ESP8266 连接到免费的公共 MQTT 服务器

edwardx

MQTT 是轻量级的、灵活的物联网消息交换和数据传递协议，致力于为 IoT 开发人员实现灵活性与硬件/网络资源的平衡。

ESP8266 提供了⼀套⾼度集成的 Wi-Fi SoC 解决⽅案，其低功耗、 紧凑设计和⾼稳定性可以满⾜⽤户的需求。ESP8266 拥有完整的且⾃成体系的 Wi-Fi ⽹络功能，既能够独⽴应⽤，也可以作为从机搭载于其他主机 MCU 运⾏。

在此项目中我们将实现 ESP8266 连接到免费公共 MQTT 服务器，并使用 Arduino IDE 来对 ESP8266 进行编程。

EMQ X MQTT 物联网云服务 提供了一个在线的公共 MQTT 5.0 服务器，不需要任何安装您就可以快速开始 MQTT 协议的学习、测试或原型制作。该 MQTT 服务器的详细接入信息请见 EMQ 官网页面：免费的在线 MQTT 服务器。本教程我们将使用该免费的在线 MQTT 服务器。

准备工作

• ESP8266
• Arduino IDE
• MQTT X: 跨平台 MQTT 5.0 客户端工具
• MQTT 服务器地址：
  
  • Broker: broker.emqx.io
  • TCP Port: 1883
  • Websocket Port: 8083
    

ESP8266 Pub/Sub 示意图

ESP8266 代码编写

• 首先我们将导入 ESP8266WiFi 和 PubSubClient 库，ESP8266WiFi 库能够将 ESP8266 连接到 Wi-Fi 网络，PubSubClient 库能使 ESP8266 连接到 MQTT 服务器发布消息及订阅主题。
  
  1. #include <ESP8266WiFi.h>
     
  2. #include <PubSubClient.h>

  复制代码
  
  
• 设置 Wi-Fi 名称和密码，以及 MQTT 服务器连接地址和端口
  
  1. const char *ssid = "name"; // Enter your WiFi name
     
  2. const char *password = "pass";  // Enter WiFi password
     
  3. const char *mqtt_broker = "broker.emqx.io";
     
  4. const int mqtt_port = 1883;

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• 打开一个串行连接，以便于输出程序的结果并且连接到 Wi-Fi 网络
  
  1. // Set software serial baud to 115200;
     
  2. Serial.begin(115200);
     
  3. // connecting to a WiFi network
     
  4. WiFi.begin(ssid, password);
     
  5. while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
     
  6.     delay(500);
     
  7.     Serial.println("Connecting to WiFi..");
     
  8. }

  复制代码
  
  
• 设置 MQTT 服务器，并编写回调函数，同时将连接信息打印到串口监视器上
  
  1. client.setServer(mqtt_broker, mqtt_port);
     
  2. client.setCallback(callback);
     
  3. while (!client.connected()) {
     
  4.     Serial.println("Connecting to public emqx mqtt broker.....");
     
  5.     if (client.connect("esp8266-client")) {
     
  6.         Serial.println("Public emqx mqtt broker connected");
     
  7.     } else {
     
  8.         Serial.print("failed with state ");
     
  9.         Serial.print(client.state());
     
  10.         delay(2000);
      
  11.     }
      
  12. }
      
  13. 
      
  14. void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
      
  15.     Serial.print("Message arrived in topic: ");
      
  16.     Serial.println(topic);
      
  17.     Serial.print("Message:");
      
  18.     for (int i = 0; i < length; i++) {
      
  19.         Serial.print((char) payload[i]);
      
  20.     }
      
  21.     Serial.println();
      
  22.     Serial.println("-----------------------");
      
  23. }

  复制代码
  
  
• MQTT 服务器连接成功后，ESP8266 将向 MQTT 服务器发布消息和订阅主题
  
  1. // publish and subscribe
     
  2. client.publish("esp8266/test", "hello emqx");
     
  3. client.subscribe("esp8266/test");

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• 将主题名称打印到串行端口，然后打印收到消息的每个字节
  
  1. void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
     
  2.     Serial.print("Message arrived in topic: ");
     
  3.     Serial.println(topic);
     
  4.     Serial.print("Message:");
     
  5.     for (int i = 0; i < length; i++) {
     
  6.         Serial.print((char) payload[i]);
     
  7.     }
     
  8.     Serial.println();
     
  9.     Serial.println("-----------------------");
     
  10. }

  复制代码
  
  

MQTT 服务器的连接和测试

• 请使用 Arduino IDE 将完整代码上传到 ESP8266，并打开串口监视器
  
• 建立 MQTT X 客户端 与 MQTT 服务器的连接, 并向 ESP8266 发送消息
  
• 在串口监视器查看 ESP8266 接收到的消息
  
  

完整代码

1. #include <ESP8266WiFi.h>
   
2. #include <PubSubClient.h>
   
3. 
   
4. const char *ssid = "name"; // Enter your WiFi name
   
5. const char *password = "pass";  // Enter WiFi password
   
6. const char *mqtt_broker = "broker.emqx.io";
   
7. const int mqtt_port = 1883;
   
8. 
   
9. WiFiClient espClient;
   
10. PubSubClient client(espClient);
    
11. 
    
12. void setup() {
    
13.     // Set software serial baud to 115200;
    
14.     Serial.begin(115200);
    
15.     // connecting to a WiFi network
    
16.     WiFi.begin(ssid, password);
    
17.     while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    
18.         delay(500);
    
19.         Serial.println("Connecting to WiFi..");
    
20.     }
    
21.     Serial.println("Connected to the WiFi network");
    
22.     //connecting to a mqtt broker
    
23.     client.setServer(mqtt_broker, mqtt_port);
    
24.     client.setCallback(callback);
    
25.     while (!client.connected()) {
    
26.         Serial.println("Connecting to public emqx mqtt broker.....");
    
27.         if (client.connect("esp8266-client")) {
    
28.             Serial.println("Public emqx mqtt broker connected");
    
29.         } else {
    
30.             Serial.print("failed with state ");
    
31.             Serial.print(client.state());
    
32.             delay(2000);
    
33.         }
    
34.     }
    
35.     // publish and subscribe
    
36.     client.publish("esp8266/test", "hello emqx");
    
37.     client.subscribe("esp8266/test");
    
38. }
    
39. 
    
40. void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {
    
41.     Serial.print("Message arrived in topic: ");
    
42.     Serial.println(topic);
    
43.     Serial.print("Message:");
    
44.     for (int i = 0; i < length; i++) {
    
45.         Serial.print((char) payload[i]);
    
46.     }
    
47.     Serial.println();
    
48.     Serial.println("-----------------------");
    
49. }
    
50. 
    
51. void loop() {
    
52.     client.loop();
    
53. }

复制代码

总结

在本项目中我们简单的将 ESP8266 连接到 MQTT 服务器，这只是 ESP8266 较为基础的能力之一，ESP8266 其实还能与各类物联网传感器相连，并将传感器数据上报至 MQTT 服务器。