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這篇文章主要講解了“基于ESP8266的MicroPython怎么連接MQTT服務器”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“基于ESP8266的MicroPython怎么連接MQTT服務器”吧！
ESP8266 是一款由上海樂鑫信息科技開發的可以作為微控制器使用的成本極低且具有完整TCP/IP協議棧的Wi-Fi IoT控制芯片。由Ai-Thinker生產的ESP-01芯片于2014年8月首次引起了西方的創客們的注意,這個小模塊允許微控制器通過海斯命令集使用TCP / IP協議棧連接到Wi-Fi網絡。然而,在最初的芯片上幾乎沒有使用英文的文檔及可接受的命令。由于模塊上外部組件非常少的原因，導致了其價格十分便宜，并吸引了許多創客來研究和使用該模塊、開發配套該芯片使用的軟件以及對其使用中文的使用指南進行多語言翻譯。原廠有ESP8266-01，-07，-12E，和-13四款主打，價格在$2.3-$3.8之間。3.3V的電壓可以直接用LiPo電池供電，比5V功耗要省。我最喜歡的是ESP8266-12E款，GPIO口多，可作為獨立的計算原價。ESP8285即是內置了1MiB閃存的ESP8266，其允許單芯片設備能夠直接連接到Wi-Fi進行使用。其后續產品是2016年所發布的ESP32。本人是在淘寶購買的NodeMCU Lua 的ESP8266開發板。
MicroPython，是Python 3編程語言的一個完整軟件實現，用C語言編寫，被優化于運行在微控制器 Microcontrollers之上。MicroPython是運行在微控制器硬件之上的完全的Python編譯器和運行時系統。提供給用戶一個交互式提示符（REPL）來立即執行所支持的命令。除了包括選定的核心Python庫，MicroPython還包括了給予編程者訪問低層硬件的模塊。MicroPython是澳大利亞程序員和物理學家Damien George，在2013年一次成功的Kickstarter眾籌活動之后最初建立的[5]。盡管最初的Kickstart眾籌活動將MicroPython與pyboard微控制器一起發行，MicroPython支持大量的基于ARM的體系結構[6]。MicroPython已經運行于Arduino、ESP8266、ESP32、和物聯網（WiPy、pyboard、pyboard D-series、 STM32F4 Discovery、 NUCLEO-F401RE、 NUCLEO-F767ZI）硬件。在2016年，Python軟件基金會建立了MicroPython的BBC Micro Bit版本，作為其BBC Micro Bit合作伙伴貢獻的一部分。這個項目的源代碼托管于GitHub。
Micropython的由來：
這得益于Damien George這位偉大的計算機工程師，Damien George每天都會使用Python工作，他有一天冒出一個大膽的想法：能否用Python來控制單片機，從而實現對機器人的操作呢？Python語言本身就是一款簡單上手的腳本語言，一些非計算機專業的愛好者都選Python語言作為入門語言，但是美中不足（中國跟美國為什么不參加世界杯），它不能實現對一些底層的操作，在硬件領域毫不起眼。所以，Damien George利用6個月時間打造了MicroPython，這就是MicroPyhton的由來。
MQTT消息隊列遙測傳輸(Message Queuing Telemetry Transport) 一種基于發布/訂閱（publish/subscribe）模式的"輕量級"通訊協議。 該協議構建于TCP/IP協議上，由IBM在1999年發布,目前已成為 IoT 通信的標準。MQTT最大優點在于，可以以極少的代碼和有限的帶寬，為連接遠程設備提供實時可靠的消息服務。作為一種低開銷、低帶寬占用的即時通訊協議，使其在物聯網、小型設備、移動應用等方面有較廣泛的應用。IBM公司的安迪·斯坦福-克拉克及Arcom公司的阿蘭·尼普于1999年撰寫了該協議的第一個版本。該協議的可用性取決于該協議的使用環境。IBM公司在2013年就向結構化資訊標準促進組織提交了 MQTT 3.1 版規范，并附有相關章程，以確保只能對規范進行少量更改。 MQTT是一個基于客戶端-服務器的消息發布/訂閱傳輸協議。MQTT協議是輕量、簡單、開放和易于實現的，這些特點使它適用范圍非常廣泛。在很多情況下，包括受限的環境中，如：機器與機器（M2M）通信和物聯網（IoT）。其在，通過衛星鏈路通信傳感器、偶爾撥號的醫療設備、智能家居、及一些小型化設備中已廣泛使用。
Windows 10 x64
NodeMCU開發板
Python 3.7.4
uPyLoader
teraterm-4.96
MicroPython 1.8.7
esp8266 firmware
本人使用的是搭載Windows 10 X64 laptop.所有工具都是基于Windows 10操作系統。首先我們需要準備下面幾個工具(python-3.7.4 esptool 和 uPyLoader)方便我們下載和調試NOdeMCU開發板。
首先到python官網下載 python-3.7.4-amd64.exe，并按照如下選項安裝。
然后到Github上下載uPyLoader。由于沒有打包成可執行文件，所以需要使用Python啟動。uPyLoader基于Python 3，并且需要這兩個包：PyQt5和pyserial，pyserial版本要大于等于3.1.1。通過cmd shell 命令對NodeMCU firmware進行下載，我們需要esptool。
進入windows cmd
