玩转OneNET物联网平台之MQTT服务④ —— 远程控制LED（设备自注册）+ Android App控制

时间  2019-11-18
标签 onenet 联网 平台 mqtt 服务 远程 控制 led 设备 注册 android app 栏目 Android 繁體版
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授人以鱼不如授人以渔，目的不是为了教会你具体项目开发，而是学会学习的能力。但愿你们分享给你周边须要的朋友或者同窗，说不定大神成长之路有博哥的奠定石。。。node

QQ技术互动交流群：ESP8266&32 物联网开发 群号622368884，不喜勿喷android

1、你若是想学基于Arduino的ESP8266开发技术

1、基础篇git

  1. ESP8266开发之旅 基础篇① 走进ESP8266的世界
  2. ESP8266开发之旅 基础篇② 如何安装ESP8266的Arduino开发环境
  3. ESP8266开发之旅 基础篇③ ESP8266与Arduino的开发说明
  4. ESP8266开发之旅 基础篇④ ESP8266与EEPROM
  5. ESP8266开发之旅 基础篇⑤ ESP8266 SPI通讯和I2C通讯
  6. ESP8266开发之旅 基础篇⑥ Ticker——ESP8266定时库

2、网络篇github

  1. ESP8266开发之旅 网络篇① 认识一下Arduino Core For ESP8266
  2. ESP8266开发之旅 网络篇② ESP8266 工做模式与ESP8266WiFi库
  3. ESP8266开发之旅 网络篇③ Soft-AP——ESP8266WiFiAP库的使用
  4. ESP8266开发之旅 网络篇④ Station——ESP8266WiFiSTA库的使用
  5. ESP8266开发之旅 网络篇⑤ Scan WiFi——ESP8266WiFiScan库的使用
  6. ESP8266开发之旅 网络篇⑥ ESP8266WiFiGeneric——基础库
  7. ESP8266开发之旅 网络篇⑦ TCP Server & TCP Client
  8. ESP8266开发之旅 网络篇⑧ SmartConfig——一键配网
  9. ESP8266开发之旅 网络篇⑨ HttpClient——ESP8266HTTPClient库的使用
  10. ESP8266开发之旅 网络篇⑩ UDP服务
  11. ESP8266开发之旅 网络篇⑪ WebServer——ESP8266WebServer库的使用
  12. ESP8266开发之旅 网络篇⑫ 域名服务——ESP8266mDNS库
  13. ESP8266开发之旅 网络篇⑬ SPIFFS——ESP8266 Flash文件系统
  14. ESP8266开发之旅 网络篇⑭ web配网
  15. ESP8266开发之旅 网络篇⑮ 真正的域名服务——DNSServer
  16. ESP8266开发之旅 网络篇⑯ 无线更新——OTA固件更新

3、应用篇web

  1. ESP8266开发之旅 应用篇① 局域网应用 ——炫酷RGB彩灯
  2. ESP8266开发之旅 应用篇② OLED显示天气屏
  3. ESP8266开发之旅 应用篇③ 简易版WiFi小车

4、高级篇json

  1. ESP8266开发之旅 进阶篇① 代码优化 —— ESP8266内存管理
  2. ESP8266开发之旅 进阶篇② 闲聊Arduino IDE For ESP8266配置
  3. ESP8266开发之旅 进阶篇③ 闲聊 ESP8266 Flash
  4. ESP8266开发之旅 进阶篇④ 常见问题 —— 解决困扰
  5. ESP8266开发之旅 进阶篇⑤ 代码规范 —— 像写文章同样优美
  6. ESP8266开发之旅 进阶篇⑥ ESP-specific APIs说明

1.理论基础

    参考博主线上博文：api

    在前面的博文中，博主主要经过手动方式去建立设备。这种方式的缺点明显：服务器

  • 人为手动控制，对于开发者来讲极度不友好；
  • 若是设备数量不少，岂不是要手动操做很是屡次；

    那么，如何实现设备自注册呢？所谓自注册就是设备连入网络后自动往OneNet云平台注册设备信息并获取设备Id。网络

  • 为了区分惟一性，咱们采用ESP-Mac地址的组合形式
  • 同时为了操做方便，博主花了个周末的时间作了一个对应的app，理论上不限制ESP8266接入点的数量

    本篇博文的目的就在于教会你们如何和app通讯，完成MQTT协议下的App远程控制LED灯，而且LED灯的数量能够随意接入，用户能够在app端修改设备名字以便方便操做。app

