玩轉OneNET物聯網平台之MQTT服務④ —— 遠程控制LED（設備自註冊）+ Android App控制

2019 年 10 月 28 日
筆記

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，而是學會學習的能力。希望大家分享給你周邊需要的朋友或者同學，說不定大神成長之路有博哥的奠基石。。。

QQ技術互動交流群：ESP8266&32 物聯網開發群號622368884，不喜勿噴

一、你如果想學基於Arduino的ESP8266開發技術

一、基礎篇

ESP8266開發之旅基礎篇① 走進ESP8266的世界

ESP8266開發之旅基礎篇② 如何安裝ESP8266的Arduino開發環境

ESP8266開發之旅基礎篇③ ESP8266與Arduino的開發說明

ESP8266開發之旅基礎篇④ ESP8266與EEPROM

ESP8266開發之旅基礎篇⑤ ESP8266 SPI通訊和I2C通訊

ESP8266開發之旅基礎篇⑥ Ticker——ESP8266定時庫

二、網路篇

ESP8266開發之旅網路篇① 認識一下Arduino Core For ESP8266

ESP8266開發之旅網路篇② ESP8266 工作模式與ESP8266WiFi庫

ESP8266開發之旅網路篇③ Soft-AP——ESP8266WiFiAP庫的使用

ESP8266開發之旅網路篇④ Station——ESP8266WiFiSTA庫的使用

ESP8266開發之旅網路篇⑤ Scan WiFi——ESP8266WiFiScan庫的使用

ESP8266開發之旅網路篇⑥ ESP8266WiFiGeneric——基礎庫

ESP8266開發之旅網路篇⑦ TCP Server & TCP Client

ESP8266開發之旅網路篇⑧ SmartConfig——一鍵配網

ESP8266開發之旅網路篇⑨ HttpClient——ESP8266HTTPClient庫的使用

ESP8266開發之旅網路篇⑩ UDP服務

ESP8266開發之旅網路篇⑪ WebServer——ESP8266WebServer庫的使用

ESP8266開發之旅網路篇⑫ 域名服務——ESP8266mDNS庫

ESP8266開發之旅網路篇⑬ SPIFFS——ESP8266 Flash文件系統

ESP8266開發之旅網路篇⑭ web配網

ESP8266開發之旅網路篇⑮ 真正的域名服務——DNSServer

ESP8266開發之旅網路篇⑯ 無線更新——OTA韌體更新

三、應用篇

ESP8266開發之旅應用篇① 區域網應用 ——炫酷RGB彩燈

ESP8266開發之旅應用篇② OLED顯示天氣屏

ESP8266開發之旅應用篇③ 簡易版WiFi小車

四、高級篇

ESP8266開發之旅進階篇① 程式碼優化 —— ESP8266記憶體管理

ESP8266開發之旅進階篇② 閑聊Arduino IDE For ESP8266配置

ESP8266開發之旅進階篇③ 閑聊 ESP8266 Flash

ESP8266開發之旅進階篇④ 常見問題 —— 解決困擾

ESP8266開發之旅進階篇⑤ 程式碼規範 —— 像寫文章一樣優美

ESP8266開發之旅進階篇⑥ ESP-specific APIs說明

1.理論基礎

參考部落客線上博文：

在前面的博文中，部落客主要通過手動方式去創建設備。這種方式的缺點明顯：

人為手動控制，對於開發者來說極度不友好；
如果設備數量很多，豈不是要手動操作非常多次；

那麼，如何實現設備自註冊呢？所謂自註冊就是設備連入網路後自動往OneNet雲平台註冊設備資訊並獲取設備Id。

為了區分唯一性，我們採用ESP-Mac地址的組合形式
同時為了操作方便，部落客花了個周末的時間做了一個對應的app，理論上不限制ESP8266接入點的數量

本篇博文的目的就在於教會大家如何和app通訊，完成MQTT協議下的App遠程控制LED燈，並且LED燈的數量可以隨意接入，用戶可以在app端修改設備名字以便方便操作。

部落客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繫的

先上個概念圖：

2.遠程控制LED，實現設備自註冊

2.1 實驗材料

ESP8266 NodeMcu
Android手機
OneNet平台

2.2 實驗步驟

2.2.1 創建 ESP8266智慧燈系統產品（MQTT協議）

注意點：

務必選擇MQTT協議

創建完畢後，我們點擊查看具體的產品資訊：

注意點：

需要記錄產品ID，其用來區分產品唯一標識符，這個ID待會需要填入App
Master-APIkey，網路請求鑒權資訊，介面調用需要帶入，這個ID待會需要填入App

2.2.2 NodeMcu燒錄程式碼 —— MQTT設備端

為了明確區分程式碼功能，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個esp8266   *  作者：單片機菜鳥   *  時間：2019-10-27   *  描述：   *      1.初始化工作：初始化網路配置，Mqtt客戶端自注冊，連接鑒權，訂閱主題   *      2.訂閱消息：獲取發送過來的消息（json格式），解析消息，實現控制亮滅燈  */    #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 需要重新註冊       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("rnrnStart ESP8266 MQTT");      Serial.print("Firmware Version:");      Serial.println(VER);      Serial.print("SDK Version:");      Serial.println(ESP.getSdkVersion());      wifi_station_set_auto_connect(0);//關閉自動連接      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              delayRestart(1);            }      }      pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);        loadConfig();      //還沒有註冊      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              delayRestart(1);            }          }          if(!parseRegisterResponse()){              //重啟系統              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載入參數  */  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數據   */  void parseOneNetMqttResponse(char* payload){     Serial.println("start parseOneNetMqttResponse");     StaticJsonBuffer<100> jsonBuffer;       // StaticJsonBuffer 在棧區分配記憶體   它也可以被 DynamicJsonBuffer（記憶體在堆區分配） 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);          }      }  }    /**   * 解析註冊返回結果   */  bool parseRegisterResponse(){     Serial.println("start parseRegisterResponse");     StaticJsonBuffer<200> jsonBuffer;       // StaticJsonBuffer 在棧區分配記憶體   它也可以被 DynamicJsonBuffer（記憶體在堆區分配） 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 程式碼:

#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相關操作 **************************/  void delayRestart(float t);  void delayNs(uint8_t m);  /*********************************************************/    /*************** OneNet MQTT相關操作 ****************************/  void initOneNet(uint8_t *productId,uint8_t *apiKey,uint8_t *deviceId);  int connectToOneNetMqtt();  /*********************************************************/    /**************** OneNet Http相關操作 ***************************/  HTTPClient http;  String response;  const char* host = "api.heclouds.com";  bool registerDeviceToOneNet();  /****************************************************************/    #define ONENET_DISCONNECTED 1 //已經斷開  #define ONENET_CONNECTED 2    //已經連接上  #define ONENET_RECONNECT 3    //重連成功    //常量  #define VER             "MQTT_LED_V1.0"  const char* ssid = "xxxxxxxx";//wifi帳號  const char* password = "xxxxxxx";//wifi秘密    //OneNet相關  PubSubClient mqttClient;  const char* mqttServer = "183.230.40.39";//mqtt伺服器  const uint16_t mqttPort = 6002;  #define PRODUCT_ID    "253190" //此為博哥自己的產品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

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