玩轉(zhuǎn)OneNET物聯(lián)網(wǎng)平臺之MQTT服務(wù)④ —— 遠(yuǎn)程控制LED（設(shè)備自注冊） Android App控制

印度阿三17 2019-10-28

展開全文

授人以魚不如授人以漁，目的不是為了教會你具體項目開發(fā)，而是學(xué)會學(xué)習(xí)的能力。希望大家分享給你周邊需要的朋友或者同學(xué)，說不定大神成長之路有博哥的奠基石。。。

QQ技術(shù)互動交流群：ESP8266&32 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā) 群號622368884，不喜勿噴

一、你如果想學(xué)基于Arduino的ESP8266開發(fā)技術(shù)

一、基礎(chǔ)篇

ESP8266開發(fā)之旅基礎(chǔ)篇① 走進(jìn)ESP8266的世界

ESP8266開發(fā)之旅基礎(chǔ)篇② 如何安裝ESP8266的Arduino開發(fā)環(huán)境

ESP8266開發(fā)之旅基礎(chǔ)篇③ ESP8266與Arduino的開發(fā)說明

ESP8266開發(fā)之旅基礎(chǔ)篇④ ESP8266與EEPROM

ESP8266開發(fā)之旅基礎(chǔ)篇⑤ ESP8266 SPI通信和I2C通信

ESP8266開發(fā)之旅基礎(chǔ)篇⑥ Ticker——ESP8266定時庫

二、網(wǎng)絡(luò)篇

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇① 認(rèn)識一下Arduino Core For ESP8266

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇② ESP8266 工作模式與ESP8266WiFi庫

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇③ Soft-AP——ESP8266WiFiAP庫的使用

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇④ Station——ESP8266WiFiSTA庫的使用

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇⑤ Scan WiFi——ESP8266WiFiScan庫的使用

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇⑥ ESP8266WiFiGeneric——基礎(chǔ)庫

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇⑦ TCP Server & TCP Client

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇⑧ SmartConfig——一鍵配網(wǎng)

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇⑨ HttpClient——ESP8266HTTPClient庫的使用

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇⑩ UDP服務(wù)

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇? WebServer——ESP8266WebServer庫的使用

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇? 域名服務(wù)——ESP8266mDNS庫

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇? SPIFFS——ESP8266 Flash文件系統(tǒng)

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇? web配網(wǎng)

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇? 真正的域名服務(wù)——DNSServer

ESP8266開發(fā)之旅網(wǎng)絡(luò)篇? 無線更新——OTA固件更新

三、應(yīng)用篇

ESP8266開發(fā)之旅應(yīng)用篇① 局域網(wǎng)應(yīng)用 ——炫酷RGB彩燈

ESP8266開發(fā)之旅應(yīng)用篇② OLED顯示天氣屏

ESP8266開發(fā)之旅應(yīng)用篇③ 簡易版WiFi小車

四、高級篇

ESP8266開發(fā)之旅進(jìn)階篇① 代碼優(yōu)化 —— ESP8266內(nèi)存管理

ESP8266開發(fā)之旅進(jìn)階篇② 閑聊Arduino IDE For ESP8266配置

ESP8266開發(fā)之旅進(jìn)階篇③ 閑聊 ESP8266 Flash

ESP8266開發(fā)之旅進(jìn)階篇④ 常見問題 —— 解決困擾

ESP8266開發(fā)之旅進(jìn)階篇⑤ 代碼規(guī)范 —— 像寫文章一樣優(yōu)美

ESP8266開發(fā)之旅進(jìn)階篇⑥ ESP-specific APIs說明

1.理論基礎(chǔ)

????參考博主線上博文：

玩轉(zhuǎn)PubSubClient MQTT庫
玩轉(zhuǎn)OneNET物聯(lián)網(wǎng)平臺之簡介
玩轉(zhuǎn)OneNET物聯(lián)網(wǎng)平臺之MQTT服務(wù)①
玩轉(zhuǎn)OneNET物聯(lián)網(wǎng)平臺之MQTT服務(wù)②
玩轉(zhuǎn)OneNET物聯(lián)網(wǎng)平臺之MQTT服務(wù)③

????在前面的博文中，博主主要通過手動方式去創(chuàng)建設(shè)備。這種方式的缺點明顯：

人為手動控制，對于開發(fā)者來說極度不友好；
如果設(shè)備數(shù)量很多，豈不是要手動操作非常多次；

????那么，如何實現(xiàn)設(shè)備自注冊呢？所謂自注冊就是設(shè)備連入網(wǎng)絡(luò)后自動往OneNet云平臺注冊設(shè)備信息并獲取設(shè)備Id。

