ESP8266+MQTT协议连接华为IOT物联网平台-远程控制实现点亮LED灯

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熊大不大 发表于 2023/03/21 22:54:44 2023/03/21
【摘要】 ESP8266是一款高度集成的WiFi芯片，可以作为微控制器的一部分来控制其他设备。它可以通过串口连接到计算机，并通过编程实现控制。NodeMCU是一种基于ESP8266的开发板，使得使用ESP8266更加简单。使用NodeMCU，可以通过Lua编程语言来控制ESP8266。这种芯片和开发板非常适合物联网设备和远程控制应用程序。最近我想买一个来玩一下物联网的乐趣，然后买来一个最便宜最广泛的一...

ESP8266是一款高度集成的WiFi芯片，可以作为微控制器的一部分来控制其他设备。它可以通过串口连接到计算机，并通过编程实现控制。NodeMCU是一种基于ESP8266的开发板，使得使用ESP8266更加简单。使用NodeMCU，可以通过Lua编程语言来控制ESP8266。这种芯片和开发板非常适合物联网设备和远程控制应用程序。

最近我想买一个来玩一下物联网的乐趣，然后买来一个最便宜最广泛的一个开发板，就是ESP8266，具有Wifi功能，然后想用MQTT协议连接华为云IOT代理，但是搜索了整个网络，都没有好的教程，要么就是刷的固件都是很老的，要么是AT固件，然后没有MQTT模块。今天我来记录我的一次教程。

1. 准备材料

在淘宝上购买来ESP8266,大约12元钱左右大概长成如图下这样的

接下来就是开始进行操作，先进去官网，官网是最好的教程，如果看的懂英文的话

地址如下： NodeMCU Documentation

  1. 下载刷固件的工具 NodeMCU PyFlasher

2. 下载固件 地址：NodeMCU custom builds

在云上自定义自己固件模块，进去有几个默认模块

然后新增勾选了Mqtt 和 sjson，crypto模块，填写自己的邮箱，然后点击开始build，过几分钟就会收到固件邮件

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321074602.png

收到邮件通过邮件提供的链接下载固件

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321075014.png

3. 下载开发工具ESPlorer，进入4refr0nt/ESPlorer: Integrated Development Environment (IDE) for ESP8266 developers 下载ESPlorer工具

2. 开始烧录固件

工具下载好了，我们准备开始烧录固件了，打开 nodeMCU pyflasher,

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321075806.png

通过USB链接自己的开发板，选择CoM3，选择固件，点击烧录

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321080309.png

出现‘Firmware successfully flashed. Unplug/replug or reset device to switch back to normal boot mode.‘ 则烧录成功

3. 开始编写程序，开发MQTT

打开Esplorer开发工具，连上串口出现下图则成功连接上。然后开始编写代码。连上wifi 建立连接

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321194122.png

代码中显示ssid是wifi名字，注意:有些wifi有5G之类的，请使用普通的，因为这个板子不太支持那么高级的wifi协议

新建文件init.lua

代码如下：

-- init.lua
print('Setting up WIFI...')
wifi.setmode(wifi.STATION)
cfg={}
cfg.ssid="TP-LINK_38B1" 
cfg.pwd=""
wifi.sta.config(cfg)
wifi.sta.connect()
mytime = tmr.create()
mytime:alarm(1000, tmr.ALARM_AUTO, function()
    if wifi.sta.getip() == nil then
        print('Waiting for IP ...')
    else
        print('IP is ' .. wifi.sta.getip())
    mytime:stop()
    end
end)

然后开始上传代码。在ESplorer中左下角有个upload…按钮上传之后按一下开发板的rest键则出现开始连接wifi了

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321195044.png

4.华为云设备接入 IoTDA

打开华为云网站进入设备接入IotDA，点击免费试用，试用免费产品

  1. 新建产品模型，例如我这边产品名称填esp8266、设备类型选择自定义，填来一个Wifi

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321195748.png

 2. 模型定义，新增服务，服务id自己取，英文+数字，例如我这边就取名字peng，服务类型和服务ID一致即可

3. 新增下发命令，这边我们开发板很简单，这边我就模拟一个下发命令点亮了他自身带的灯，新增参数参数为ON和OFF

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321200442.png

  1. 新建设备，点击设备—所有设备—注册设备，弹出解码，所属资源空间就是之前上面注册的产品空间，空间下的产品填入所属产品，设备标识码，自己随便命名，成功之后会有一个密钥下载，这块记得保存

5. 编写esp8266客户端MQTT代码

如下编写代码，把一下代码放入之前init.lua后面主要的一些参数需要从刚才的配置的华为云端拿

HOST、PORT、USERNAME、PASSWORD还有public地址和subscribe地址

m=nil
config={}
config.HOST = "15c3bcdf8c.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com"
config.PORT = 1883
config.USERNAME = "641474d140773741f9fb9dab_wifi1234"
config.PASSWORD = "123"
config.ID = node.chipid()
config.ENDPOINT = "$oc/devices/641474d140773741f9fb9dab_wifi1234/sys/bootstrap/down"