python -m pip install --upgrade pip pip install PyQt5 pip install esptool pip install pyserial>=3.1.1
使用esptool.py你能下面的命令擦除flash。
esptool.py --port COM3 erase_flash ######################################### esptool.py v2.7 Serial port COM3 Connecting.... Detecting chip type... ESP8266 Chip is ESP8266EX Features: WiFi Crystal is 26MHz MAC: 2c:3a:e8:43:c1:c6 Uploading stub... Running stub... Stub running... Erasing flash (this may take a while)... Chip erase completed successfully in 6.5s Hard resetting via RTS pin... ##########################################
使用下面的命令燒寫firmware。你可以 到www.micropython.org官網下載NodeMCU最新的firmware。我在寫這個文檔是最新是esp8266-20190529-v1.11.bin。
esptool.py --port COM3 --baud 460800 write_flash --flash_size=detect 0 esp8266-20190529-v1.11.bin ################################################################################################# esptool.py v2.7 Serial port COM64 Connecting.... Detecting chip type... ESP8266 Chip is ESP8266EX Features: WiFi Crystal is 26MHz MAC: 2c:3a:e8:43:c1:c6 Uploading stub... Running stub... Stub running... Changing baud rate to 460800 Changed. Configuring flash size... Auto-detected Flash size: 4MB Flash params set to 0x0040 Compressed 617880 bytes to 402086... Wrote 617880 bytes (402086 compressed) at 0x00000000 in 9.6 seconds (effective 512.9 kbit/s)... Hash of data verified. Leaving... Hard resetting via RTS pin... #################################################################################################
進入到uPyLoader-master目錄，在命令行輸入python .\main.py啟動uPyLoader。
注意如果之前用串口連接了8266，要關閉之前的連接。這樣uPyLoader才能找到對應的串口。
點擊最右邊的「Connect」即可連接。接下來，菜單欄->「File」->「Init transfer files」。初始化傳輸文件，初始化成功后在MCU端會新增__upload.py和__download.py兩個文件。另外，在菜單欄->「View」下面可以打開終端（Terminal）和編輯器（Code Editor），方便調試和代碼編寫。
因為uPyLoader似乎無法跳轉到工作目錄以外的目錄，所以可以在該目錄下創建一個project文件夾，然后把自己的工程代碼（main.py等）放進去，方便管理。
需要傳輸文件過去的話，只需要雙擊對應的py文件，然后點擊「MCU name」后面的「Transfer」，等待彈窗結束后，文件就下載過去了。
uPyLoader 容易crash。建議還是使用MicroPython File Uploader.exe 會比較穩定點。大家可以百度或者google搜索這個工具。大家給去下載 TPYBoard v202資料 資料包里有相應的測試代碼和MicroPython File Uploader 工具。
打開MicroPython File Uploader 工具，Open連上開發板。選擇要傳送的程序文件。點擊Send即可。注意把“Autorun“勾選去掉。如果不去掉，每次發送完文件后會自動復位。
接下來可以通過在工具命令行框里敲命令查詢文件列表
import os os.listdir()
之外你還能使用調試串口工具teraterm-4.96 。直接發命令調試
這里我使用了云服務器。阿里云百度云騰訊云都可以。我這里使用的是花了99元/年的騰訊云服務器。點擊鏈接 騰訊云服務器 選擇好配置購買就可以了。
我的主機配置是
系統是centos 7.6 64位的。
yum -y install unzip mkdir -p /root/mqtt-server && cd /root/mqtt-server wget https://www.emqx.io/downloads/broker/v2.3.11/emqttd-centos7-v2.3.11.zip unzip emqttd-centos7-v2.3.11.zip
配置系統環境變量
