
        Serial.println(topic);
        Serial.print("Message:");
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            Serial.print((char) payload);
        }
        Serial.println();
        Serial.println("-----------------------");
    }
   
    void loop() {
        client.loop();
    }[/code]



总结

至此，我们已成功使 ESP8266 连接到 EMQ X Cloud 提供的公共 MQTT 服务器。 在本项目中我们简单的将 ESP8266 连接到 MQTT 服务器，这只是 ESP8266 较为基础的能力之一，ESP8266 其实还能与各类物联网传感器相连，并将传感器数据上报至 MQTT 服务器。