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esp8266 mqtt接入阿里云_ESP8266_SDK连接阿里云

作者：知新_RL | 2024-04-09 08:14:59

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esp8266 mqtt 阿里云

陈拓 chentuo@ms.xab.ac.cn 2020/04/01-2020/04/10

1. 概述

开发环境

先看《树莓派安装ESP8266_SDK开发环境》一文。https://zhuanlan.zhihu.com/p/122246166

熟悉项目的编译和烧写过程。

官方例子

《Simple MQTT Client Demo》

https://gitee.com/chentuo2000/ESP8266_NONOS_SDK/tree/master/examples/esp_mqtt_proj

这个例子实现了：

MQTT发布消息

MQTT订阅主题

MQTT works with SSL/TLS

MQTT works with one-way anthentication

MQTT works with two-way anthentication

2. 阿里云平台准备

根据阿里官方文档，在阿里云平台创建产品，创建设备，同时自动产生 product key, product secert, device name, device secret。

具体操作请看文档《阿里云物联网平台基本设置-物模型》https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/103559553

创建产品，定义属性

添加设备

“查看”证书

一键复制：


{
  "ProductKey": "a10hJ4nAdAz",
  "DeviceName": "temperature001",
  "DeviceSecret": "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"
}

这个设备证书也称为“设备三元组”。

阿里云物联网平台的测试

为了测试MQTT客户端和服务端的通信协议，以及看懂后面的代码，需要先看看下面几篇文章：

《MQTTfx连接物联网云平台》https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/104313968

《MQTT.fx脚本Scripts使用》https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/104252690

《MQTT-TCP连接通信》

https://help.aliyun.com/document_detail/73742.html

sudo apt-get uninstall openssl

《自己写微信小程序MQTT模拟器》

https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/102507560

3. ESP8266的SDK连接阿里云

3.1 修改官方的例子

在《树莓派安装ESP8266_SDK开发环境》一文中

https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/105296166

我们已经将官方的例子esp_mqtt_proj复制到了工作目录中：

并且通过修改这个例子做了2个小练习，下面我们继续通过修改这个例子来连接到阿里云。

3.2 修改头文件

cd i_mqtt

编辑头文件mqtt_config.h

nano include/mqtt_config.h

mqtt_config.h代码

下面是改好的头文件代码，你可以和原来的头文件对比。


#ifndef __MQTT_CONFIG_H__
#define __MQTT_CONFIG_H__
 
typedef enum{
  NO_TLS = 0,                       // 0: 禁用SSL/TLS，这是默认值，就用这个，因为我在阿里云上没有使用证书验证
  TLS_WITHOUT_AUTHENTICATION = 1,   // 1: enable SSL/TLS, but there is no a certificate verify
  ONE_WAY_ANTHENTICATION = 2,       // 2: enable SSL/TLS, ESP8266 would verify the SSL server certificate at the same time
  TWO_WAY_ANTHENTICATION = 3,       // 3: enable SSL/TLS, ESP8266 would verify the SSL server certificate and SSL server would verify ESP8266 certificate
}TLS_LEVEL;
 
/*IMPORTANT: the following configuration maybe need modified*/
/***********************************************************************************************************************/
#define CFG_HOLDER    0x00FF55A5    /* 改变这个值，以保存配置，并在设备启动时装载保存的配置，我将0x00FF55A4改成0x00FF55A5 */
 
/*DEFAULT CONFIGURATIONS*/
 
/* 阿里云平台设备三元组 */
#define PRODUCT_KEY     "a10hJ4nAdAz"
#define DEVICE_NAME     "temperature001"
#define DEVICE_SECRET   "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"
 
#define DEVICE_ID       PRODUCT_KEY"."DEVICE_NAME
#define REGION_ID       "cn-shanghai"
 
#define MQTT_HOST       PRODUCT_KEY".iot-as-mqtt."REGION_ID".aliyuncs.com"
#define MQTT_PORT       1883
#define MQTT_CLIENT_ID  DEVICE_ID"|securemode=3,signmethod=hmacsha1|"
#define MQTT_USER       DEVICE_NAME"&"PRODUCT_KEY
#define MQTT_PASS       "clientId"DEVICE_ID"deviceName"DEVICE_NAME"productKey"PRODUCT_KEY
 
#define STA_SSID "HUAWEI-BAP55C"  // your AP/router SSID to config your device networking
#define STA_PASS "ABCDE12345"     // your AP/router password
 
