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快速实现 WIFI MQTT通信详解

WIFI MQTT接入ONE NET云平台

    • 一、本例程实现功能介绍
    • 二、云平台操作流程
    • 三、硬件接线图、材料清单
    • 四、完整代码&代码解析
    • 五、代码实验现象

前言：MQTT是一种基于TCP物联网通信协议广泛应用于物联网领域，基本上所有云平台都支持设备MQTT协议访问，所以如果您的设备支持MQTT连接可以轻松连接各云平台(如ONE NET、阿里云、腾讯云等)。CORE提供的MQTT库函数也很简单，您只需按照云平台的规则调用MQTT对传入参数进行相应调整后，库函数可与各云平台对接。

一、本例程实现功能介绍

CORE向云端(ONE NET)上传温湿度数据，接受云下发的命令数据控制CORE电路板上LED2灯的亮灭。

二、云平台操作流程

在ONE NET云平台官网(https://open.iot.10086.cn)注册并登录开发者账户 注册账号： https://open.iot.10086.cn/doc/easy-manual/ 产品相当于一个集合，下面可以有成千上万的相同功能的设备。

产品创作方法： https://open.iot.10086.cn/doc/mqtt/book/get-start/product&device/createProduct.html

下图是我创建的产品概况: 在这里插入图片描述 产品名称为： “mqtt_test”

产品ID:“353255”，该值在后面的代码解析中会提到，是设备和云端建立连接时的必要参数

access_key：我们不能在这里使用这个值，但您必须在未来开发客户端和云平台之间的对接 设备相当于特定的硬件实物。

设备创建方法： https://open.iot.10086.cn/doc/mqtt/book/get-start/product&device/createDevice.html

注：设备名称必须是唯一的，产品可以包含在设备名称中SN码，MAC地址，唯一ID等等来保证唯一性。 下图是我创建的设备的详细信息: 设备名称为： “TestDevice在后面的代码分析中会提到，001是设备与云连接的必要参数

设备key为： HNC7fq0yREOYs3uQoWREmZJjbwW8kiT6mxsDoh/dyW4= ，该值将在后面的代码分析中提到，这是设备与云连接的必要参数 到目前为止，我们已经完成了产品的创建，并在产品中创建了一个设备。在下一个示例代码中，我们将在创建的产品和设备中使用一些关键参数。