為了區(qū)分唯一性，我們采用ESP-Mac地址的組合形式
同時為了操作方便，博主花了個周末的時間做了一個對應(yīng)的app，理論上不限制ESP8266接入點的數(shù)量

????本篇博文的目的就在于教會大家如何和app通信，完成MQTT協(xié)議下的App遠(yuǎn)程控制LED燈，并且LED燈的數(shù)量可以隨意接入，用戶可以在app端修改設(shè)備名字以便方便操作。

博主極度建議大家從第一篇看起，有個大概了解，因為本系列教程都是有相聯(lián)系的

????先上個概念圖：
www.wityx.com

2.遠(yuǎn)程控制LED，實現(xiàn)設(shè)備自注冊

2.1 實驗材料

ESP8266 NodeMcu
Android手機(jī)
OneNet平臺

2.2 實驗步驟

2.2.1 創(chuàng)建 ESP8266智能燈系統(tǒng) 產(chǎn)品（MQTT協(xié)議）

注意點：

務(wù)必選擇MQTT協(xié)議

????創(chuàng)建完畢后，我們點擊查看具體的產(chǎn)品信息：

注意點：

需要記錄產(chǎn)品ID，其用來區(qū)分產(chǎn)品唯一標(biāo)識符，這個ID待會需要填入App
Master-APIkey，網(wǎng)絡(luò)請求鑒權(quán)信息，接口調(diào)用需要帶入，這個ID待會需要填入App

2.2.2 NodeMcu燒錄代碼 —— MQTT設(shè)備端

????為了明確區(qū)分代碼功能，博哥命名工程名為P_OneNet_Exam05:

P_OneNet_Exam05.ino文件：

/**
 *  功能：ESP8266 Mqtt客戶端自注冊功能，通過配套App控制Led消息，理論上可以接入無數(shù)個esp8266
 *  作者：單片機(jī)菜鳥
 *  時間：2019-10-27
 *  描述：
 *      1.初始化工作：初始化網(wǎng)絡(luò)配置，Mqtt客戶端自注冊，連接鑒權(quán)，訂閱主題
 *      2.訂閱消息：獲取發(fā)送過來的消息（json格式），解析消息，實現(xiàn)控制亮滅燈
*/

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <EEPROM.h>
#include <Ticker.h>
#include "H_project.h"

#define MAGIC_NUMBER 0xAA

int state;
WiFiClient espClient;

//聲明方法
void initSystem();
void initOneNetMqtt();
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length);
void saveConfig();
void loadConfig();
bool parseRegisterResponse();
void parseOneNetMqttResponse(char* payload);

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

void loop() {
  ESP.wdtFeed();
  state = connectToOneNetMqtt();
  if(state == ONENET_RECONNECT){
     //重連成功 需要重新注冊
     mqttClient.subscribe(TOPIC,1);
     mqttClient.loop();
  }else if(state == ONENET_CONNECTED){
     mqttClient.loop();
  }
  delay(2000);
}

void initSystem(){
    int cnt = 0;
    Serial.begin (115200);
    Serial.println("\r\n\r\nStart ESP8266 MQTT");
    Serial.print("Firmware Version:");
    Serial.println(VER);
    Serial.print("SDK Version:");
    Serial.println(ESP.getSdkVersion());
    wifi_station_set_auto_connect(0);//關(guān)閉自動連接
    ESP.wdtEnable(5000);
    WiFi.disconnect();
    delay(100);
    WiFi.begin(ssid, password);
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
          delay(500);
          cnt  ;
          Serial.print(".");
          if(cnt>=40){
            cnt = 0;
            //重啟系統(tǒng)
            delayRestart(1);
          }
    }
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

    loadConfig();
    //還沒有注冊
    if(strcmp(config.deviceid,DEFAULT_ID) == 0){
        int tryAgain = 0;
        while(!registerDeviceToOneNet()){
          Serial.print(".");
          delay(500);
          tryAgain  ;
          if(tryAgain == 5){
            //嘗試5次
            tryAgain = 0;
            //重啟系統(tǒng)
            delayRestart(1);
          }
        }
        if(!parseRegisterResponse()){
            //重啟系統(tǒng)
            delayRestart(1);
            while(1);
        }
    }
}

void initOneNetMqtt(){
    mqttClient.setServer(mqttServer,mqttPort);
    mqttClient.setClient(espClient);
    mqttClient.setCallback(callback);

    initOneNet(PRODUCT_ID,API_KEY,config.deviceid);
}

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[i]);
  }
  Serial.println();
  parseOneNetMqttResponse((char *)payload);
}