#define DEFAULT_SECURITY          NO_TLS // very important: you must config DEFAULT_SECURITY for SSL/TLS
 
#define CA_CERT_FLASH_ADDRESS     0x77   // CA certificate address in flash to read, 0x77 means address 0x77000
#define CLIENT_CERT_FLASH_ADDRESS 0x78   // client certificate and private key address in flash to read, 0x78 means address 0x78000
/***********************************************************************************************************************/
 
 
/*Please Keep the following configuration if you have no very deep understanding of ESP SSL/TLS*/
#define CFG_LOCATION               0x79    /* Please don't change or if you know what you doing */
#define MQTT_BUF_SIZE              1024
#define MQTT_KEEPALIVE             120     /*心跳second*/
#define MQTT_RECONNECT_TIMEOUT     5       /*second*/
#define MQTT_SSL_ENABLE //* Please don't change or if you know what you doing */
 
#define STA_TYPE AUTH_WPA2_PSK
#define QUEUE_BUFFER_SIZE          2048
 
//#define PROTOCOL_NAMEv31    /*MQTT version 3.1 compatible with Mosquitto v0.15*/
#define PROTOCOL_NAMEv311   /*MQTT version 3.11 compatible with https://eclipse.org/paho/clients/testing/*/
 
#endif // __MQTT_CONFIG_H__

3.3 修改主程序user_main.c

确定POST_TOPIC

POST_TOPIC：/sys/a10hJ4nAdAz/${deviceName}/thing/event/property/post

确定GET_TOPIC

GET_TOPIC：/a10hJ4nAdAz/temperature001/user/get

依此写出数据下行和上行topic的宏定义：


#define GET_TOPIC "/a10hJ4nAdAz/temperature001/user/get"
#define POST_TOPIC "/sys/a10hJ4nAdAz/temperature001/thing/event/property/post"

发送JSON格式的数据

注意单双引号的使用规则。


long int id = 1;
char jsonData[256]={0};
void ICACHE_FLASH_ATTR getJsonData(long int id, char temp[]) {
 os_sprintf(jsonData, "{'id':'%d','params':{'temperature':%s},'method':'thing.event.property.post'}", id, temp);
 os_printf(" jsonData -> %srn", jsonData);
}
 
void mqttConnectedCb(uint32_t *args)
{
    MQTT_Client* client = (MQTT_Client*)args;
    INFO("MQTT: Connectedrn");
 
    MQTT_Subscribe(client, GET_TOPIC, 0);
 
 char temp[6] = {'2', '3', '.', '4', '5', '0'};
 getJsonData(id, temp);
 // 函数原型 BOOL ICACHE_FLASH_ATTR MQTT_Publish(MQTT_Client *client, const char* topic, const char* data, int data_length, int qos, int retain);
    MQTT_Publish(client, POST_TOPIC, jsonData, os_strlen(jsonData), 0, 0);
}

阿里云密码加密

在入口函数void user_init(void)中有一个CFG_Load()函数需要修改。CFG_Load()函数定义在modules/config.c中实现，CFG_Load()使用了结构SYSCFG。SYSCFG在i_mqtt/include/modules/config.h中声明：


typedef struct{
        uint32_t cfg_holder;
        uint8_t device_id[32];
 
        uint8_t sta_ssid[64];
        uint8_t sta_pwd[64];
        uint32_t sta_type;
 
        uint8_t mqtt_host[64]  ;
        uint32_t mqtt_port;
        uint8_t mqtt_user[32]  ;
        uint8_t mqtt_pass[32]  ;
        uint32_t mqtt_keepalive;
        uint8_t security;
} SYSCFG;

对比前面mqtt_config.h中#define定义的宏：


device_id, MQTT_CLIENT_ID
mqtt_host, MQTT_HOST
mqtt_user, MQTT_USER
mqtt_pass, MQTT_PASS

