怎樣從中傳輸MQTT消息ESP8266/NodeMCU到運行MQTT代理的樹莓派

電路圖

圖1. 教程電路

什么是MQTT？

消息隊列遙測傳輸（MQTT）是一種消息傳遞協(xié)議，可在任何具有Internet連接的設備上運行，使其成為物聯(lián)網中最常用的協(xié)議之一項目。它被設計用于具有低帶寬限制的系統(tǒng)，因此非常適用于家庭自動化或任何物聯(lián)網（IoT）應用。

MQTT的優(yōu)勢包括其低帶寬，簡單的實現(xiàn)，它適用于不可靠的連接。

圖2. 基于MQTT的系統(tǒng)

MQTT需要使用“代理” - 一個接收和發(fā)送MQTT消息的應用程序。在本教程中，我們的代理是Mosquitto，它將安裝在Raspberry Pi上。 MQTT系統(tǒng)的第二個組件是“客戶端”，它連接到中央代理并可以發(fā)布或訂閱MQTT消息。

MQTT消息由主題標識，該主題是消息的一部分。在本教程中，我們將發(fā)布和訂閱“makerpro/mqtt_tutorial/light”主題。

在Raspberry Pi上安裝Mosquitto Broker

我建議的第一步是更新Raspberry Pi上的軟件。打開終端并輸入以下命令：

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

sudo reboot

一旦你的Pi重新啟動，你可以再次在終端類型中安裝我們的MQTT代理Mosquitto：

sudo apt install -y mosquitto mosquitto-clients

通過創(chuàng)建終端的兩個新實例來測試Mosquitto。在一個終端輸入以下內容：

mosquitto_sub -v -t makerpro/mqtt_tutorial/light

在另一個新終端輸入：

mosquitto_pub -t makerpro/mqtt_tutorial/light -m ‘helloWorld’

在第二個終端上按Enter鍵后，您會看到消息“makerpro/mqtt_tutorial/light helloWorld“在第一個終端上，如圖3所示。

圖3. Raspberry Pi Mosquitto測試

在您的Raspberry Pi上成功測試了Mosquitto，您需要通過輸入命令 hostname -I 找到其IP地址。

hostname -I

這將返回一個像192.168.0.47這樣的數(shù)字，如圖4所示。你的Pi可能會給你一個稍微不同的數(shù)字。

重要你把這個數(shù)字寫在安全的地方。 NodeMCU需要它才能連接到我們的Mosquitto服務器。

圖4. Raspberry Pi IP地址

構建電路

本教程的電路（如圖5所示）包含LDR，10K電阻和我們的電路NodeMCU開發(fā)板。

圖5. 面包板電路

LDR和電阻形成一個分壓器，NodeMCU的模擬輸入讀取他們之間的電壓。當LDR的電阻隨照度變化時，LDR和電阻之間的電壓電平發(fā)生變化，如表1所示。

表1 。照明/電壓/ADC電平

安裝Arduino IDE和PubSubClient您計算機上的庫

您將使用Arduino IDE對NodeMCU開發(fā)板進行編程和閃存。在我們進入編程之前，需要安裝各種步驟。

下載并安裝IDE

運行Arduino并從“文件”菜單中顯示“首選項”對話框

在“其他板管理器URL”文本框中粘貼以下內容文本：http：//arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

單擊確定

從工具/板菜單中選擇“Board Manager”

在搜索框中鍵入“esp8266”，然后安裝“esp8266 by ESP8266 Community”，

從工具/主板中選擇“通用ESP8266模塊”

通過工具/打開庫管理器管理圖書館。..

搜索“PubSubClient”，然后安裝Nick O‘Leary的PubSubClient

圖6。 PubSubClient

調整并將軟件上傳到NodeMCU

首先，下載副本來自Github的NodeMCU軟件。

在將代碼上傳到你的主板之前，你需要做一些更改文件頂部的Wi-Fi和代理地址。

const char *WIFI_NETWORK_NAME = “********”;

const char *WIFI_PASSWORD = “*********”;

const char *MQTT_BROKER = “192.168.0.47”;

將WIFI_NETWORK_NAME和WIFI_PASSWORD更改為您的家庭網絡登錄詳細信息。例如，如果您的Wi-Fi網絡名為myWifi，則頂行如下所示：

const char *WIFI_NETWORK_NAME = “myWifi”;

將變量MQTT_BROKER更新為Raspberry Pi的IP地址（您創(chuàng)建了一個早期的說明）。

實施

將NodeMCU和Raspberry Pi連接到同一網絡非常重要。請注意，如果重新啟動Raspberry Pi，它可能會更改其IP地址，這也意味著更改NodeMSC的代碼。

一旦啟動，NodeMCU上的軟件將定期讀取其ADC，然后發(fā)送MQTT消息到存儲在Raspberry Pi上的代理。然后，代理將消息重新分發(fā)給訂閱該主題的任何客戶端。

NodeMCU代碼利用串行端口輸出調試消息。如果連接Arduino IDE的串行監(jiān)視器，您應該看到類似于圖7中的消息的輸出。

圖7. NodeMCU的串行輸出

您應該開始在您的經紀人處接收MQTT消息，您可以通過打開Pi上的終端窗口并輸入以下內容來確認：

mosquitto_sub -v -t makerpro/mqtt_tutorial/light

這將允許您在控制臺中接收常規(guī)消息，如圖8所示。

圖8. 訂閱makerpro/mqtt_tutorial/light主題。