-- Sends a simple ping to the broker
local function send_ping()
    m:publish("$oc/devices/641474d140773741f9fb9dab_wifi1234/sys/bootstrap/up",gpio.read(1)..gpio.read(2)..gpio.read(3)..gpio.read(4),0,1)
    print("Published the status")
end

local function get_request(topic)
	local t = string.find(topic, "=")
	return string.sub(topic,t+1,-1)
end

--响应消息命令
local function send_suf()
	msg = {}
	msg.object_device_id = "641474d140773741f9fb9dab_wifi1234"
	msg.name="open_light"
	msg.id="12345"
	msg.content ={}
	msg.content.result = true
	print(sjson.encode(msg))
	m:publish("$oc/devices/641474d140773741f9fb9dab_wifi1234/sys/messages/up",sjson.encode(msg),0,1)
	print("Published the responce")
end
-- 响应命令
local function send_command(request_id)
	local msg ={}
	msg.result_code = 0
	msg.response_name = "COMMAND_RESPONSE"
	msg.paras ={}
	msg.paras.result="success"
	m:publish("$oc/devices/641474d140773741f9fb9dab_wifi1234/sys/commands/response/request_id="..request_id,sjson.encode(msg),0,1)
end

IO_BLINK=4
gpio.mode(IO_BLINK, gpio.OUTPUT)
local function blinking(flag)
	print(flag)
	gpio.write(IO_BLINK, flag and gpio.HIGH or gpio.LOW)
end

local function consume_data( payload, request_id )
	print(sjson.decode(payload).paras.light)
	if sjson.decode(payload).paras.light == "on" then
		blinking(true)
	else
		blinking(false)
	end
	 
  --do someting with the payload and send responce
    send_suf()
	print(request_id)
	send_command(request_id)
end

-- Sends my id to the broker for registration
local function register_myself()
    m:subscribe(config.ENDPOINT,0,function(conn)
        print("Successfully subscribed to data endpoint")
        send_ping()
    end)
end

local function mqtt_start()
	print("init mqtt")
    m = mqtt.Client("641474d140773741f9fb9dab_wifi1234_0_0_2023031715", 120,config.USERNAME,config.PASSWORD)
    -- register message callback beforehand
    m:on("message", function(conn, topic, data)
      if data ~= nil then
        print(topic .. ": " .. data)
        consume_data(data, get_request(topic))
      end
    end)
    -- Connect to broker
    m:connect(config.HOST, config.PORT, false, function(con)
		print("connect sucess")
        register_myself()
    end,
	function(client, reason)
		print("Connection failed reason: " .. reason)
	end)

end

mqtt_start()

首先是HOST就是接入地址、端口我们先选个http端口

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321201919.png

用户名和密码就是设备id和密码，但是密码需要加密过，之前有下载文档就是

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321202529.png

但是我们可以进入Huaweicloud IoTDP Mqtt ClientId Generator (myhuaweicloud.com)这个网站进行生成pwd

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321202809.png

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321202926.png

6. 开始调试

调好这些参数之后，开始调试，先上传代码，然后在按rest重启，然后刷新华为云服务发现注册设备上报数据之后，在线状态。

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321203251.png

然后开始下发命令，开启led灯，on开启，off关闭

https://webfan.obs.cn-south-1.myhuaweicloud.com/20230321223852.png

在查看一下数据走向，查看消息跟踪

总结：

好了，一个简单的接入华为设备IOT开启和关闭Led灯程序和流程开发完毕了。

虽然简单，但是包含了整个iot设备接入，设备上云的整个完整的流程，麻雀虽小五脏俱全。

我非常开心学习了这个物联网相关的知识，通过自己探索，终于弄完一个完整的流程。后续还有穷B的我需要购买额外的设备继续来实现更多的功能了。

还有许多的功能需要探索。通过简单的华为云设备接入到开发Lua，我不断地google资料，看华为帮助文档资料，但是华为很多看别人的案例只能提供思路，学习还是需要自己动手解决。

相关连接

NodeMCU Documentation

NodeMCU之旅（一）：构建、刷入固件，上传代码 - 不是很难 - 博客园 (cnblogs.com)

MQTT CONNECT连接鉴权_设备接入 IoTDA_快速入门_设备发放入门_接口说明_华为云 (huaweicloud.com)

Huaweicloud IoTDP Mqtt ClientId Generator (myhuaweicloud.com)

ESP8266 SDK发布 | 安信可科技 (ai-thinker.com)

NodeMCU custom builds (nodemcu-build.com)

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物联网 设备接入 IoTDA
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