目标
制作一个ESP8266串口和MQTT相互透传的小WIFI，可用手机修改其连接的路由器，由此该模块可以任意加载到各种串口传输的单片机上，完成硬件到云端的传输。
1 实物图
2 MQTT网页测试客户端
链接：https://pan.baidu.com/s/1th4U0_nC3FOnvusPokYSGQ
提取码：j7fm
3 ESP8266硬件程序烧录代码
//----------------------------------------------------------------------------------------//
//-----------------------------------程序功能-----------------------------------------//
/*
总功能： 制作一个MQTT服务器和ESP8266串口互相传输消息的模块
如何使用：
1修改每个芯片的信息
1-1 修改每一个产品的ID
1-2 修改对应MQTT服务器配置信息
1-3 修改默认登陆WIFI的消息
2使用步骤
2-1 连接WIFI
上电前5S内
如果检测到超过2S的按键长按，进入配网模式，LED慢闪。配网成功后，自动记录WIFI的账号和密码。
如果没有检测到超过2S的按键动作，5s后自动进入连接WIFi模式，，LED快闪，连接上次记录的WIFI。
2-2 连接MQTT服务器
连接不成功，5S后重连。
连接成功，等待服务器发送过来消息，或者将自己的串口收到的消息发送给MQTT服务器
2-3 按键功能预留
按下按键，led亮
离开按键，led灭
*/
//----------------------------------------------------------------------------------------//
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <math.h>
#include <EEPROM.h>
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
//----------------------------------------------------------------------------------------//
//-----------------------------------配置信息开始-----------------------------------------//
//----------------------------------------------------------------------------------------//
// 产品唯一ID 微信分配
#define PRODUCT_ID "gh_e93c1b3098b9_cc8c4f4cd693972f"
// 默认连接WIFI账号密码
#define DEFAULT_STASSID "dongdong"//默认连接的路由器的名字 HUAWEI-H3VBKZ
#define DEFAULT_STAPSW "dongdong"//默认连接的路由器的名字 13991320168
//通信服务器消息
#define MQTT_SEVER "www.dongvdong.top"
#define MQTT_PORT 1883
#define MQTT_USER "dongdong"
#define MQTT_PASS "dongdong"
#define MQTT_ID PRODUCT_ID // 使用产品ID充当服务器识别ID
#define MQTT_PUB_TOPIC PRODUCT_ID"/s" // 发布话题 产品ID+/s
#define MQTT_REC_TOPIC PRODUCT_ID"/r" // 接受话题 产品ID+/r
// led状态反转
bool ledState=0;
// 配网
#define Smart_KEY D2 //配网按键
#define Smart_LED D4 //配网LED指示灯
//led控制按键中断
#define Use_LED D4 //控制LED
#define Use_KEY D2 //控制LED的按键
//-----------------------------------配置信息结束-----------------------------------------//
#define MAGIC_NUMBER 0xAA
struct config_type
{
char stassid[32];
char stapsw[64];
uint8_t magic;
};
config_type config;
char sendmsg[100];// 发送话题
/***************************（1.1）按键LED函数（）*****************************/
// LED管脚口初始化
void LED_begin(){
pinMode(Use_LED,OUTPUT);
digitalWrite(Use_LED, LOW);
pinMode(Use_KEY, INPUT);
detachInterrupt(Use_KEY);
attachInterrupt(Use_KEY, highInterrupt, RISING);
}
// 高电平触发
void highInterrupt(){
digitalWrite(Use_LED, LOW);
detachInterrupt(Use_KEY);
attachInterrupt(Use_KEY, lowInterrupt,FALLING);
}
// 低电平触发
void lowInterrupt(){
digitalWrite(Use_LED, HIGH);
detachInterrupt(Use_KEY);
attachInterrupt(Use_KEY, highInterrupt, RISING);
}
/**************************************************************/
/*************************（2） WIFI连接设置 *************************************/
/* 1连接WIFI 自动连WIFI接入网络*/
void setup_wifi() {
WiFi.begin(config.stassid, config.stapsw);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
ESP.wdtFeed();
delay(200);
ledState = !ledState;
digitalWrite(Smart_LED, ledState);
Serial.print("...");
}
Serial.println("\r\n--------------WIFi CONNECT!-------------\r\n");
Serial.printf("SSID:%s\r\n", WiFi.SSID().c_str());
Serial.printf("PSW:%s\r\n", WiFi.psk().c_str());
}
/**************************************************************************/
/*************************（3） 服务器连接设置 *************************************/
/* 2连接服务器 等待，直到连接上服务器*/
void reconnect() {//等待，直到连接上服务器
while (!client.connected()) {//如果没有连接上
Serial.println("Connect lost!");//连接失败
if (client.connect(MQTT_ID+random(999999999),MQTT_USER,MQTT_PASS)) {//接入时的用户名，尽量取一个很不常用的用户名
client.subscribe(MQTT_REC_TOPIC);//接收外来的数据时的intopic
client.publish(MQTT_PUB_TOPIC,"hello world ");
Serial.println("Connect sever succes!");//连接失败
} else {
Serial.println("failed, rc=");//连接失败
Serial.print(client.state());//重新连接
Serial.println(" try again in 5 seconds");//延时5秒后重新连接
delay(5000);
}
}
}
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {//用于接收数据
char recmsg[length+1];
for (int i = length-1; i >=0; i--) {
