ESP8266+OneNet(MQTT)+APP温湿度采集与继电器控制
ESP8266端和APP端均提供源码，包含在文章各部分结尾。
先看效果
app端（可远程显示温湿度、控制继电器开关）
ESP8266端：（IO0口控制继电器，IO2口读取温湿度传感器数值）
ESP8266端开发：
一、需要的材料（网上都能买到）
- Esp8266(系列产品，本项目使用ESP8266-01s)
- ESP LINK下载器（TTL也可以）
- DHT11温湿度传感器
- 继电器模块
- 杜邦线若干
二、OneNet平台相关操作
- 进入开发者中心
- 左上角选择全部产品，选择多协议接入，然后创建产品
- 联网方式：WiFi，操作系统：无，协议：MQTT（旧版），网络运营商：全选，其它随便填
- 然后在该产品下添加两个设备，鉴权信息可以随便填，名字可以随便起，我取的是APP和ESP8266
- 程序中需要用到：产品ID，Master-Apikey和设备ID（产品页面有前两个，设备ID可以从设备列表中看到）
三、MQTT简述
MQTT是基于发布/订阅范式的消息协议。你发布了一个Topic，只要别人订阅了这个Topic，那么他就能收到信息。同样你要收到别人发布的消息，首先你要订阅别人。（就好比抖音你关注了某个人，当这个人发布视频的时候，系统就会通知你）。假如说好几个人都订阅了一个Topic，那么这几个人都将收到信息。
四、安装开发环境
在安装开发环境之前，要确保你已经安装了JDK
五、创建项目
- 下载ESP8266 NONOS SDK V3.00
- 解压该压缩包，将driver_lib重命名为app（其它名字也可以）
- 打开根目录下的Makefile,将倒数第三行的driver_lib改为app
- 将examples文件夹中的esp_mqtt_proj中的所有文件复制到app文件加下，并覆盖。
- 打开third_party文件夹下，将Makefile重命名为Makefile.bak，或者直接将third_party这个文件夹删除。
- 给根文件夹重新命一个名字（比如ESP8266_OneNet）
- 将项目导入AiThink_IDE中（该环境当你编译后会显示错误，但并不是真正的错误，只要编译的时候出现第六条图片中类似的地址说明编译成功，官方建议关闭Problems 窗口，因为它的提示信息并不准确，以Console打印出来的信息为准）
- File–>Import—>C/C+±–>Existing Code as Makefile Project点击Finish（直接Browse，上面的名字会自动填充），C++选项去除。
- 找到mqtt_config.h文件，找到下面的代码片段，此时MQTT_HOST后面的ip改为183.230.40.39,MQTT_PORT更改为6002.(这些可以在OneNet开发文档中看到)，Device_ID改为设备ID，Device_Name改为产品ID，Device_Passwd改为Master-Apikey（这些都是先前在OneNet创建产品和设备时候的内容），STA_SSID为WIFI名字，STA_PASS为WIFI密码,除此之外还要看onenet平台用的协议版本，协议版本要与平台一致
PROTOCOL_NAMEv311。 - 还有重要的一个，当你更改了这些内容之后，一定要更改上面的CFG_HOLDER，随便更改几个数字（不改的话设备连接不上平台）。
/***********************************************************************************************************************/
#define CFG_HOLDER 0x00FF55A4 /* Change this value to load default configurations */
/*DEFAULT CONFIGURATIONS*/
#define MQTT_HOST "192.168.1.100" // the IP address or domain name of your MQTT server or MQTT broker ,such as "mqtt.yourdomain.com"
#define MQTT_PORT 1883 // the listening port of your MQTT server or MQTT broker
#define MQTT_CLIENT_ID "Device_ID" // the ID of yourself, any string is OK,client would use this ID register itself to MQTT server
#define MQTT_USER "Device_Name" // your MQTT login name, if MQTT server allow anonymous login,any string is OK, otherwise, please input valid login name which you had registered
#define MQTT_PASS "Device_Passwd" // you MQTT login password, same as above
