怎样从中传输MQTT消息ESP8266/NodeMCU到运行MQTT代理的树莓派

电路图

图1. 教程电路

什么是MQTT？

消息队列遥测传输（MQTT）是一种消息传递协议，可在任何具有Internet连接的设备上运行，使其成为物联网中最常用的协议之一项目。它被设计用于具有低带宽限制的系统，因此非常适用于家庭自动化或任何物联网（IoT）应用。

MQTT的优势包括其低带宽，简单的实现，它适用于不可靠的连接。

图2. 基于MQTT的系统

MQTT需要使用“代理” - 一个接收和发送MQTT消息的应用程序。在本教程中，我们的代理是Mosquitto，它将安装在Raspberry Pi上。 MQTT系统的第二个组件是“客户端”，它连接到中央代理并可以发布或订阅MQTT消息。

MQTT消息由主题标识，该主题是消息的一部分。在本教程中，我们将发布和订阅“makerpro/mqtt_tutorial/light”主题。

在Raspberry Pi上安装Mosquitto Broker

我建议的第一步是更新Raspberry Pi上的软件。打开终端并输入以下命令：

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

sudo reboot

一旦你的Pi重新启动，你可以再次在终端类型中安装我们的MQTT代理Mosquitto：

sudo apt install -y mosquitto mosquitto-clients

通过创建终端的两个新实例来测试Mosquitto。在一个终端输入以下内容：

mosquitto_sub -v -t makerpro/mqtt_tutorial/light

在另一个新终端输入：

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

在第二个终端上按Enter键后，您会看到消息“makerpro/mqtt_tutorial/light helloWorld“在第一个终端上，如图3所示。

图3. Raspberry Pi Mosquitto测试

在您的Raspberry Pi上成功测试了Mosquitto，您需要通过输入命令 hostname -I 找到其IP地址。

hostname -I

这将返回一个像192.168.0.47这样的数字，如图4所示。你的Pi可能会给你一个稍微不同的数字。

重要你把这个数字写在安全的地方。 NodeMCU需要它才能连接到我们的Mosquitto服务器。

图4. Raspberry Pi IP地址

构建电路

本教程的电路（如图5所示）包含LDR，10K电阻和我们的电路NodeMCU开发板。

图5. 面包板电路

LDR和电阻形成一个分压器，NodeMCU的模拟输入读取他们之间的电压。当LDR的电阻随照度变化时，LDR和电阻之间的电压电平发生变化，如表1所示。

表1 。照明/电压/ADC电平

安装Arduino IDE和PubSubClient您计算机上的库

您将使用Arduino IDE对NodeMCU开发板进行编程和闪存。在我们进入编程之前，需要安装各种步骤。

下载并安装IDE

运行Arduino并从“文件”菜单中显示“首选项”对话框

在“其他板管理器URL”文本框中粘贴以下内容文本：http：//arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

单击确定

从工具/板菜单中选择“Board Manager”

在搜索框中键入“esp8266”，然后安装“esp8266 by ESP8266 Community”，

从工具/主板中选择“通用ESP8266模块”

通过工具/打开库管理器管理图书馆。..

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

图6。 PubSubClient

调整并将软件上传到NodeMCU

首先，下载副本来自Github的NodeMCU软件。

在将代码上传到你的主板之前，你需要做一些更改文件顶部的Wi-Fi和代理地址。

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

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

const char *MQTT_BROKER = “192.168.0.47”;

将WIFI_NETWORK_NAME和WIFI_PASSWORD更改为您的家庭网络登录详细信息。例如，如果您的Wi-Fi网络名为myWifi，则顶行如下所示：

const char *WIFI_NETWORK_NAME = “myWifi”;

将变量MQTT_BROKER更新为Raspberry Pi的IP地址（您创建了一个早期的说明）。

实施

将NodeMCU和Raspberry Pi连接到同一网络非常重要。请注意，如果重新启动Raspberry Pi，它可能会更改其IP地址，这也意味着更改NodeMSC的代码。

一旦启动，NodeMCU上的软件将定期读取其ADC，然后发送MQTT消息到存储在Raspberry Pi上的代理。然后，代理将消息重新分发给订阅该主题的任何客户端。

NodeMCU代码利用串行端口输出调试消息。如果连接Arduino IDE的串行监视器，您应该看到类似于图7中的消息的输出。

图7. NodeMCU的串行输出

您应该开始在您的经纪人处接收MQTT消息，您可以通过打开Pi上的终端窗口并输入以下内容来确认：

mosquitto_sub -v -t makerpro/mqtt_tutorial/light

这将允许您在控制台中接收常规消息，如图8所示。

图8. 订阅makerpro/mqtt_tutorial/light主题。