# 使用 ESP32 连接到部署

本文主要介绍如何在 ESP32 项目中使用 PubSubClient ,实现客户端与 MQTT 服务器的连接、订阅、收发消息、取消订阅等功能。

ESP32 (opens new window) 是 ESP8266 的升级版本,除了 Wi-Fi 模块,该模块还包含蓝牙 4.0 模块。双核 CPU 工作频率为 80 至 240 MHz,包含两个 Wi-Fi 和蓝牙模块以及各种输入和输出引脚, ESP32 是物联网项目的理想选择。

MQTT (opens new window) 是一种基于发布/订阅模式的 轻量级物联网消息传输协议。该协议提供了一对多的消息分发和应用程序的解耦,具备很小的传输消耗和协议数据交换、最大限度减少网络流量和三种不同消息服务质量等级,满足不同投递需求的优势。

# 前提条件

  1. 已经创建了部署,在 部署概览 下可以查看到连接相关的信息,请确保部署状态为运行中。同时你可以使用 WebSocket 测试连接到 MQTT 服务器。
  2. 认证鉴权 > 认证 中设置用户名和密码,用于连接验证。

本文中使用 Arduino IDE (opens new window)作为代码编辑和上传,ArduinoIDE 包含了一个用于写代码的文本编辑器、一个消息区、一个文本控制台以及一个带有常用功能按钮和文本菜单的工具栏。软件连接 Arduino 和 Genuino 之后,能给所连接的控制板上传程序,还能与控制板相互通信。

# 安装依赖

  1. 安装 ESP32 开发板 点击 工具 -> 开发板 -> 开发板管理 -> 搜索 ESP32 -> 点击安装

  2. 安装 PubSub client 库 项目 -> 加载库 -> 管理库... -> 搜索 PubSubClient -> 安装 PubSubClient by Nick O’Leary

# 连接

请在控制台的 部署概览 找到相关的地址以及端口信息,需要注意如果是基础版,端口不是 1883 或 8883 端口,请确认好端口。

# 连接设置

本文将使用 EMQX 提供的 免费公共 MQTT 服务器 (opens new window),该服务基于 EMQX 的 MQTT 物联网云平台 (opens new window) 创建。服务器接入信息如下:

  • Broker: broker-cn.emqx.io
  • TCP Port: 1883
  • WebSocket Port: 8083

# 导入 WiFi 和 PubSubClient 库

#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
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# 设置 Wi-Fi 名称和密码,以及 MQTT 服务器连接地址和端口

// WiFi
const char *ssid = "mousse"; // Enter your WiFi name
const char *password = "qweqweqwe";  // Enter WiFi password

// MQTT Broker
const char *mqtt_broker = "broker-cn.emqx.io";
const char *topic = "esp32/test";
const char *mqtt_username = "emqx";
const char *mqtt_password = "public";
const int mqtt_port = 1883;
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# 打开串行连接,以便于输出程序的结果并且连接到 Wi-Fi 网络

// 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..");
}
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# 使用 PubSubClient 连接到公共 MQTT Broker。

client.setServer(mqtt_broker, mqtt_port);
client.setCallback(callback);
while (!client.connected()) {
    String client_id = "esp32-client-";
    client_id += String(WiFi.macAddress());
    Serial.printf("The client %s connects to the public mqtt broker\n", client_id.c_str());
    if (client.connect(client_id.c_str(), mqtt_username, mqtt_password)) {
        Serial.println("Public emqx mqtt broker connected");
    } else {
        Serial.print("failed with state ");
        Serial.print(client.state());
        delay(2000);
    }
}
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# MQTT 服务器连接成功后,ESP32 将向 MQTT 服务器 esp/test 发布消息和订阅 esp/test 主题消息。

// publish and subscribe
client.publish(topic, "Hi EMQX I'm ESP32 ^^");
client.subscribe(topic);
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# 设置回调函数将主题名称打印到串行端口并打印从 esp32/test 主题接收的消息。

void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
    Serial.print("Message arrived in topic: ");
    Serial.println(topic);
    Serial.print("Message:");
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        Serial.print((char) payload[i]);
    }
    Serial.println();
    Serial.println("-----------------------");
}
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# 完整代码

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

// WiFi
const char *ssid = "mousse"; // Enter your WiFi name
const char *password = "qweqweqwe";  // Enter WiFi password

// MQTT Broker
const char *mqtt_broker = "broker-cn.emqx.io";
const char *topic = "esp32/test";
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 = "esp32-client-";
     client_id += String(WiFi.macAddress());
     Serial.printf("The client %s connects to the public mqtt broker\n", client_id.c_str());
     if (client.connect(client_id.c_str(), 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, "Hi EMQX I'm ESP32 ^^");
 client.subscribe(topic);
}

void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
 Serial.print("Message arrived in topic: ");
 Serial.println(topic);
 Serial.print("Message:");
 for (int i = 0; i < length; i++) {
     Serial.print((char) payload[i]);
 }
 Serial.println();
 Serial.println("-----------------------");
}

void loop() {
 client.loop();
}
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# 测试验证

  1. 请使用 Arduino IDE 将完整代码上传到 ESP32,并打开串口监视器,选择 115200 波特率查看 ESP32 连接情况 esp32_connection

  2. 建立 MQTT X 客户端 与 MQTT 服务器的连接, 并向 ESP32 发送消息 esp32_mqttx

# 更多内容

综上所述,我们实现了在 ESP32 项目中创建 MQTT 连接,使用客户端与 MQTT 服务器进行订阅、收发消息、取消订阅以及断开连接的场景。可以在 这里 (opens new window) 下载到示例的源码,同时也可以在 GitHub (opens new window) 上找到更多其他语言的 Demo 示例。