【零基础学物联网】MQTT篇 2-2 ESP8266 QoS 应用
为了帮助您学习，我们专门为本教程制作了视频。
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在本节课里，我们将使用ESP8266配合MQTTfx客户端软件，通过实际操作来看一下MQTT的QoS是如何发挥作用的。
在开始本节课以前请确保您的电脑已经成功安装了MQTTfx软件。另外我们还将使用PubSubClient库。您可以通过以下链接获取此库。
- 官网地址：https://pubsubclient.knolleary.net/
- GitHub：https://github.com/knolleary/pubsubclient/
- 百度网盘下载：https://pan.baidu.com/s/12MHGbdfiOdwOGip5RMSSEQ 提取码: sizy
PubSubClient库目前只支持1级QoS订阅，因此我们将仅介绍如何使用ESP8266通过QoS=1模式订阅和接收MQTT消息。
使用ESP8266接收QoS=1的MQTT消息
要使用QoS=1订阅MQTT消息，需要满足以下要求：
1 接收端要有确定的clientID
2 接收端连接服务器时 cleanSession=False
3 发送端发布消息时 QoS=1或QoS=2
4 接收端订阅消息时 QoS=1
通过以下示例程序，您将可以实现ESP8266 QoS1订阅主题。如需了解本程序的详细使用方法和内容，请参考本文首部的视频。
/**********************************************************************
项目名称/Project : 零基础入门学用物联网
程序名称/Program name : subscribe_qos1
团队/Team : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com)
作者/Author : CYNO朔
日期/Date（YYYYMMDD） : 20200813
程序目的/Purpose :
本程序旨在演示如何使用PubSubClient库使用ESP8266向MQTT服务器订阅信息。
订阅QoS级别为1。
- 在此程序控制下，ESP8266启动后将会尝试连接MQTT服务端。
连接时cleanSession=false。
- 接下来ESP8266在订阅主题时，将QoS设置为1。
- 保持ESP8266在线，使用MQTTfx向ESP8266所订阅的主题发布QoS=1的信息。
- ESP8266将会收到信息（至此还没有体现QoS=1的优势）
- 将ESP8266断电，然后再次使用MQTTfx向ESP8266订阅主题发布QoS=1的信息。
此时由于ESP8266未通电，所以无法接收到MQTTfx发送的信息。因此MQTT服务端
将会保存此信息。
- 将ESP8266再次通电，ESP8266连接到MQTT服务端后，将会马上收到了MQTTfx在ESP8266断电时所发送的信息。（这就是QoS=1的优势，即客户端断电再通电后依然可以收到QoS=1信息。）
要使用QoS=1订阅MQTT消息，需要满足以下要求：
1 接收端要有确定的clientID
2 接收端连接服务器时 cleanSession=False
3 发送端发布消息时 QoS=1或QoS=2
4 接收端订阅消息时 QoS=1
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本示例程序为太极创客团队制作的《零基础入门学用物联网》中示例程序。
该教程为对物联网开发感兴趣的朋友所设计和制作。如需了解更多该教程的信息，请参考以下网页：
http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/iot-c/esp8266-nodemcu-web-client/http-request/
***********************************************************************/
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
// 设置wifi接入信息(请根据您的WiFi信息进行修改)
const char* ssid = "taichi-maker";
const char* password = "12345678";
const char* mqttServer = "test.ranye-iot.net";
// 如以上MQTT服务器无法正常连接，请前往以下页面寻找解决方案
// http://www.taichi-maker.com/public-mqtt-broker/
WiFiClient wifiClient;
PubSubClient mqttClient(wifiClient);
const int subQoS = 1; // 客户端订阅主题时使用的QoS级别（截止2020-10-07，仅支持QoS = 1，不支持QoS = 2）
const bool cleanSession = false; // 清除会话（如QoS>0必须要设为false）
const char* willTopic = "willTopic"; // 遗嘱主题名称
const char* willMsg = "willMsg"; // 遗嘱主题信息
const int willQos = 0; // 遗嘱QoS
const int willRetain = false; // 遗嘱保留
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // 设置板上LED引脚为输出模式
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // 启动后关闭板上LED
Serial.begin(9600); // 启动串口通讯
//设置ESP8266工作模式为无线终端模式
WiFi.mode(WIFI_STA);
// 连接WiFi
connectWifi();
// 设置MQTT服务器和端口号
mqttClient.setServer(mqttServer, 1883);
mqttClient.setCallback(receiveCallback);
// 连接MQTT服务器
connectMQTTserver();
}
void loop() {
// 如果开发板未能成功连接服务器，则尝试连接服务器
if (!mqttClient.connected()) {
connectMQTTserver();
}
// 处理信息以及心跳
mqttClient.loop();
}
// 连接MQTT服务器并订阅信息
void connectMQTTserver(){
// 根据ESP8266的MAC地址生成客户端ID（避免与其它ESP8266的客户端ID重名）
String clientId = "client-" + WiFi.macAddress();
/* 连接MQTT服务器
boolean connect(const char* id, const char* user,
const char* pass, const char* willTopic,
uint8_t willQos, boolean willRetain,
const char* willMessage, boolean cleanSession);
若让设备在离线时仍然能够让qos1工作，则connect时的cleanSession需要设置为false
*/
if (mqttClient.connect(clientId.c_str(), NULL, NULL, willTopic, willQos, willRetain, willMsg, cleanSession)) {
Serial.print("MQTT Server Connected. ClientId: ");
Serial.println(clientId);
subscribeTopic(); // 订阅指定主题
} else {
Serial.print("MQTT Server Connect Failed. Client State:");
Serial.println(mqttClient.state());
delay(5000);
}
}
// 收到信息后的回调函数
void receiveCallback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
Serial.print("Message Received [");
Serial.print(topic);
Serial.print("] ");
for (int i = 0; i < length; i++) {
Serial.print((char)payload[i]);
}
Serial.println("");
Serial.print("Message Length(Bytes) ");
Serial.println(length);
if ((char)payload[0] == '1') { // 如果收到的信息以“1”为开始
digitalWrite(BUILTIN_LED, LOW); // 则点亮LED。
} else {
digitalWrite(BUILTIN_LED, HIGH); // 否则熄灭LED。
}
}
// 订阅指定主题
void subscribeTopic(){
// 建立订阅主题。主题名称以Taichi-Maker-Sub为前缀，后面添加设备的MAC地址。
// 这么做是为确保不同设备使用同一个MQTT服务器测试消息订阅时，所订阅的主题名称不同
String topicString = "Taichi-Maker-Sub-" + WiFi.macAddress();
char subTopic[topicString.length() + 1];
strcpy(subTopic, topicString.c_str());
// 通过串口监视器输出是否成功订阅主题以及订阅的主题名称
// 请注意subscribe函数第二个参数数字为QoS级别。这里为QoS = 1
if(mqttClient.subscribe(subTopic, subQoS)){
Serial.print("Subscribed Topic: ");
Serial.println(subTopic);
} else {
Serial.print("Subscribe Fail...");
}
}
// ESP8266连接wifi
void connectWifi(){
WiFi.begin(ssid, password);
//等待WiFi连接,成功连接后输出成功信息
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(1000);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("WiFi Connected!");
Serial.println("");
}
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本文编辑制作：CYNO朔 （https://space.bilibili.com/415252426/)