> vim /etc/profile # emqtt export EMQPATH=/root/mqtt-server/emqttd export PATH=$EMQPATH/bin:$PATH > source /etc/profile
檢查emq是否正常
> emqttd console ## 如下輸出代表正常 starting emqttd on node 'emq@127.0.0.1' emqttd ctl is starting...[ok] emqttd hook is starting...[ok] emqttd router is starting...[ok] emqttd pubsub is starting...[ok] emqttd stats is starting...[ok] emqttd metrics is starting...[ok] emqttd pooler is starting...[ok] emqttd trace is starting...[ok] emqttd client manager is starting...[ok] emqttd session manager is starting...[ok] emqttd session supervisor is starting...[ok] emqttd wsclient supervisor is starting...[ok] emqttd broker is starting...[ok] emqttd alarm is starting...[ok] emqttd mod supervisor is starting...[ok] emqttd bridge supervisor is starting...[ok] emqttd access control is starting...[ok] emqttd system monitor is starting...[ok] emqttd 2.3.11 is running now Eshell V9.0 (abort with ^G) (emq@127.0.0.1)1> Load emq_mod_presence module successfully. dashboard:http listen on 0.0.0.0:18083 with 4 acceptors. mqtt:tcp listen on 127.0.0.1:11883 with 4 acceptors. mqtt:tcp listen on 0.0.0.0:1883 with 64 acceptors. mqtt:ws listen on 0.0.0.0:8083 with 4 acceptors. mqtt:ssl listen on 0.0.0.0:8883 with 16 acceptors. mqtt:wss listen on 0.0.0.0:8084 with 4 acceptors. mqtt:api listen on 0.0.0.0:8080 with 4 acceptors.
啟動EMQ服務
> emqttd start emqttd 2.3.11 is started successfully! > emqttd_ctl status Node 'emq@127.0.0.1' is started emqttd 2.3.11 is running
當我們啟動了EMQ之后就可以使用客戶端進鏈接了,端口如下
1883 MQTT 協議端口
8883 MQTT/SSL 端口
8083 MQTT/WebSocket 端口
8080 HTTP API 端口
18083 Dashboard 管理控制臺端口
通過IP訪問18083端口可以通過Dashboard在線觀察EMQ的運行狀態等參數
默認用戶: admin，密碼：public (可在平臺中配置用戶)
MicroPython是支持MQTT客戶端的，在Github的micropython-lib中，找到umqtt.simple文件夾，里面就有使用MQTT接口的例程。在ESP8266的MicroPython官方API文檔中，并沒有給出這個接口的介紹，所以需要到搜索下相關資料。
進入umqtt.simple目錄，把umqtt文件夾中的simple.py文件下載到ESP8266。
增加代碼如下：
mqtt.py
from simple import MQTTClient
from machine import Pin
import machine,time, math
import micropython
#選擇G4引腳
led_blue = machine.PWM(machine.Pin(2), freq=1000) # 設置 GPIO2 為輸出
led_blue.duty(1024)
# MQTT服務器地址域名為：49.235.173.142,不變
SERVER = "49.235.173.142"
#設備ID
CLIENT_ID = "umqtt_client"
#隨便起個名字
TOPIC = b"ledctl"
TOPIC2 = b"pwmled"
TOPIC3 = b"ledstatus"
username="123123"
password="321321"
pwm_old = 0
pwmval = 0
c=None
def delay(t):
for i in range(t):
k=0;
def sub_cb(topic, msg):
global pwm_old,pwmval
if topic == b"ledctl":
print((topic, msg))
if msg == b"on":
pwmval = 0
elif msg == b"off":
led_blue.duty(1024)
pwmval = 1024;
if topic == b"pwmled":