recmsg[i]=(char)payload[i];
}
recmsg[length]='\0';
Serial.println(recmsg);
// String str(recmsg); // char 转换String
}
/**************************************************************************/
/*************************（4） smartConfig配置 *************************************/
void smartConfig()
{
Serial.println("Start smartConfig module");
pinMode(Smart_LED, OUTPUT);
digitalWrite(Smart_LED, 0);
WiFi.mode(WIFI_STA);
Serial.println("\r\nWait for Smartconfig");
WiFi.stopSmartConfig();
WiFi.beginSmartConfig();
while (1)
{
Serial.print(".");
digitalWrite(Smart_LED, 0);
delay(500);
digitalWrite(Smart_LED, 1);
delay(500);
if (WiFi.smartConfigDone())
{
Serial.println("SmartConfig Success");
strcpy(config.stassid, WiFi.SSID().c_str());
strcpy(config.stapsw, WiFi.psk().c_str());
Serial.printf("SSID:%s\r\n", WiFi.SSID().c_str());
Serial.printf("PSW:%s\r\n", WiFi.psk().c_str());
saveConfig();
break;
}
}
}
/**************************************************************************/
/*******************************5 保存信息**************************************/
/*
* 保存参数到EEPROM
*/
void saveConfig()
{
Serial.println("Save config!");
Serial.print("stassid:");
Serial.println(config.stassid);
Serial.print("stapsw:");
Serial.println(config.stapsw);
EEPROM.begin(1024);
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(1024);
uint8_t *p = (uint8_t*)(&config);
for (int i = 0; i < sizeof(config); i++)
{
*(p + i) = EEPROM.read(i);
}
EEPROM.commit();
//出厂自带
if (config.magic != MAGIC_NUMBER)
{
strcpy(config.stassid, DEFAULT_STASSID);
strcpy(config.stapsw, DEFAULT_STAPSW);
config.magic = MAGIC_NUMBER;
saveConfig();
Serial.println("Restore config!");
}
Serial.println(" ");
Serial.println("-----Read config-----");
Serial.print("stassid:");
Serial.println(config.stassid);
Serial.print("stapsw:");
Serial.println(config.stapsw);
Serial.println("-------------------");
}
void waitKey()
{
pinMode (Smart_LED, OUTPUT);
pinMode (Smart_KEY, INPUT);
digitalWrite(Smart_LED, 0);
Serial.println(" press key 2s: smartconfig mode! \r\n press key <2s: connect wifi!");
char keyCnt = 0;
unsigned long preTick = millis();
unsigned long preTick2 = millis();
int num = 0;
while (1)
{
ESP.wdtFeed();
if (millis() - preTick < 10 ) continue;//等待10ms
preTick = millis();
num++;
if (num % 20 == 0) //50*10=500ms=0.5s 反转一次
{
ledState = !ledState;
digitalWrite(Smart_LED, ledState);
// delay(1);
Serial.print(".");
}
if (keyCnt >= 200 && digitalRead(Smart_KEY) == 1)
{ //按2S 进入一键配置
keyCnt = 0;
Serial.println("\r\n try to begin smartConfig! \r\n");
smartConfig();// 手机灵活设置WIFI
break;
}
// 不按按键，自动连接上传WIFI
if (millis() - preTick2 > 5 * 1000) {
Serial.println("\r\n try to connect wifi! \r\n");
setup_wifi();
break;
}
if (digitalRead(Smart_KEY) == 1){ keyCnt++;}
else{keyCnt = 0;}
}
digitalWrite(Smart_LED, 0);
pinMode (Smart_KEY, OUTPUT);
}
/**************************************************************************/
void serial_mqtt_sendmsg(){
//-------------------Begin----------------------//
//功能： 通过串口给MQTT服务器发送数据
if(Serial.available()>0){
delay(100);
String comdata = Serial.readString();
Serial.print("Serial.readString:");
//从串口缓存区中读取的整个字符串，直至检测到终止字符。
// char terminator = ',';
// String comdata =Serial.readStringUntil(terminator);
// Serial.print("Serial.readStringUntil: ");
Serial.println(comdata);
while(Serial.read()>= 0){}
char charBuf[100];
comdata.toCharArray(charBuf, 100) ;
client.publish(MQTT_PUB_TOPIC,charBuf);
comdata = "";
}
//-------------------End----------------------//
}
//初始化函数
void setup() {//初始化程序，只运行一遍
Serial.begin(9600);//设置串口波特率（与烧写用波特率不是一个概念）
loadConfig();// 读取信息
waitKey();
delay(5000);
client.setServer(MQTT_SEVER, MQTT_PORT);//端口号
client.setCallback(callback); //用于接收服务器接收的数据
LED_begin();//设置LED模式
}
// 循环主函数
void loop() {//主循环
if(WiFi.status() == WL_CONNECTED){
// 初始化连接
reconnect();//确保连上服务器，否则一直等待。
// 订阅话题等待
client.loop();//MUC接收数据的主循环函数。
// 将串口数据发送给服务器
serial_mqtt_sendmsg();
}
else
{
Serial.println("wifi fail!");
setup_wifi() ;
}
}