ESP8266 + MQTT ：如何實現 LED 燈的遠程控制

MQTT 是輕量級的、靈活的物聯網消息交換和數據傳遞協議，致力於為 IoT 開發人員實現靈活性與硬件/網絡資源的平衡。

NodeMCU 是一個開源的物聯網平台。它使用 Lua 語言編程。該平台基於eLua開源項目，底層使用ESP8266 sdk 0.9.5版本。

在此項目中我們將實現 NodeMCU(ESP8266) 與 EMQ X Cloud 運營和維護的免費公共 MQTT 服務器遠程控制 LED 燈，並使用 Arduino IDE 來對 NodeMCU ESP8266 進行編程。 EMQ X Cloud 是由 EMQ 推出的安全的 MQTT 物聯網雲服務平台，它提供一站式運維代管、獨有隔離環境的 MQTT 5.0 接入服務。

所需組件

• NodeMCU
• Arduino IDE
• LED * 1，330 Ω 電阻
• MQTT X: 優雅的跨平台 MQTT 5.0 客戶端工具
• 免費的公共 MQTT 服務器
  • Broker: broker.emqx.io
  • TCP Port: 1883
  • Websocket Port: 8083

NodeMCU ESP8266 和 LED 連接圖

代碼編寫

1. 首先我們將導入 ESP8266WiFi 和 PubSubClient 庫，ESP8266WiFi 庫能夠將 ESP8266 連接到 WiFi 網絡，PubSubClient 庫，使我們能夠連接到 MQTT 代理並發布/訂閱主題消息。

   #include <ESP8266WiFi.h>
   #include <PubSubClient.h>
   

2. 我們將使用 NodeMCU ESP8266 的 D1 引腳來連接到 LED，實際上該引腳內部連接到 ESP8266 模塊的 GPIO5。

   // GPIO 5 D1
   #define LED 5
   

3. 設置 WIFI 名稱和密碼，以及 MQTT Broker 連接地址和端口

   // WiFi
   const char *ssid = "mousse"; // Enter your WiFi name
   const char *password = "qweqweqwe";  // Enter WiFi password
    
   // MQTT Broker
   const char *mqtt_broker = "broker.emqx.io";
   const char *topic = "esp8266/led";
   const char *mqtt_username = "emqx";
   const char *mqtt_password = "public";
   const int mqtt_port = 1883;
   

4. 我們打開了一個串行連接，以便於輸出程序的結果並且連接到WiFi網絡

   // 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..");
   }
   

5. 我們將設置 MQTT Broker，同時將連接信息打印到串口監視器上

    //connecting to a mqtt broker
   client.setServer(mqtt_broker, mqtt_port);
   client.setCallback(callback);
   while (!client.connected()) {
       String client_id = "esp8266-client-";
       client_id += String(WiFi.macAddress());
       Serial.println("Connecting to public emqx mqtt broker.....");
       if (client.connect(client_id, mqtt_username, mqtt_password)) {
           Serial.println("Public emqx mqtt broker connected");
       } else {
           Serial.print("failed with state ");
           Serial.print(client.state());
           delay(2000);
       }
   }
   

6. MQTT Broker 連接成功后，ESP8266 將向 MQTT Broker 發布和訂閱消息

   // publish and subscribe
   client.publish(topic, "hello emqx");
   client.subscribe(topic);
   

7. 編寫回調函數，從串行監視器讀取下發指令並且控制 LED 的開和關

   void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
       Serial.print("Message arrived in topic: ");
       Serial.println(topic);
       Serial.print("Message:");
       String message;
       for (int i = 0; i < length; i++) {
           message = message + (char) payload[i];  // convert *byte to string
       }
       Serial.print(message);
       if (message == "on") { digitalWrite(LED, LOW); }   // LED on
       if (message == "off") { digitalWrite(LED, HIGH); } // LED off
       Serial.println();
       Serial.println("-----------------------");
   }
   

8. 完整代碼

   #include <ESP8266WiFi.h>
   #include <PubSubClient.h>
   
   // GPIO 5 D1
   #define LED 5
   
   // WiFi
   const char *ssid = "mousse"; // Enter your WiFi name
   const char *password = "qweqweqwe";  // Enter WiFi password
   
   // MQTT Broker
   const char *mqtt_broker = "broker.emqx.io";
   const char *topic = "esp8266/led";
   const char *mqtt_username = "emqx";
   const char *mqtt_password = "public";
   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()) {
           String client_id = "esp8266-client-";
           client_id += String(WiFi.macAddress());
           Serial.println("Connecting to public emqx mqtt broker.....");
           if (client.connect(client_id, mqtt_username, mqtt_password)) {
               Serial.println("Public emqx mqtt broker connected");
           } else {
               Serial.print("failed with state ");
               Serial.print(client.state());
               delay(2000);
           }
       }
       // publish and subscribe
       client.publish(topic, "hello emqx");
       client.subscribe(topic);
   }
   
   void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
       Serial.print("Message arrived in topic: ");
       Serial.println(topic);
       Serial.print("Message:");
       String message;
       for (int i = 0; i < length; i++) {
           message = message + (char) payload[i];  // convert *byte to string
       }
       Serial.print(message);
       if (message == "on") { digitalWrite(LED, LOW); }   // LED on
       if (message == "off") { digitalWrite(LED, HIGH); } // LED off
       Serial.println();
       Serial.println("-----------------------");
   }
   
   void loop() {
       client.loop();
   }
   

連接和測試

1. 請使用 Arduino IDE 將完整代碼上傳 ESP8266，並打開串口監視器

   

2. 建立 MQTTX 客戶端 與 MQTT Broker 連接, 並向 ESP8266 發送指令

   

總結

至此，我們成功實現 NodeMCU ESP8266 與免費公共 MQTT 服務器遠程控制 LED 燈，該例子只是描述了一個簡單的場景，在實際的項目中，需要更加安全的連接方式，以及對物聯網數據進行持久化等功能。

更多物聯網開發及 ESP8266 相關文章，敬請關注后續推送。

版權聲明： 本文為 EMQ 原創，轉載請注明出處。

原文鏈接：https://www.emqx.cn/blog/esp8266_mqtt_led