pwmval = int(((100-int(msg))/100)*1024)
print((topic, pwmval))
def main(server=SERVER):
#端口號為：6002
c = MQTTClient(CLIENT_ID, server)
c.set_callback(sub_cb)
c.connect()
c.subscribe(TOPIC)
c.subscribe(TOPIC2)
print("Connected to %s, subscribed to %s topic" % (server, TOPIC))
try:
while 1:
c.wait_msg()
global pwm_old,pwmval
if pwmval == 1024 :
c.publish(TOPIC3,'ledoff')
elif pwmval < 1024 :
c.publish(TOPIC3,'ledon');
if pwmval > pwm_old :
for i in range(pwm_old,pwmval,1):
led_blue.duty(i)
delay(30)
elif pwmval < pwm_old :
for i in range(pwm_old,pwmval,-1):
led_blue.duty(i)
delay(30)
pwm_old = pwmval
finally:
c.disconnect()main.py
from machine import Timer,Pin,I2C,SPI
import machine,mqtt
import dht,ssd1306,math,time
def f(t):
d=dht.DHT11(machine.Pin(0))
d.measure()
a=d.temperature()
b=d.humidity()
display.fill(0)
display.text('TPYBoard V202',1,1)
display.text('Hi, TurnipSmart',1,16)
temp = 'Temp '+str(a)+'C'
display.text(temp,1,31)
humi = 'humidity '+ str(b)+'%'
display.text(humi,1,46)
display.show()
spi = SPI(baudrate=10000000, polarity=1, phase=0, sck=Pin(14,Pin.OUT), mosi=Pin(13,Pin.OUT), miso=Pin(12))
display = ssd1306.SSD1306_SPI(128, 64, spi, Pin(5),Pin(4), Pin(16))
tim = Timer(-1) #新建一個虛擬定時器
tim.init(period=2000, mode=Timer.PERIODIC, callback=f)
try:
display.poweron()
display.init_display()
display.text('TPYBoard V202',1,1)
display.text('Hi, TurnipSmart',1,16)
temp = 'Temp '+str(18)+'C'
display.text(temp,1,31)
humi = 'humidity '+str(70)+'%'
display.text(humi,1,46)
mqtt.main()
except Exception as ex:
print('Unexpected error: {0}'.format(ex))
display.poweroff()boot.py
def do_connect():
import network
sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)
ap_if = network.WLAN(network.AP_IF)
if ap_if.active():
ap_if.active(False)
if not sta_if.isconnected():
print('connecting to network...')
sta_if.active(True)
sta_if.connect('mqtt-server', '123456') #wifi的SSID和密碼
while not sta_if.isconnected():
pass
print('network config:', sta_if.ifconfig())
do_connect()網上已經有APP(IoT MQTT Panel)基于MQTT協議，實現對NodeMCU的控制。
提示沒有連接，點那個紅色按鈕創建一個連接：
前兩項都是隨便填的，值得注意的的是那個Broker Web/IP Address，這個最好自己架個服務器，可以是上面搭建騰訊云服務器，也可以是本地搭建的服務器，當然這里做個例子，填完后點那個CREATE：
分別添加了Switch,Slider和LED Indicator面板。
這理解釋下：Topic可以理解為一個通道，比如開關，按下后會往ledctl這個通道里發ledon這個信息，再按一下會往ledctl通道里發ledoff這個信息，最終界面如下：
感謝各位的閱讀，以上就是“基于ESP8266的MicroPython怎么連接MQTT服務器”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對基于ESP8266的MicroPython怎么連接MQTT服務器這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！
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