MQTT on ESP32(ESP8266)
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本文介绍了如何在ESP32/ESP8266平台上使用MicroPython实现MQTT通信。通过在树莓派上安装Mosquitto代理，配置ESP模块并编写代码，使ESP模块能够发布和订阅消息。文中提供了详细的代码实现步骤和示例，展示了ESP设备之间的消息交流。
![準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作
◼connect_and_subscribe()函數負責連接到broker以及訂閱主題。
◼首先將client_id，mqtt_server和topic_sub變數宣告為全局變數。
這樣，我們就可以在整個代碼中訪問這些變數。[第9行]
正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 17](https://image.slidesharecdn.com/mqttonesp32esp8266-190406013340/85/MQTT-on-ESP32-ESP8266-17-320.jpg)
![準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作
◼然後，創建一個名為client的MQTTClient物件。我們需要傳遞
cliend_id和MQTT代理的IP地址(mqtt_server)作為參數。這些變
量已在boot.py文件中設置。[第10行]
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![準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作
◼之後，為client設置回調函數sub_cb()。[第11行]
◼接下來，使用MQTTClient物件上的connect()方法將client連接
到代理。[第12行]
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![準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作
◼連接後，我們訂閱了topic_sub主題。已在boot.py文件中設置
topic_sub。[第13行]
◼最後，打印一條訊息並返回client。[第14~15行]
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![準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作
◼在try區塊中，我們首先在client上應用check_msg()方法來檢查
來自服務器的聽候(pending)消息是否可用。[第29行]
◼它等待單個傳入的MQTT消息並處理它。訂閱的消息被傳遞給
我們之前定義的回調函數sub_cb()。如果沒有待處理消息，則返
回None。
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![準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作
◼然後，我們添加一個if語句來檢查自上一條消息發送以來是否
已經過了5秒（message_interval）。[第30行]
◼如果是時候發送新消息，我們使用“Hello”文本後跟計數器創
建一個msg變數。[第31行]
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![準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作
◼要在特定主題上發布消息，只需在client上應用publish()方法，
並將topic_pub，msg其作為參數。 topic_pub變數已在boot.py文
件中設置為hello。[第32行]
◼發送消息後，我們通過將last_message變數設置為當前時間來更
新上次收到消息的時間。最後，我們在每個循環中增加counter
變數。[第33~34行]
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MQTT on ESP32(ESP8266)
- 2. 先決條件 ◼MicroPython韌體 ◼MQTT Broker ◼ Mosquitto broker on Raspberry Pi ◼ESP8266 模組 x2 ◼Raspberry Pi ◼uPyCraft IDE 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 2
- 3. MQTT ◼MQTT v3.1.1 於 2014/ 10 / 29 成為 OASIS 標準。 ◼MQTT v5.0 於 2019/04/03 發佈 ◼Message Queuing Telemetry Transport (訊息佇列遙測傳輸) ◼發佈/訂閱訊息協議 (publish-subscribe messaging protocol) 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 3
- 4. 專案概覽 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 4 ESP#1 發佈hello的主題 訂閱notification的主題 ESP#2 訂閱hello的主題 發佈notification的主題 Hello 1,Hello 2, Hello 3, …. received, received, received, ….
- 6. 準備ESP#1 -導入umqtttsimple library ◼導入umqtttsimple library ◼ https://github.com/RuiSantosdotme/ESP- MicroPython/blob/master/code/MQTT/umqttsimple.py ◼uPyCraft IDE > 開新檔案 ◼複製上述連結內umqtttsimple library的代碼 ◼保存並命名umqtttsimple.py ◼點擊Download and Run 將umqtttsimple.py傳進ESP#1 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 6
- 7. 準備ESP#1 – boot.py ◼uPyCraft IDE > 開啟ESP#1的boot.py ◼將以下連結的boot.py代碼複製到ESP#1的boot.py ◼https://github.com/RuiSantosdotme/ESP- MicroPython/blob/master/code/MQTT/MQTT_Hello_World/ESP_1/ boot.py 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 7
- 8. 準備ESP#1 – boot.py程式碼如何運作 ◼導入以下所有libraries： 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 8
- 9. 準備ESP#1 – boot.py程式碼如何運作 ◼將除錯設置為None並啟用垃圾收集器： 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 9
- 10. 準備ESP#1 – boot.py程式碼如何運作 ◼在以下變數中，您需要輸入網絡憑證和代理(broker)IP地址： 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 10
- 12. 準備ESP#1 – boot.py程式碼如何運作 ◼接下來，編寫ESP＃1訂閱的主題，以及它將發布消息的主題： 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 12
- 13. 準備ESP#1 – boot.py程式碼如何運作 ◼last_message變數將保留上次發送消息的時間 ◼ message_interval是每條消息發送之間的時間。在這裡，我們 將其設置為5秒（這意味著將每5秒發送一條新消息）。 ◼counter變數只是一個要添加到消息中的計數器。 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 13
- 14. 準備ESP#1 – boot.py程式碼如何運作 ◼之後，我們定義連接到網絡的程序： 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 14