/*
 * 保存參數(shù)到EEPROM
*/
void saveConfig()
{
  Serial.println("Save OneNet config!");
  Serial.print("deviceId:");
  Serial.println(config.deviceid);

  EEPROM.begin(150);
  uint8_t *p = (uint8_t*)(&config);
  for (int i = 0; i < sizeof(config); i  )
  {
    EEPROM.write(i, *(p   i));
  }
  EEPROM.commit();
}

/*
 * 從EEPROM加載參數(shù)
*/
void loadConfig()
{
  EEPROM.begin(150);
  uint8_t *p = (uint8_t*)(&config);
  for (int i = 0; i < sizeof(config); i  )
  {
    *(p   i) = EEPROM.read(i);
  }
  EEPROM.commit();
  if (config.magic != MAGIC_NUMBER)
  {
    strcpy(config.deviceid, DEFAULT_ID);
    config.magic = MAGIC_NUMBER;
    saveConfig();
    Serial.println("Restore config!");
  }
  Serial.println("-----Read config-----");
  Serial.print("deviceId:");
  Serial.println(config.deviceid);
  Serial.println("-------------------");
}

/**
 * 解析mqtt數(shù)據(jù)
 */
void parseOneNetMqttResponse(char* payload){
   Serial.println("start parseOneNetMqttResponse");
   StaticJsonBuffer<100> jsonBuffer;
     // StaticJsonBuffer 在棧區(qū)分配內(nèi)存   它也可以被 DynamicJsonBuffer（內(nèi)存在堆區(qū)分配） 代替
     // DynamicJsonBuffer  jsonBuffer;
   JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(payload);

     // Test if parsing succeeds.
   if (!root.success()) {
       Serial.println("parseObject() failed");
       return ;
   }

   String deviceId = root["Did"];
   int status = root["sta"];

   if(strcmp(config.deviceid,deviceId.c_str()) == 0){
        if (status == 1) {
            digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
        } else {
            digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
        }
    }
}

/**
 * 解析注冊返回結(jié)果
 */
bool parseRegisterResponse(){
   Serial.println("start parseRegisterResponse");
   StaticJsonBuffer<200> jsonBuffer;
     // StaticJsonBuffer 在棧區(qū)分配內(nèi)存   它也可以被 DynamicJsonBuffer（內(nèi)存在堆區(qū)分配） 代替
     // DynamicJsonBuffer  jsonBuffer;
   JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(response);

     // Test if parsing succeeds.
   if (!root.success()) {
       Serial.println("parseObject() failed");
       return false;
   }

   int errno = root["errno"];
   if(errno !=0){
       Serial.println("register failed!");
       return false;
   }else{
       Serial.println("register sucess!");
       strcpy(config.deviceid, root["data"]["device_id"]);
       saveConfig();
       return true;
   }
}

H_project.h 代碼:

#ifndef _MAIN_H__
#define _MAIN_H__


extern "C" {
#include "user_interface.h"
#include "smartconfig.h"
}

struct onenet_config
{
  char deviceid[15];
  uint8_t magic;
};

/************** ESP8266相關(guān)操作 **************************/
void delayRestart(float t);
void delayNs(uint8_t m);
/*********************************************************/

/*************** OneNet MQTT相關(guān)操作 ****************************/
void initOneNet(uint8_t *productId,uint8_t *apiKey,uint8_t *deviceId);
int connectToOneNetMqtt();
/*********************************************************/

/**************** OneNet Http相關(guān)操作 ***************************/
HTTPClient http;
String response;
const char* host = "api.heclouds.com";
bool registerDeviceToOneNet();
/****************************************************************/

#define ONENET_DISCONNECTED 1 //已經(jīng)斷開
#define ONENET_CONNECTED 2    //已經(jīng)連接上
#define ONENET_RECONNECT 3    //重連成功

//常量
#define VER             "MQTT_LED_V1.0"
const char* ssid = "xxxxxxxx";//wifi賬號
const char* password = "xxxxxxx";//wifi秘密

//OneNet相關(guān)
PubSubClient mqttClient;
const char* mqttServer = "183.230.40.39";//mqtt服務(wù)器
const uint16_t mqttPort = 6002;
#define PRODUCT_ID    "253190" //此為博哥自己的產(chǎn)品id 請新建自己的
#define API_KEY    "xxxxxx"
#define DEFAULT_ID "123456"
#define TOPIC     "esp8266led"

unsigned long lastWiFiCheckTick = 0;
bool ledState = 0;

onenet_config config;

#endif

????全部工程代碼，博哥放在個人QQ群里或者代碼下載地址。

注意點：