#define STA_SSID "AP_SSID" // your AP/router SSID to config your device networking
#define STA_PASS "AP_Passwd" // your AP/router password
- 找到根目录下的Makefile文件，将其中的
SPI_SIZE_MAP?=0改为SPI_SIZE_MAP?=1，但是mqtt的这个项目要是2MB以上，Esp8266-01s只有1MB所以只能改为2.（如果是32Mbit的Flash改为SPI_SIZE_MAP?=4`）. - 此时 ，build project（六程序编译）然后烧录（烧录请跳到七）成功之后，你会看到平台上你的设备已经在线。
- 如何控制开关灯呢？打开user_main.c文件，其中user_init(void)就相当于主函数，你可以按照其中的顺序读写程序。找到如下函数，这个函数就是用来完成订阅和发布的，我们只需要订阅开关灯的Topic，所以要做一下更改。topic名字没有改，用的是原始的，你可以自行更改。
void mqttConnectedCb(uint32_t *args)
{
MQTT_Client* client = (MQTT_Client*)args;
INFO("MQTT: Connected\r\n");
MQTT_Subscribe(client, "/mqtt/topic/0", 0);
/* MQTT_Subscribe(client, "/mqtt/topic/1", 1);
MQTT_Subscribe(client, "/mqtt/topic/2", 2);
MQTT_Publish(client, "/mqtt/topic/0", "hello0", 6, 0, 0);
MQTT_Publish(client, "/mqtt/topic/1", "hello1", 6, 1, 0);
MQTT_Publish(client, "/mqtt/topic/2", "hello2", 6, 2, 0);*/
}
- 这样就成功的订阅了一个开关灯的Topic，此时你用模拟器发送一个/mqtt/topic/0的Topic，串口调试助手（第七条）就会打印收到的信息，通过这条信息你就能找到打印此语句的函数，很明显该函数就是完成开关灯指令的地方。就是下面的函数。在仔细看data就是我们收到的Topic的内容。我们只需要判断获取到的内容是啥然后控制IO0口的高低电平就能控制开关灯了。
void mqttDataCb(uint32_t *args, const char* topic, uint32_t topic_len, const char *data, uint32_t data_len)
{
char *topicBuf = (char*)os_zalloc(topic_len+1),
*dataBuf = (char*)os_zalloc(data_len+1);
MQTT_Client* client = (MQTT_Client*)args;
os_memcpy(topicBuf, topic, topic_len);
topicBuf[topic_len] = 0;
os_memcpy(dataBuf, data, data_len);
dataBuf[data_len] = 0;
INFO("Receive topic: %s, data: %s \r\n", topicBuf, dataBuf);
os_free(topicBuf);
os_free(dataBuf);
}
- 在上面的打印语句（ INFO(“Receive topic: %s, data: %s \r\n”, topicBuf, dataBuf);）之后加上下面的语句就能用来控制继电器从而实现开关灯的功能，除此之外，我们开关灯之后，灯是开是关我们不清楚，在这里我们应该发布一个Topic告诉手机我们的灯已开启或者关闭。
if( os_strcmp(topicBuf,"/mqtt/topic/0") == 0 )
{
if( os_strcmp(dataBuf,"1") == 0 ) // 有效载荷是"LED_ON"
{
//这里开灯的操作
INFO("LED--ON");
GPIO_OUTPUT_SET(GPIO_ID_PIN(0),1);
MQTT_Publish(&mqttClient, "LED_STATUS","1",1, 0, 0);
}
else if( os_strcmp(dataBuf,"0") == 0 ) // 有效载荷 == "LED_OFF"
{
//这里灭灯的操作
INFO("LED--OFF");
GPIO_OUTPUT_SET(GPIO_ID_PIN(0),0);
MQTT_Publish(&mqttClient, "LED_STATUS","0",1, 0, 0);
}
}
- 此时开关灯的功能已经实现，可以自行烧录，用模拟器发布相应的Topic来观察现象。下面就来完成温湿度采集与上传的功能。
- 将dht11.h放在app—>driver文件加下，将dht11.c文件放在user文件夹下。在 user_main.c中引用库文件。并将下面两个函数复制到user_main.c文件中。
#include "driver/dht11.h"