- 15. 準備ESP#1 – main.py ◼uPyCraft IDE > 開啟ESP#1的main.py ◼將以下連結的boot.py代碼複製到ESP#1的main.py ◼https://github.com/RuiSantosdotme/ESP- MicroPython/blob/master/code/MQTT/MQTT_Hello_World/ESP_1/ main.py 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 15
- 16. 準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作 ◼創建一個回調函數sub_cb()，該函數將在ESP訂閱的主題有消息 發布時運行。 ◼回調函數應接受主題(topic)和消息(msg)作為參數。 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 16
- 17. 準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作 ◼connect_and_subscribe()函數負責連接到broker以及訂閱主題。 ◼首先將client_id，mqtt_server和topic_sub變數宣告為全局變數。 這樣，我們就可以在整個代碼中訪問這些變數。[第9行] 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 17
- 18. 準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作 ◼然後，創建一個名為client的MQTTClient物件。我們需要傳遞 cliend_id和MQTT代理的IP地址(mqtt_server)作為參數。這些變 量已在boot.py文件中設置。[第10行] 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 18
- 19. 準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作 ◼之後，為client設置回調函數sub_cb()。[第11行] ◼接下來，使用MQTTClient物件上的connect()方法將client連接 到代理。[第12行] 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 19
- 20. 準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作 ◼連接後，我們訂閱了topic_sub主題。已在boot.py文件中設置 topic_sub。[第13行] ◼最後，打印一條訊息並返回client。[第14~15行] 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 20
- 21. 準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作 ◼我們創建一個名為restart_and_reconnect()的函數。如果ESP32 或ESP8266無法連接到代理，將調用此函數。 ◼此函數打印一條消息，通知連接未成功。我們等10秒鐘。然後， 我們使用reset()方法重置ESP。 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 21
- 23. 準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作 ◼在while循環中，我們將接收和發布消息。我們使用try和except 語句來防止ESP在出現問題時崩潰。如果出現意外情況，我們調 用restart_and_reconnect()函數。 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 23
- 25. 準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作 ◼然後，我們添加一個if語句來檢查自上一條消息發送以來是否 已經過了5秒（message_interval）。[第30行] ◼如果是時候發送新消息，我們使用“Hello”文本後跟計數器創 建一個msg變數。[第31行] 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 25
- 26. 準備ESP#1 – main.py程式碼如何運作 ◼要在特定主題上發布消息，只需在client上應用publish()方法， 並將topic_pub，msg其作為參數。 topic_pub變數已在boot.py文 件中設置為hello。[第32行] ◼發送消息後，我們通過將last_message變數設置為當前時間來更 新上次收到消息的時間。最後，我們在每個循環中增加counter 變數。[第33~34行] 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 26
- 27. 準備ESP#2 -導入umqtttsimple library ◼導入umqtttsimple library ◼ https://github.com/RuiSantosdotme/ESP- MicroPython/blob/master/code/MQTT/umqttsimple.py ◼uPyCraft IDE > 開新檔案 ◼複製上述連結內umqtttsimple library的代碼 ◼保存並命名umqtttsimple.py ◼點擊Download and Run 將umqtttsimple.py傳進ESP#1 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 27
- 28. 準備ESP#2 – boot.py ◼uPyCraft IDE > 開啟ESP#2的boot.py ◼將以下連結的boot.py代碼複製到ESP#2的boot.py ◼https://github.com/RuiSantosdotme/ESP- MicroPython/blob/master/code/MQTT/MQTT_Hello_World/ESP_2/ boot.py 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 28
- 29. 準備ESP#2 – boot.py程式碼如何運作 ◼boot.py與ESP#1相似，這裡唯一的區別是我們訂閱了hello主題 並在notification主題上發布。 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 29
- 30. 準備ESP#2 – main.py ◼uPyCraft IDE > 開啟ESP#2的main.py ◼將以下連結的boot.py代碼複製到ESP#2的main.py ◼https://github.com/RuiSantosdotme/ESP- MicroPython/blob/master/code/MQTT/MQTT_Hello_World/ESP_1/ main.py 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 30
- 31. 準備ESP#2 – main.py程式碼如何運作 ◼與ESP＃1中的main.py非常相似。我們創建了sub_cb()， connect_and_subscribe()和restart_and_reconnect()函數。這次， sub_cb()函數只打印有關主題和已接收消息的信息。 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 31
- 32. 準備ESP#2 – boot.py程式碼如何運作 ◼在while循環中，我們檢查是否有新消息並將其保存在 new_message變數中。 ◼如果我們收到一條新消息，我們會在topic_sub主題(notification) 上發布一條消息“received。 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 32
- 35. 參考 ◼MicroPython – Getting Started with MQTT on ESP32/ESP8266 ◼ https://randomnerdtutorials.com/micropython-mqtt-esp32-esp8266/ ◼How to Install Mosquitto Broker on Raspberry Pi ◼ https://randomnerdtutorials.com/how-to-install-mosquitto-broker-on- raspberry-pi/ 正修科技大學 資訊工程系 涂紳騰 35