  • 博主极度建议你们从第一篇看起，有个大概了解，由于本系列教程都是有相联系的

    先上个概念图：
在这里插入图片描述

2.远程控制LED，实现设备自注册

2.1 实验材料

  • ESP8266 NodeMcu
  • Android手机
  • OneNet平台

2.2 实验步骤

2.2.1 建立 ESP8266智能灯系统 产品（MQTT协议）

image

注意点：

  • 务必选择MQTT协议

    建立完毕后，咱们点击查看具体的产品信息：

在这里插入图片描述

注意点：

  • 须要记录产品ID，其用来区分产品惟一标识符，这个ID待会须要填入App
  • Master-APIkey，网络请求鉴权信息，接口调用须要带入，这个ID待会须要填入App

2.2.2 NodeMcu烧录代码 —— MQTT设备端

    为了明确区分代码功能，博哥命名工程名为P_OneNet_Exam05:

  • P_OneNet_Exam05.ino文件：
/**
 *  功能：ESP8266 Mqtt客户端自注冊功能，经过配套App控制Led消息，理论上能够接入无数个esp8266
 *  做者：单片机菜鸟
 *  时间：2019-10-27
 *  描述：
 *      1.初始化工做：初始化网络配置，Mqtt客户端自注冊，链接鉴权，订阅主题
 *      2.订阅消息：获取发送过来的消息（json格式），解析消息，实现控制亮灭灯
*/

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <EEPROM.h>
#include <Ticker.h>
#include "H_project.h"

#define MAGIC_NUMBER 0xAA

int state;
WiFiClient espClient;

//声明方法
void initSystem();
void initOneNetMqtt();
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length);
void saveConfig();
void loadConfig();
bool parseRegisterResponse();
void parseOneNetMqttResponse(char* payload);

/**
 * 初始化
 */
void setup() {
  initSystem();
  initOneNetMqtt();
}

void loop() {
  ESP.wdtFeed();
  state = connectToOneNetMqtt();
  if(state == ONENET_RECONNECT){
     //重连成功 须要从新注册
     mqttClient.subscribe(TOPIC,1);
     mqttClient.loop();
  }else if(state == ONENET_CONNECTED){
     mqttClient.loop();
  }
  delay(2000);
}

void initSystem(){
    int cnt = 0;
    Serial.begin (115200);
    Serial.println("\r\n\r\nStart ESP8266 MQTT");
    Serial.print("Firmware Version:");
    Serial.println(VER);
    Serial.print("SDK Version:");
    Serial.println(ESP.getSdkVersion());
    wifi_station_set_auto_connect(0);//关闭自动链接
    ESP.wdtEnable(5000);
    WiFi.disconnect();
    delay(100);
    WiFi.begin(ssid, password);
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
          delay(500);
          cnt++;
          Serial.print(".");
          if(cnt>=40){
            cnt = 0;
            //重启系统
            delayRestart(1);
          }
    }
    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

    loadConfig();
    //尚未注册
    if(strcmp(config.deviceid,DEFAULT_ID) == 0){
        int tryAgain = 0;
        while(!registerDeviceToOneNet()){
          Serial.print(".");
          delay(500);
          tryAgain++;
          if(tryAgain == 5){
            //尝试5次
            tryAgain = 0;
            //重启系统
            delayRestart(1);
          }
        }
        if(!parseRegisterResponse()){
            //重启系统
            delayRestart(1);
            while(1);
        }
    }
}

void initOneNetMqtt(){
    mqttClient.setServer(mqttServer,mqttPort);
    mqttClient.setClient(espClient);
    mqttClient.setCallback(callback);

    initOneNet(PRODUCT_ID,API_KEY,config.deviceid);
}

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

/*
 * 保存参数到EEPROM
*/
void saveConfig()
{
  Serial.println("Save OneNet config!");
  Serial.print("deviceId:");
  Serial.println(config.deviceid);

  EEPROM.begin(150);
  uint8_t *p = (uint8_t*)(&config);
  for (int i = 0; i < sizeof(config); i++)
  {
    EEPROM.write(i, *(p + i));
  }
  EEPROM.commit();
}

/*
 * 从EEPROM加载参数
*/
void loadConfig()
{
  EEPROM.begin(150);
  uint8_t *p = (uint8_t*)(&config);
  for (int i = 0; i < sizeof(config); i++)
  {
    *(p + i) = EEPROM.read(i);
  }
  EEPROM.commit();
  if (config.magic != MAGIC_NUMBER)
  {
    strcpy(config.deviceid, DEFAULT_ID);
    config.magic = MAGIC_NUMBER;
    saveConfig();
    Serial.println("Restore config!");
  }
  Serial.println("-----Read config-----");
  Serial.print("deviceId:");
  Serial.println(config.deviceid);
  Serial.println("-------------------");
}