void ICACHE_FLASH_ATTR OS_Timer_1_Init_JX(u32 time_ms, u8 time_repetitive)
{
os_timer_disarm(&OS_Timer_1);
os_timer_setfn(&OS_Timer_1,(os_timer_func_t *)OS_Timer_1_cb, NULL);
os_timer_arm(&OS_Timer_1, time_ms, time_repetitive);
}
void ICACHE_FLASH_ATTR OS_Timer_1_cb(void)
{
DHT11_Data Data;
if(DHT11_Read_Data(&Data,PERIPHS_IO_MUX_GPIO2_U,2) == 0)
{
os_printf("\n read ok \n");
os_printf("\n Humi: %d\t Temp: %d\n",Data.Humi,Data.Temp);
}
else
os_printf("\n\n\t\t read failed \n\n");
}
- 在主函数（user_init(void)）中调用下面的函数，第一个参数表示多少ms采集一次
OS_Timer_1_Init_JX(10000,1);
- 此时，再次烧录，你会看到串口中打印的温湿度信息，表明信息已经采集完成，下面就是温湿度的上传了。那么在哪里上传呢？还要保证温湿度每隔一段时间上传一次。很明显在打印温湿度的函数中。也就是上面的 ICACHE_FLASH_ATTR OS_Timer_1_cb(void)这个函数。看一下程序中原始是怎么发布消息的
MQTT_Publish(client, "hellow", "hello1", 6, 1, 0);
- 第一个参数是Client客户端，找找发现程序上面定义了一个全局的Client（MQTT_Client mqttClient），第二个参数是啥？点击ctrl鼠标选中MQTT_PUBLISH，我们会看到如下：说明第二个参数是Topic名称，第三个参数是要发布的内容，第四个参数是内容长度，第五个参数 是Qos，第六个参数是Retain。这几个参数都是干嘛的我们不用管，想了解的点击这里选择MQTT。
MQTT_Publish(MQTT_Client *client, const char* topic, const char* data, int data_length, int qos, int retain)
- 上面说了发布的内容为char*类型，我们可以直接把数据装进插入数组中去一次发布出去。首先全局定义一个char temp_humi[4];前两位用来存放温度的高位和低位，后两位存放湿度的高位和低位。（DHT11的温度范围为0-50℃，湿度范围20-90%RH）。
temp_humi[0]=Data.Temp/10+'0';//除以10获得温度高位，并转化为char型
temp_humi[1]=Data.Temp%10+'0';//对10取模获得个位，也转为char型
temp_humi[2]=Data.Humi/10+'0';
temp_humi[3]=Data.Humi%10+'0';
MQTT_Publish(&mqttClient, "temp_humi",temp_humi,4, 0, 0);
- 到此程序书写就结束了。
六、程序编译
- 选中项目，鼠标右键Build project，如果出现下面的画面就表示编译成功（后面带有烧录地址），编译完就能烧录了。
- Clean Project（清空项目，官方建议在Build Project之前要先Clean Project防止编译出错，我自己实验几次发现并没有错（可能是小概率事件））
- 提醒：Eclipse默认不会自动报存，你每次更改过之后要先保存一下。
七、为ESP8266烧写固件
- 这里选择不支持云端升级的（看自己情况而定）
- 需要烧录四个程序,前两个为程序编译时生成的（就在该项目的文件夹下），后两个在官方提供的ESP NONOS SDK项目的文件夹下，烧录地址如下（前两个地址如果给build project之后不一样，以程序生成的地址为主），同时还要看你的flash的大小，ESP8266-01s为8Mbit(其他型号flash大小可在乐鑫官网查到）。
- 烧写固件用到的软件（第五条连接已经提供了网址,名字为ESP FLASH TOOL）。
- 观察好自己模块的Flash（我的为8Mbit）进行烧写，波特率可以选大一点，烧写速度快。（将下面模块插上烧写）
- 烧写参考图
七、串口调试
- 串口调试助手下载链接
- 选择你所插入的com口，选择波特率115200，打开串口，此时你会看到ESP8266打印的一系列信息（包括一些连接信息，订阅和发布信息，也可以打印出此时从DHT11中读取到的温湿度数据）。
- 此时，你可以使用OneNet平台提供的MQTT设备模拟器来模拟一台设备。模拟器发送ESP8266已经订阅的Topic，观察串口调试助手打印的信息；模拟器也可以订阅ESP8266发布的Topic，观察 模拟器收到的温湿度信息。
- 串口调试助手信息
- 模拟器端（temp_humi为订阅的温湿度Topic，LED_STATUS为执行过开关灯之后返回的灯状态Topic，用来判断开关灯是否成功）
- 此时ESP8266端开发就完成了。