SYSCFG中对应声明的长度可能不够。下面我们重写对于这4个宏定义的处理。

在void user_init(void)前面声明一个结构i_mqtt_cfg。

在CFG_Load()函数的下面添加相关代码。

修改主程序user_main.c

nano user/user_main.c

将上面的修改项都写入程序。

下面是user_main.c代码，请和原来的代码对比。


/* main.c -- MQTT client example */

在Makefile文件中添加静态链接库libssl.a

ssl_hmac_sha1()方法已经在静态链接库libssl.a内置中内置了，它和其他的库文件都放在：ESP8266_NONOS_SDK/lib目录下：

为了使用libssl.a，我们需要修改一下Makefile文件，添加libssl.a否则会出现链接错误。

nano Makefile

添加到这里就可以了。对于库libssl.a，只需要写-lssl，这是规则。

ssl_hmac_sha1()方法在代码中可以直接使用，不需要加头文件。

加密结果验证

加密结果是否正确，可以到下面的网址进行验证：

http://iot-face.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/tools.htm

3.4 编译项目

编译项目

./gen_misc.sh

输入5个参数，对于ESP8266-01/ESP8266-01S输入2 0 2 2 2

编译成功。

3.5 烧写

烧写Flash

■ 第一次烧写命令

esptool.py --port /dev/ttyAMA0 write_flash 0x00000 eagle.flash.bin 0x10000 eagle.irom0text.bin 0xfb000 blank.bin 0xfc000 esp_init_data_default_v08.bin 0xfe000 blank.bin

■ 之后的烧写命令

esptool.py --port /dev/ttyAMA0 write_flash 0x00000 eagle.flash.bin 0x10000 eagle.irom0text.bin

在上一篇文章中我们已经烧写过了，所以：

运行程序

烧写完成后ESP8266-01会自动运行。

3.6 看阿里云上设备状态的变化

烧写之前阿里云上的设备状态

在烧写时区先看看阿里云上的设备状态：

在设备未连接到阿里云之前，设备状态是“未激活”。

再看看阿里云上的设备状态

烧写完成后ESP8266会自动运行程序，如果程序正常，刷新阿里云设备页面：

可以看到，设备已经“在线”了。

3.7 查看设备发送数据和阿里云接收数据

为了看到启动状态，可以让设备重新启动一次：

1) 断电

2) 启动minicom

有关minicom的设置和操作请看《树莓派串口的使用》

https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/104711494

3) 上电

每隔120秒可以看到心跳消息：

这是在文件include/mqtt_config.h中设置的：

#define MQTT_KEEPALIVE 120 /*心跳second*/

查看云端日志：

查看云端接收到的数据：

3.8 云端发送消息到客户端（客户端订阅服务端消息）

找到用户自定义Topic：/a10hJ4nAdAz/temperature001/user/get

点击“发布消息”：

点击“确认”，看minicom收到的消息：

收到topic: /a10hJ4nAdAz/temperature001/user/get的消息，数据: hello,your device t

显示的数据不全

这只是minicom的设置问题，minicom默认不会自动换行，minicom启动后用下面的命令设置一下就好了。

Ctrl+A W：当显示的内容超过一行之后自动换行。

服务端发送中文消息给客户端

Minicom显示的是乱码：

用下面的命令启动minicom：

sudo env LANG=en_US minicom

中文显示正常了。

不要忘了用Ctrl+A W将自动换行打开。

简化minicom启动

为了显示中文，每次运行minicom的时候输入会很麻烦，我们修改一下.bashrc文件，在.bashrc里面加上如下代码：

alias minicom='sudo env LANG=en_US minicom'

下次直接用别名minicom启动就可以了。

参考文档：

电脑连接树莓派3B+https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/103332186
树莓派安装ESP8266_SDK开发环境https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/105296166
使用ESP8266（基于官方SDK）接入阿里云物联网平台https://blog.csdn.net/yannanxiu/article/details/81334230
自己写微信小程序MQTT模拟器https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/102507560
阿里云物联网平台基本设置-物模型https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/103559553
微信小程序MQTT模拟器阿里云物联网平台测试https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/102216865
树莓派连接阿里云物联网平台-属性(nodejs)https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/103705694
树莓派连接阿里云物联网平台-服务(nodejs)https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/103754860
树莓派连接阿里云物联网平台-订阅(nodejs)https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/103769449
树莓派连接阿里云物联网平台-事件(nodejs)https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/103805559
MQTTfx连接物联网云平台https://zhuanlan.zhihu.com/p/101104351https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/104313968
MQTT.fx脚本Scripts使用https://blog.csdn.net/chentuo2000/article/details/104252690
MQTT.fx - HiveMQ MQTT Toolbox https://www.hivemq.com/blog/mqtt-toolbox-mqtt-fx/
Linking the ESP8266 to a Raspberry Pi through MQTThttps://www.penninkhof.com/2015/05/linking-the-esp8266-a-raspberry-pi-through-mqtt/
mqttfx-manualhttps://github.com/Jerady/mqttfx-manual
linux minicom 中文乱码问题https://blog.csdn.net/dongchangc/article/details/78773210?utm_source=blogxgwz6

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