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学习太极创客 — MQTT（八）ESP8266订阅MQTT主题

2022-06-27 02:10:00 【xuechanba】

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资料链接：http://www.taichi-maker.com/homepage/esp8266-nodemcu-iot/iot-tuttorial/mqtt-tutorial/esp8266-subscribe-mqtt/

在这里插入图片描述

1、订阅单个主题

/********************************************************************** 项目名称/Project : 零基础入门学用物联网 程序名称/Program name : subscribe_ranye_url 团队/Team : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com) 作者/Author : CYNO朔 日期/Date（YYYYMMDD） : 20200708 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。 ----------------------------------------------------------------------- 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 = "FAST_153C80";
const char* password = "123456798";
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);
 
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);
  // 设置MQTT订阅回调函数
  mqttClient.setCallback(receiveCallback);
 
  // 连接MQTT服务器
  connectMQTTserver();
}
 
void loop() {
    
  if (mqttClient.connected()) {
     // 如果开发板成功连接服务器
    mqttClient.loop();          // 处理信息以及心跳
  } else {
                          // 如果开发板未能成功连接服务器
    connectMQTTserver();        // 则尝试连接服务器
  }
}
 
// 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 = "esp8266-" + WiFi.macAddress();
 
  // 连接MQTT服务器
  if (mqttClient.connect(clientId.c_str())) {
     
    Serial.println("MQTT Server Connected.");
    Serial.println("Server Address:");
    Serial.println(mqttServer);
    Serial.println("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。
    Serial.println("LED ON");
  } else {
                               
    digitalWrite(BUILTIN_LED, HIGH); // 否则熄灭LED。
    Serial.println("LED OFF");
  }
}
 
// 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
  if(mqttClient.subscribe(subTopic)){
    
    Serial.println("Subscrib 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(""); 
}

程序运行结果如下，
在这里插入图片描述

下面再来尝试使用 MQTT.fx 这个软件向 Taichi-Maker-Sub-EC:FA:BC:40:6F:5B 这个主题发布信息，同时观察串口监视器的输出。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
当 LED ON 时，ESP8266 的板载 LED 也被点亮。

下面，来讲解下程序的重点。

  // 设置MQTT订阅回调函数
  mqttClient.setCallback(receiveCallback);

此处的 ESP8266 开发板的作用是订阅 MQTT 主题，它在订阅 MQTT 主题以后，每当收到该主题信息后，他就会调用一个回调函数 receiveCallback ，以此来处理收到的信息。

2、订阅指定主题

// 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
  if(mqttClient.subscribe(subTopic)){
    
    Serial.println("Subscrib Topic:");
    Serial.println(subTopic);
  } else {
    
    Serial.print("Subscribe Fail...");
  }

mqttClient.subscribe(subTopic) 将会尝试订阅一个主题，主题名为 “Taichi-Maker-Sub-” + WiFi.macAddress()，
如果订阅成功将返回 1 。

3、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。
    Serial.println("LED ON");
  } else {
                               
    digitalWrite(BUILTIN_LED, HIGH); // 否则熄灭LED。
    Serial.println("LED OFF");
  }
}

注意三个参数，三个参数是固定格式。

topic 是主题名
payload 是具体信息的内容，是一个数组类型
length 是具体信息的长度

2、订阅多个主题

/********************************************************************** 项目名称/Project : 零基础入门学用物联网 程序名称/Program name : subscribe_multitopic_ranye_url 团队/Team : 太极创客团队 / Taichi-Maker (www.taichi-maker.com) 作者/Author : CYNO朔 日期/Date（YYYYMMDD） : 20201125 程序目的/Purpose : 本程序旨在演示如何使用PubSubClient库使用ESP8266向MQTT服务器订阅多个主题 ----------------------------------------------------------------------- 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 = "FAST_153C80";
const char* password = "123456798";
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);
 
