MicroPython入坑记5：利用MQTT实现手机远程控制

吃瓜阿阳 2022-11-07 13:35:21

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MQTT我就不详细介绍了，毕竟看到这个标题进来的一般也就有些基础知识了。简单说说：

MQTT是IBM发布的一个物联网协议，怎么说呢，微信大家都知道，微信是大家互相联系用的，MQTT其实就类似一个物联网的微信，各个设备间可以通过MQTT来沟通信息。

其实设备间联系的协议有很多，比如TCP/UDP，HTTP等。MQTT作为很晚才出现的后辈，当然是解决以前协议的痛点的。

1.TCP/UDP（SOCKET通讯）这个是物联网甚至是互联网的基础。在应用层面，这算底层了，优点当然是灵活，其实灵活，往往就意味着难用（比如C++就很灵活）你如果想开发一个基于TCP通讯，你需要考虑通讯的方方面面，比如断线重连，比如心跳包，比如加密传输，这些都得自己来实现，可能会占用你大量的调优时间。

2.HTTP，HTTP协议大家都知道是网页传输协议，其实网页传输是HTTP的一种应用而已，HTTP属于对TCP的高层封装，是一种短链接协议，可用于设备间连接。基于HTTP协议的连接方式又有个名字叫RESTful，这个编程就简单了，因为短链接么，就不用考虑啥断线重连之类的了，并且python有urllib，requsets等库，通讯就是一句代码的事，简单至极，但也有缺点:包头太长，每次通讯都要重新连接一次。如果几秒或者几分钟以上通讯一次还差不多，如果太过频繁，不但浪费资源，也太占带宽。

MQTT完美解决了上边这些协议的痛点，并且由于是个标准，现在各种语言，乃至安卓、IOS上都有现成的客户端，特别适合我这种懒得开发JAVA APP的懒人。这里介绍一个好用的安卓APP：ioT MQTT Panel，装了这个APP，设置一下，就能通过MQTT控制设备了，下边是我随便做了个界面：

怎么样？是不是有点意思，值得说的是: 这是完全不需要编写代码的装上这个APP，设置一下就可以了，嗯这是跟我的树莓派连接的：

树莓派上我接了一个继电器，一个超声波测距仪，手机客户端则是实时显示树莓派CPU温度、超声波测距的距离，以及控制继电器吸合、断开。

下面，我会实战介绍下用这个APP控制ESP8266（nodemcu）来实现无线控制LED灯的亮灭。

先介绍下这个APP（ioT MQTT Panel）怎么用：
安装我就不怎么说了，安装完打开软件是这个样子的：

提示没有连接，点那个红色按钮创建一个连接：

前两项都是随便填的，值得注意的的是那个Broker Web/IP Address，这个最好自己架个服务器，而不是用我填的这个测试用服务器，当然这里做个例子，先用这个凑数了，填完后点那个CREATE：

可以看到名为”测试连接“的项目建成了。然后点进去：

这理解释下：Topic可以理解为一个通道，比如开关，按下后会往ledctl这个通道里发ledon这个信息，再按一下会往ledctl通道里发ledoff这个信息，最终界面如下：

下面，我们在MicroPython里边编写一点程序，用来接收这个界面发出的消息：

首先，下载micropython的MQTT库：
https://github.com/micropython/micropython-lib

下找到：umqtt.simple

这个目录下有几个例子，以及一个umqtt的目录(里边的simple.py就是库了)

吧simple.py库拷进ESP8266：

然后新建一个ledctl.py内容如下：

import time
from simple import MQTTClient

def sub_cb(topic, msg):   #回调函数，收到服务器消息后会调用这个函数
    print(topic, msg)

c = MQTTClient("umqtt_client", "test.mosquitto.org") #建立一个MQTT客户端
c.set_callback(sub_cb) #设置回调函数
c.connect() #建立连接
c.subscribe(b"ledctl") #监控ledctl这个通道，接收控制命令
while True:
    c.check_msg()
    time.sleep(1)

然后点手机上的开关，在终端会收到如下信息：

好了，我们的ESP8266收到了手机发来的消息！

然后改写代码控制LED（我的板子上的LED为GPIO2）

import time
from simple import MQTTClient
from machine import Pin

led=Pin(2,Pin.OUT)

def sub_cb(topic, msg):
    print(topic, msg)
    if topic==b'ledctl':
        if msg==b'ledon':
            led.off() #因为实际IO为0ff时灯是亮的
        if msg==b'ledoff':
            led.on()

c = MQTTClient("umqtt_client", "test.mosquitto.org")
c.set_callback(sub_cb)
c.connect()
c.subscribe(b"ledctl")
while True:
    c.check_msg()
    time.sleep(1)

运行代码，发现手机可以正常控制灯的亮灭了

再写代码让第二个LED控件显示LED的状态：

import time
from simple import MQTTClient
from machine import Pin

led=Pin(2,Pin.OUT)

def sub_cb(topic, msg):
    print(topic, msg)
    if topic==b'ledctl':
        if msg==b'ledon':
            led.off()
        if msg==b'ledoff':
            led.on()

c = MQTTClient("umqtt_client", "test.mosquitto.org")
c.set_callback(sub_cb)
c.connect()
c.subscribe(b"ledctl")
while True:
    c.check_msg()
    if led.value()==1:
        c.publish('ledstatus','ledoff')
    if led.value()==0:
        c.publish('ledstatus','ledon')
    time.sleep(1)