三、硬件接线图、材料清单

四、完整代码&代码解析

代码功能：CORE每9秒到云端(ONE NET)上传温湿度数据，接受云下发的数据控制CORE电路板上LED2灯的亮灭。

--路由器连接参数 ap_ssid = "MyRouterName" --路由器账号 ap_passwd = "MyRouterPswd123" --路由器密码 --MQTT服务器地址(适用于ONE NET平台） server_addr = "183.230.40.96" --OneNet服务器ip地址，也可以写成"mqtts.heclouds.com"（推荐） server_port = 1883 --MQTT 连接参数(适用于ONE NET平台） mqtt_con_clientID = "TestDevice001" mqtt_con_username = "353255" mqtt_con_password = "version=2018-10-31&res=products/353255/devices/TestDevice001&et=1893427200&method=md5&sign=/5RJwGwytPWvVDB04K7rnw==" --MQTT topic相关参数(适用于ONE NET平台） mqtt_sub_topic = "$sys/353255/TestDevice001/cmd/request/ "--订阅用 mqtt_pub_topic = "$sys/353255/TestDevice001/dp/post/json" --发布用 --配置D9为普通输出,控制LED2 LIB_GpioOutputConfig("D9","STANDARD") --使能系统10毫秒定时器开始工作 LIB_10msTimerConfig("ENABLE") --初始化esp8266 Wifi心跳包间隔时间为模块180秒，最好是值的三倍MQTT的KeepAlive时间 LIB_WifiTcpConfig("UART0","D5",ap_ssid,ap_passwd,server_addr,server_port,180) --180
--配置MQTT底层为WIFI传输(esp8266)，并按照如下参数进行MQTT连接，KeepAlive时间=60秒
LIB_MQTTConfig("WIFI",mqtt_con_clientID,mqtt_con_username,mqtt_con_password,"60",mqtt_sub_topic,"QOS0")
--设置sht3x传感器占用SCL0和SDA0引脚，以每秒出10个数据的频率工作，"HIGH"表示最高精度
LIB_Sht3xConfig("IIC0","10","HIGH")
--变量初始化
cnt_10ms = 0
pub_id = 0
temprature = 0.00
humidity = 0.00
--定义10ms中断回调函数
function LIB_10msTimerCallback()
    cnt_10ms = cnt_10ms + 1
end
--开始大循环
while(GC(1) == true)
do
    sht3x_flag,temp,humi = LIB_Sht3xGetResult()
    --如果传感器有新的温湿度数据产生
    if sht3x_flag == 1 then
        temprature = temp
        humidity = humi
    end
    --查询是否收到服务器下发的cmd数据(已订阅的"$sys/353255/TestDevice001/cmd/request/+")
    recv_flag,topic,data = LIB_MqttRecvSub()
    if recv_flag == 1 then
        --根据json路径"$.LED"解析服务器下发的json文本，并执行LED亮灭操作
        Json_Val = LIB_JsonParse(data, "$.LED")
        --服务器下发的是"{"LED":0}"
        if Json_Val == "0" then
            LIB_GpioWrite("D9",1) --LED2灭
        --服务器下发的是"{"LED":1}"
        elseif Json_Val == "1" then
            LIB_GpioWrite("D9",0) --LED2亮
        --服务器下发的是"{"LED":2}"
        elseif Json_Val == "2" then
            LIB_GpioToggle("D9") --LED2亮灭切换
        else 
            LIB_GpioWrite("D9",1) --LED2灭
        end
        --根据收到的topic中的cmdid应答服务器，
        --将收到的topic中"request"替换成"response"后作为应答topic发给服务器
        topic = string.gsub(topic,"request","response") 
        --应答内容可自定义，这里为"Got it!"
        LIB_MqttSendPub("QOS0", topic, "Got it!")
        --延时2秒是为了保证本次publish不被之后的publish覆盖，所以该延时太少可能导致LIB_MqttSendPub失败
        LIB_DelayMs(2000)
    end
    --每9秒发送温湿度度数据给server
    if cnt_10ms >= 900 then
        cnt_10ms = 0
        pub_id = pub_id + 1
        json_str = string.format("{\"id\":%d, \"dp\":{\"temperatrue\":[{\"v\": %.2f,}], \"humidity\":[{\"v\":%.2f,}]}}", pub_id, temprature, humidity)
        --注意json_str的总长度不要超过250字节
        LIB_MqttSendPub("QOS0", mqtt_pub_topic, json_str) --publish
    end
end


--路由器连接参数
ap_ssid = "MyRouterName" --路由器账号
ap_passwd = "MyRouterPswd123" --路由器密码

ap_ssid和ap_passwd请使用你自己的路由器账号密码。 

--MQTT服务器地址（适用于ONE NET平台）
server_addr = "183.230.40.96" --OneNet服务器ip地址，也可以写成"mqtts.heclouds.com"（推荐）
server_port = 1883

server_addr和server_port是中国移动物联网(ONE NET)MQTT服务的固定IP地址和端口号，请不要改动它。 

--MQTT 连接参数（适用于ONE NET平台）
mqtt_con_clientID = "TestDevice001"
mqtt_con_username = "353255"
mqtt_con_password = "version=2018-10-31&res=products%2F353255%2Fdevices%2FTestDevice001&et=1893427200&method=md5&sign=%2F5RJwGwytPWvVDB04K7rnw%3D%3D"

mqtt_con_clientID、mqtt_con_username、mqtt_con_password 这三个参数是设备和服务端建立mqtt连接时所必须的三个参数，如果你曾接入过多个物联网云平台，你会发现它们的异同往往都在这三个参数上。这里我们介绍ONE NET云平台下关于这三个参数的定义规则： ① mqtt_con_clientID： 设备和服务端建立mqtt连接时，clientID用来标识设备的唯一性，我这里我们使用的是设备名称“TestDevice001”，设备名称应具有唯一性，比如可以用您定义的SN序列号等，这里是我在创建该设备时起的名字"TestDevice001"。 ② mqtt_con_username：设备和服务端建立mqtt连接时，username用来认证连接的用户名，该值为产品ID ③ mqtt_con_password：设备和服务端建立mqtt连接时，password用来认证连接的密码。该密码的计算途径有两种：一种是通过电脑生成，一种是通过代码生成（python）。关于计算原理，请参考此处。当然您也可以不用花精力去看这些，直接看接下来的例子即可。这里的例子我们仅介绍通过电脑软件的生成方法，软件下载地址。