八、Esp8266端源代码，可以导入后改一下信息进行烧写。
APP端开发
一、开发环境（AndroidStudio3.6，可自行百度安装）
二、导入Jar包
- 将Jar包方在你项目下的libs文件夹下
- 右键该文件选择As APP Library
三、AndroidManFest中添加网络权限
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>
四、AndroidManFest的application标签下添加服务
<service android:name="com.chinamobile.iot.onenet.mqtt.MqttService"/>
五、在onCreate（）方法中调用init_MQtt()方法连接OneNet
/**
* MQTT连接服务器
*/
private void init_MQtt(){
//初始化sdk
MqttClient.initialize(this,"183.230.40.39",6002,"设备ID","产品ID","Master APIkey");
//设置接受响应回调
MqttClient.getInstance().setCallBack(callBack);
//设置连接属性
MqttConnectOptions connectOptions = new MqttConnectOptions();
connectOptions.setCleanSession(true);
connectOptions.setKeepAlive(121);
connectOptions.setWill(false);
connectOptions.setWillQoS(QoS.AT_MOST_ONCE);
connectOptions.setWillRetain(false);
//建立TCP连接
MqttClient.getInstance().connect(connectOptions);
}
/**
* MQTT回调函数
*/
private MqttCallBack callBack =new MqttCallBack() {
@Override
public void messageArrived(MqttMessage mqttMessage) {
switch (mqttMessage.getMqttHeader().getType()){
case CONNACK:
MqttConnAck mqttConnAck = (MqttConnAck)
break;
case PUBLISH:
break;
case SUBSCRIBE:
MqttSubscribe mqttSubscribe=(MqttSubscribe)mqttMessage;
break;
case SUBACK:
MqttSubAck mqttSubAck = (MqttSubAck) mqttMessage;
break;
case PINGRESP:
break;
case PUBACK:
MqttPubAck mqttPubAck=(MqttPubAck) mqttMessage;
break;
case PUBCOMP:
break;
}
}
@Override
public void connectionLost(Exception e) {
}
@Override
public void disconnect() {
}
};
六、此时手机设备已经连接上OneNet，可以在平台上看到
七、订阅Topic
MqttSubscribe mqttSubscribe = new MqttSubscribe("你要发布的Topic名字", QoS.AT_LEAST_ONCE);
MqttClient.getInstance().subscribe(mqttSubscribe);
八、发布Topic
//data中写入你想要发送的数据
byte[] data = {'1'};
MqttPublish mqttPublish=new MqttPublish("你要发布的Topic名称",data,QoS.AT_LEAST_ONCE);
MqttClient.getInstance().sendMsg(mqttPublish);
九、接收已订阅Topic的信息,在回调函数的相应项下修改
case PUBLISH:
MqttPublish mqttPublish = (MqttPublish) mqttMessage;
byte[] data = mqttPublish.getData();
String topic= mqttPublish.getTopicName();
String s=new String(data);
textview.setText(topic+" "+new String(data));
break;
十、本项目是用两个按键来发布一个Topic，一个的内容为1，另一个为0，ESP8266订阅了这个Topic，接收到1/0表示开/关灯。
手机订阅一个ESP8266发布的温湿度Topic和一个判断灯开关是否成功的Topic(LED_STATUS)，实现温湿度在手机端显示和开关灯。
十一、你可以使用MQtt实现多人聊天。
十二、Android源码地址
十三、小白菜一个，大神勿喷，感谢onenet大哥提供的jar包。