ESP32连接阿里云MQTT物联网平台

接上期文章：《入住阿里云MQTT物联网平台》

        我们已经获取到阿里云设备三元组信息，并且做好了消息转发“云产品流转”设置，今天就来使用ESP32连接阿里云，试试用MQTT开关板载LED是什么感觉。

相关资源下载：ESP32连接阿里云MQTT物联网平台的Arduino支持库及示例代码

一、硬件：ESP32最小系统板加一根安卓手机USB数据线，板载按键和LED，USB取电，不需要额外电源连接，网上商店一大把，便宜易得，非常适合本实验项目。图片如下：

二、软件：Arduino软件，设置好ESP32编程环境，下载相关支持库。（相关教程和资源网上很多，请自行百度。）本文用到的库包括：Crypto（使用到库文件：SHA256.h，用于阿里云MQTT连接密码运算）；pubsubclient-2.8（使用到库文件: PubSubClient.h，用于MQTT协议通信）；ArduinoJson（使用到库文件ArduinoJson.h，用于JSON数据解析）；由于阿里官方的MQTT连接库用起来不太顺手（个人习惯吧），自己照着CPP文件进行修改，做成一个Class，加上我喜欢的中文注释，自我感觉还不错。文前链接包括所有支持库及实验代码，感兴趣可以前往下载。下载资源包括两个文件夹，直接复制到arduino代码文件夹下。如果你libraries目录下已经存在相关支持库，可以不复制相应库文件。

• 程序结构说明。

本程序使用arduino编写，MQTT被封装成一个Class:

#ifndef ALIMQTT_H
    #define ALIMQTT_H

    #include 
    #include 
    #include 
    #include 

    class ALIMQTT{

        ……

    };

#endif

代码太长，这里节约一点版面，需要的按文前指示下载，花钱不多，支持一下未偿不可。

使用的时候先申明MQTT连接对象:ALIMQTT mqtt;

在程序入口setup()过程中首先初始化串口，连接WIFI，成功后初始化MQTT对象，传入设备三元组信息，设置Callback回调函数。初始化程序如下：

uint8_t led=2;//LED--D2(GPIO2)
void setup() {
  uint8_t Index;
  Serial.begin(115200);
  pinMode(led, OUTPUT); //设置LED引脚为输出模式以便控制LED
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin("ShuFang","12345678");//这里请使用你自己的WIFI名和密码。
  Index=60;
  Serial.print("rn连接WIFI...");
  while(WiFi.status()!=WL_CONNECTED && Index!=0){
    Serial.print(".");Index--;delay(500);
    digitalWrite(led,not digitalRead(led));//LED慢速闪烁表示正在连接WIFI.
  }
  if(Index!=0){
    Serial.println("成功!");
    digitalWrite(led,1);//WIFI连接成功LED常亮.
    mqtt.begin("a1lkLsmt6QI","ESP32_LED","719bc6e69907e1568472e6c16d0719f3");//这里的参数请使用你自己在阿里云平台申请的设备三元组相应信息。
    mqtt.setCallback(callback);//这里设置回调函数，以便对接收信息进行处理。
  }else{
    digitalWrite(led,0);//WIFI连接失败LED熄灭.
    Serial.println("失败!");
  }
}

这里要特别注意：

1、请确认你使用模块LED连接引脚的IO编号，本人LED引脚GPIO2。

2、如果你使用电脑串口调试助手，请设置相同的波特率。

3、请修改程序中的WIFI名称密码与你自己家里的WIFI一致。

4、请注意mqtt.begin()传入的参数分别表示阿里设备三元组：productKey、deviceName、deviceSecret顺序不能搞错了，请修改为你自己的设备信息。

5、回调函数格式是固定的（函数名可以更改，但须与mqtt.setCallback(callback);一致）：

void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length){……}

回调传入三个参数:topic为订阅主题Topic；payload为订阅收到的信息体，即消息本身；length为信息体字节数。

在主循环loop()中，加入语句mqtt.loop();目的是MQTT心跳保持和接收订阅消息。如果没有这行代码，MQTT连接不会接收到订阅消息，也不会产生回调事件。

void loop() {
  mqtt.loop();
}

MQTT远程控制LED代码在回调函数中完成:

void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length){
    JsonVariant params;
    payload[length]=' ';//写入一个字符串结束标志，防止后续处理时溢出。
    StaticJsonDocumentdoc;DeserializationError error = deserializeJson(doc, payload);//反序列化JSON数据，注意其中的4096请根据自己信息长短进行合理设置。
    if(!error){mqttCommand(doc.as());}
}
void mqttCommand(JsonVariant params){
  if(params.containsKey("params")){
    if(params["params"].containsKey("COMMAND")){/*阿里平台里添加设备属性COMMAND*/
      if(params["params"]["COMMAND"].is()){
        if(params["params"]["COMMAND"].as()=="restart"){
          ESP.restart();//模块重启。
        }
      }
    }
    if(params["params"].containsKey("LED")){/*阿里平台里添加设备属性LED*/
      if(params["params"]["LED"].is()){
        if(params["params"]["LED"].as()==1){
          digitalWrite(led,1);
        }
        if(params["params"]["LED"].as()==0){
          digitalWrite(led,0);
        }
      }
    }
    //这里可以添加其他属性设置代码。
  }
}

回调处理使用到JSON库，方便数据解析处理，这也是MQTT程序通常的做法，如果你不想这样做，可以自行编写代码搜索payload。用自己喜欢的方式进行任意的处理。（其实就是个字符串，你可以想到很多方法去处理和使用它，你也可以简简单把它打印到串口，慢慢分析）

最后烧写程序到ESP32模块，注意有的模块烧写的时候需要按住按键，有的模块则不需要。烧写完成，模块重启，请关注串口信息和LED状态。

然后呢，然后就是：

• 在线调试。

模块烧写成功后会自动重启，连接WIFI，连接阿里云平台。

现在我们登陆阿里MQTT物联网平台（都看到这里了，请不要告诉我你还没有注册！）

“控制台”–>“物联网平台”–>“公共实例”,左边栏点击“监控运维”–>“在线调试”“请选择设置”后面选择我们正在使用的产品和设备。必须与程序中使用的产品设备一致。如果你看到“设备在线”，恭喜你，咱们程序烧写成功，并且模块已经成功连接到物联网平台！如果“设备已离线”，请仔细检查程序，WIFI连接是否成功，MQTT三元组信息是否正确，网络是否通达。重点关注串口调试信息，直到连接成功。如果你足够仔细，严格按前文所述修改代码，应该可以一次成功。

此时，你会看到高度设备自定义属性，每个属性下面有一个输入框，在LED属性输入框里填入0，点后面的“调试”à“设置”。是不是灯灭了？改为1再来一次，是否灯亮了？有不有点小小的激动？