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() {
    
  if (mqttClient.connected()) {
     // 如果开发板成功连接服务器
    mqttClient.loop();          // 处理信息以及心跳
  } else {
                          // 如果开发板未能成功连接服务器
    connectMQTTserver();        // 则尝试连接服务器
  }
}
 
// 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 = "esp8266-" + WiFi.macAddress();
 
  // 连接MQTT服务器
  if (mqttClient.connect(clientId.c_str())) {
     
    Serial.println("MQTT Server Connected.");
    Serial.println("Server Address:");
    Serial.println(mqttServer);
    Serial.println("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1。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());
  
  // 建立订阅主题2
  String topicString2 = "Taichi-Maker-Sub2-" + WiFi.macAddress();
  char subTopic2[topicString2.length() + 1];  
  strcpy(subTopic2, topicString2.c_str());
  
  // 通过串口监视器输出是否成功订阅主题1以及订阅的主题1名称
  if(mqttClient.subscribe(subTopic)){
    
    Serial.println("Subscrib Topic:");
    Serial.println(subTopic);
  } else {
    
    Serial.print("Subscribe Fail...");
  }  
 
  // 通过串口监视器输出是否成功订阅主题2以及订阅的主题2名称
  if(mqttClient.subscribe(subTopic2)){
    
    Serial.println("Subscrib Topic:");
    Serial.println(subTopic2);
  } 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(""); 
}

运行代码如下，
在这里插入图片描述
下面再来尝试使用 MQTT.fx 这个软件分别向 Taichi-Maker-Sub-EC:FA:BC:40:6F:5B 和 Taichi-Maker-Sub2-EC:FA:BC:40:6F:5B 这两个主题发布信息，同时观察串口监视器的输出。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
不管通过哪个主题发布消息，只要信息的第一个字符为 1 ，那么就点亮板载 LED 。
在这里插入图片描述

3、使用单级通配符订阅主题

/********************************************************************** 项目名称/Project : 零基础入门学用物联网 程序名称/Program name : subscribe_single_level_wildcard_ranye 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ESP8266订阅信息时的单极通配符+应用。 ----------------------------------------------------------------------- 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);
 
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() {
    
  if (mqttClient.connected()) {
     // 如果开发板成功连接服务器
    mqttClient.loop();          // 处理信息以及心跳
  } else {
                          // 如果开发板未能成功连接服务器
    connectMQTTserver();        // 则尝试连接服务器
  }
}
 
// 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 = "esp8266-" + WiFi.macAddress();
 
  // 连接MQTT服务器
  if (mqttClient.connect(clientId.c_str())) {
     
    Serial.println("MQTT Server Connected.");
    Serial.println("Server Address:");
    Serial.println(mqttServer);
    Serial.println("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()+"/+/data";
  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
  if(mqttClient.subscribe(subTopic)){
    
    Serial.println("Subscrib 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(""); 
}

与第一个程序大同小异。

4、使用多级通配符订阅主题

/********************************************************************** 项目名称/Project : 零基础入门学用物联网 程序名称/Program name : subscribe_multi_level_wildcard_ranye 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ESP8266订阅信息时的多极通配符#应用。 ----------------------------------------------------------------------- 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);
 
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() {
    
  if (mqttClient.connected()) {
     // 如果开发板成功连接服务器
    mqttClient.loop();          // 处理信息以及心跳
  } else {
                          // 如果开发板未能成功连接服务器
    connectMQTTserver();        // 则尝试连接服务器
  }
}
 
// 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 = "esp8266-" + WiFi.macAddress();
 
  // 连接MQTT服务器
  if (mqttClient.connect(clientId.c_str())) {
     
    Serial.println("MQTT Server Connected.");
    Serial.println("Server Address:");
    Serial.println(mqttServer);
    Serial.println("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()+"/sensor/#";
  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
  if(mqttClient.subscribe(subTopic)){
    
    Serial.println("Subscrib 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(""); 
}

与第一个程序大同小异。

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