下图为我使用token.exe电脑软件生成password的方法：

下面介绍各个参数的来源，products、devices、md5这三个词汇固定不变

上图中的“353255”即是我们在创建产品时云平台自动赋予的产品ID。 上图中的“TestDevice001”即是我们在前面创建设备时我们给设备起的具有唯一性的设备名称。 上图中的“1893427200”表示将要生成的password的有效期，Unix时间戳，有效期截至为2030/1/1 0:0:0。 上图中的“HNC7fq0yREOYs3uQoWREmZJjbwW8kiT6mxsDoh/dyW4=”即是我们在前面创建设备时云平台自动赋予设备的设备key。 上图中的“version=2018-10-31&res=products%2F353255%2Fdevices%2FTestDevice001&et=1893427200&method=md5&sign=%2F5RJwGwytPWvVDB04K7rnw%3D%3D” 即是生成结果（设备和服务端建立连接所需要的password）。

订阅和发布路径：

--MQTT topic相关参数（适用于ONE NET平台）
mqtt_sub_topic = "$sys/353255/TestDevice001/cmd/request/+"--订阅用
mqtt_pub_topic = "$sys/353255/TestDevice001/dp/post/json" --发布用

mqtt_sub_topic是用来给设备订阅服务器的命令消息（比如控制LED等） mqtt_pub_topic是用来给设备向服务器发布消息（比如温湿度）

这两个字符串的中包含的”353255“和“TestDevice001”分别是产品ID和设备名称，其他部分保持固定不变即可

注意：这两个路径的结构由ONE NET云平台定义，其结构不可随意更改，如果感兴趣可以参考此处，设备命令Topic簇、数据点Topic簇。 

--根据收到的topic中的cmdid应答服务器，
--将收到的topic中"request"替换成"response"后作为应答topic发给服务器
topic = string.gsub(topic,"request","response")
--应答内容可自定义，这里为"Got it!"
LIB_MqttSendPub("QOS0", topic, "Got it!")

ONE NET平台中的关于设备如何应答平台下发的cmd命令的格式已做了定义，可以参考设备命令Topic簇。

下面举个例子来说明： 如果服务器下发cmd的topic为： s y s / 353255 / T e s t D e v i c e 001 / c m d / r e q u e s t / 33 f f e a 0 a − e 5 f 1 − 49 d 6 − a 626 − f f e e 1 b b d 93 e f 那 么 我 们 应 答 的 t o p i c 应 该 为 ： sys/353255/TestDevice001/cmd/request/33ffea0a-e5f1-49d6-a626-ffee1bbd93ef 那么我们应答的topic应该为： sys/353255/TestDevice001/cmd/request/33ffea0a−e5f1−49d6−a626−ffee1bbd93ef那么我们应答的topic应该为：sys/353255/TestDevice001/cmd/response/33ffea0a-e5f1-49d6-a626-ffee1bbd93ef

云平台会自动为每条下发的cmd分配一个cmd id， 例子中的33ffea0a-e5f1-49d6-a626-ffee1bbd93ef即为cmdid。 

--每9秒发送温湿度度数据给server
if cnt_10ms >= 900 then
    cnt_10ms = 0
    pub_id = pub_id + 1
    json_str = string.format("{\"id\":%d, \"dp\":{\"temperatrue\":[{\"v\": %.2f,}], \"humidity\":[{\"v\":%.2f,}]}}", pub_id, temprature, humidity)
    --注意json_str的总长度不要超过250字节
    LIB_MqttSendPub("QOS0", mqtt_pub_topic, json_str) --publish
end

每9秒向云平台pulish一次本地的温湿度数据，数据内容必须是json格式， 例如：{“id”:1, “dp”:{“temperatrue”:[{“v”: 32.50,}], “humidity”:[{“v”:56.00,}]}} pub_id为pulish消息的标识符，每次发送时需递增加1 其他部分代码已有详细注释，这里就不赘述了。

五、代码实验现象

按照上面的接线方式将CORE和ESP8266无线模块、SHT30传感器连接就位，然后将上面的完整代码拷贝入Core的TF卡中的main.lua文件，完成Core的代码更新。 从ONE NET开发者控制台界面中进入对应的产品 ，然后在产品界面中鼠标点击进入“设备列表” 后可以看到我们刚刚创建的一个设备硬件实例“TestDevice001”，如下图： STEP 3 查看设备的温湿度数据: STEP 4 从云平台下发cmd指令控制CORE上的LED2灯的亮灭:

Ⅰ 鼠标点击进入在对应的设备的“更多操作”中的“下发命令” -->

Ⅱ 然后在弹出的界面中的命令内容中输入“{“LED”:2}”，超时时间5秒，返回结果中选择String格式

Ⅲ 最后点击发送，待设备成功收到命令并返回正确的应答后（应答消息中包含“Got it”），我们就可以看到Core电路板上的LED2灯珠由亮变灭或者由灭变亮了。

标签： 传感器fq50无线传感器模块sys

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