ESP32 Arduino开发 MQTT

2024-04-13 19:37 由霍北北发表于 #操作系统

ESP32 Arduino开发 MQTT

ESP32 Arduino开发 MQTT

1. 安装程序库

打开库管理工具

工具 -> 管理库...

查找所需要的程序库
安装PubSubClient

2. 编写相关程序

2.1. 引入头文件

在保证网络连接的前提之下，才可以连接MQTT。
所以需要引入<WiFi.h>的库。

#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>

2.2. 定义MQTT相关参数

MQTT相关参数可以分为3个部分：一是方便开发所设计的宏定义参数，二是网络连接所需要的信息，三是MQTT连接所需要的信息。

MQTT连接所需要的信息包括：

MQTT服务器（选用EMQX的开源测试服务器）
MQTT主题
用户名
密码
端口号
服务器ID

#define MAX_RETRIES 20          // 网络最大连接次数
#define MQTT_CALLBACK 1         // 是否开启MQTT回调函数

const char* ssid="HTB";         // 网络信息
const char* pass="htb66666666";

// 设置MQTT borker信息
const char *mqtt_broker = "broker-cn.emqx.io";  
const char *topic = "mqtt_hbb_example";
const char *mqtt_username = "emqx";
const char *mqtt_password = "public";
const int mqtt_port = 1883;
const char *client_id = "mqtt-client-hbb-example";

2.3. 创建对象

创建MQTT服务器对象

WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);

2.4. 连接网络

网络连接函数是在之前的教程《ESP32 Arduino开发网络连接》的基础上进行了小部分的修改，将其封装成函数，返回值表示网络是否连接成功。

// 网络连接函数
bool connectWifi(){
  Serial.println("调用WiFi连接函数");
  WiFi.begin(ssid, pass);

  for(int i=0; i<MAX_RETRIES; i++){
    delay(500);
    if(WiFi.status()==WL_CONNECTED){
      Serial.println("网络连接成功");
      return true;
    }
  }
  if(WiFi.status()!=WL_CONNECTED){
    Serial.println("网络连接超时");
    return false;
  }
}

2.5. 连接MQTT服务器

通过setServer函数设置服务器地址及端口号
#if、#endif是预处理命令，跟if语句的作用类似，如果宏为真，则执行其中的语句，如果宏为假，则其中的语句不编译
先要保证Wi-Fi连接处于正常状态，再执行MQTT的连接函数。MQTT连接整体的程序设计思路与Wi-Fi连接是一致的。

// MQTT服务器连接函数
bool connectMqtt(){
  Serial.println("调用MQTT连接函数");
  client.setServer(mqtt_broker, mqtt_port);

  #if MQTT_CALLBACK
  Serial.println("调用MQTT回调函数");
  client.setCallback(mqttCallback);
  #endif

  if(WiFi.status()==WL_CONNECTED){
    for(int i=0; i<MAX_RETRIES; i++){
      delay(1000);
      if(client.connect(client_id, mqtt_username, mqtt_password)){
        Serial.println("MQTT服务器连接成功");
        return true;
      }
    }
    if(!client.connected()){
      Serial.println("MQTT服务器连接超时");
      return false;
    } 
  }else{
    Serial.println("网络连接失败");
    return false;
  }
}

2.6. MQTT回调函数

未完待续

3. 完整的代码例程

#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>

#define MAX_RETRIES 20          // 网络最大连接次数
#define MQTT_CALLBACK 1         // 是否开启MQTT回调函数

const char* ssid="HTB";         // 网络信息
const char* pass="htb66666666";

const char *mqtt_broker = "broker-cn.emqx.io";  // 设置MQTT borker信息
const char *topic = "mqtt_hbb_example";
const char *mqtt_username = "emqx";
const char *mqtt_password = "public";
const int mqtt_port = 1883;
const char *client_id = "mqtt-client-hbb-example";

// String client_id = "esp32-client-" + String(WiFi.macAddress()); // 服务器id设置为wifi的物理地址

WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);

// MQTT监听函数
void mqttCallback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
  Serial.print("Message arrived in topic: ");
  Serial.println(topic);
  Serial.print("Message:");
  String charPayload;
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    charPayload += (char) payload[i];
  }
  Serial.println(charPayload);
  Serial.println("-----------------------");
}

// 网络连接函数
bool connectWifi(){
  Serial.println("调用WiFi连接函数");
  WiFi.begin(ssid, pass);

  for(int i=0; i<MAX_RETRIES; i++){
    delay(500);
    if(WiFi.status()==WL_CONNECTED){
      Serial.println("网络连接成功");
      return true;
    }
  }
  if(WiFi.status()!=WL_CONNECTED){
    Serial.println("网络连接超时");
    return false;
  }
}

// MQTT服务器连接函数
bool connectMqtt(){
  Serial.println("调用MQTT连接函数");
  client.setServer(mqtt_broker, mqtt_port);

  #if MQTT_CALLBACK
  Serial.println("调用MQTT回调函数");
  client.setCallback(mqttCallback);
  #endif

  if(WiFi.status()==WL_CONNECTED){
    for(int i=0; i<MAX_RETRIES; i++){
      delay(1000);
      if(client.connect(client_id, mqtt_username, mqtt_password)){
        Serial.println("MQTT服务器连接成功");
        return true;
      }
    }
    if(!client.connected()){
      Serial.println("MQTT服务器连接超时");
      return false;
    } 
  }else{
    Serial.println("网络连接失败");
    return false;
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  if(connectWifi()){
    connectMqtt();
  };
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:

}

4. MQTT连接测试

未完待续