/**
 * 解析mqtt数据
 */
void parseOneNetMqttResponse(char* payload){
   Serial.println("start parseOneNetMqttResponse");
   StaticJsonBuffer<100> jsonBuffer;
     // StaticJsonBuffer 在栈区分配内存   它也能够被 DynamicJsonBuffer（内存在堆区分配） 代替
     // DynamicJsonBuffer  jsonBuffer;
   JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(payload);

     // Test if parsing succeeds.
   if (!root.success()) {
       Serial.println("parseObject() failed");
       return ;
   }

   String deviceId = root["Did"];
   int status = root["sta"];

   if(strcmp(config.deviceid,deviceId.c_str()) == 0){
        if (status == 1) {
            digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
        } else {
            digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
        }
    }
}

/**
 * 解析注册返回结果
 */
bool parseRegisterResponse(){
   Serial.println("start parseRegisterResponse");
   StaticJsonBuffer<200> jsonBuffer;
     // StaticJsonBuffer 在栈区分配内存   它也能够被 DynamicJsonBuffer（内存在堆区分配） 代替
     // DynamicJsonBuffer  jsonBuffer;
   JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(response);

     // Test if parsing succeeds.
   if (!root.success()) {
       Serial.println("parseObject() failed");
       return false;
   }

   int errno = root["errno"];
   if(errno !=0){
       Serial.println("register failed!");
       return false;
   }else{
       Serial.println("register sucess!");
       strcpy(config.deviceid, root["data"]["device_id"]);
       saveConfig();
       return true;
   }
}
  • H_project.h 代码:
#ifndef _MAIN_H__
#define _MAIN_H__


extern "C" {
#include "user_interface.h"
#include "smartconfig.h"
}

struct onenet_config
{
  char deviceid[15];
  uint8_t magic;
};

/************** ESP8266相关操做 **************************/
void delayRestart(float t);
void delayNs(uint8_t m);
/*********************************************************/

/*************** OneNet MQTT相关操做 ****************************/
void initOneNet(uint8_t *productId,uint8_t *apiKey,uint8_t *deviceId);
int connectToOneNetMqtt();
/*********************************************************/

/**************** OneNet Http相关操做 ***************************/
HTTPClient http;
String response;
const char* host = "api.heclouds.com";
bool registerDeviceToOneNet();
/****************************************************************/

#define ONENET_DISCONNECTED 1 //已经断开
#define ONENET_CONNECTED 2    //已经链接上
#define ONENET_RECONNECT 3    //重连成功

//常量
#define VER             "MQTT_LED_V1.0"
const char* ssid = "xxxxxxxx";//wifi帐号
const char* password = "xxxxxxx";//wifi秘密

//OneNet相关
PubSubClient mqttClient;
const char* mqttServer = "183.230.40.39";//mqtt服务器
const uint16_t mqttPort = 6002;
#define PRODUCT_ID    "253190" //此为博哥本身的产品id 请新建本身的
#define API_KEY    "xxxxxx"
#define DEFAULT_ID "123456"
#define TOPIC     "esp8266led"

unsigned long lastWiFiCheckTick = 0;
bool ledState = 0;

onenet_config config;

#endif

    所有工程代码，博哥放在我的QQ群里或者 代码下载地址。

image

注意点：

  • 这里用到了JSON，请参考博哥上线博文 玩转ArduinoJson库 V5版本；
  • 咱们这里使用到了ESP8266 HttpClient来封装Http请求；

    将工程分别烧进多个NodeMcu（博哥这里烧录了两个），而后能够看到串口打印内容，以下：

image

image

image

    同时，也能够在OneNet平台看到设备状况，以下：

在这里插入图片描述

    接下来就能够经过App进行远程控制led了。

3.配套android App

3.1 下载App

  • 博主把App放在了我的交流群上以及Github
  • App源码暂不开源，博主也上传到了我的交流群

3.2 配置App

在这里插入图片描述

  • 手机App做为一个特殊的设备，须要自行注册一个新的设备，而后填入deviceId，至于如何注册设备，请参考 以前的博文。

3.3 操做App

在这里插入图片描述

  • 主页面能够看到当前全部的设备列表（也就是你自注册的全部智能灯），而且标明了设备状态，而后咱们就能够远程控制开关灯。

3.4 实验效果

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

4.总结

须要注意几点：

  • 建立本身的OneNet产品，不要用博哥建立的，否则很容易发生MQTT重连的现象
  • 理论上设备接入数是无限制的，基本上能知足普通需求。
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