如何使用 Node-RED和Raspberry Pi树莓派MQTT控制ESP32上的LED

在本教程中，您将学习如何使用Node-RED（一种物联网 (IoT) 可视化编程工具）通过 Raspberry Pi树莓派作为MQTT代理来控制ESP32板上的LED。MQTT是一种轻量级且简单的消息传递协议，允许设备通过网络相互通信。该项目将需要以下组件：ESP32开发板用于将ESP32 连接到计算机的USB 电缆带有Node-RED的Raspberry Pi树莓派安装有ArduinoIDE和PubSubClient库的计算机

为您的项目制造PCB

步骤 1：在 Qubitro上创建设备

第一步是在 Qubitro平台上创建设备。设备代表云上的物理设备（树莓派Raspberry Pi）。您需要创建一个设备来获取树莓派Raspberry Pi的MQTT凭据和主题。

要在Qubitro上创建设备，请按照以下步骤操作：

1、登录您的Qubitro 帐户并创建一个新项目

2.然后进入“设备”页面，选择“MQTT”作为通信协议，然后单击“下一步”。

3、输入所有详细信息。

4、复制设备 ID、设备令牌、主机名、端口、发布主题和订阅主题。您稍后将在代码中需要这些值。单击“完成”。

您已在Qubitro上成功创建设备。您可以在“设备”页面上看到您的设备。

第 2 步：使用 Arduino IDE 刷新 ESP32

ESP32 是一款功能强大且多功能的微控制器，可以运行 Arduino 代码。您将使用 Arduino IDE 对 ESP32 进行编程，并使其使用 PubSubClient 库与 MQTT 代理进行通信。

要在Arduino IDE中安装ESP32板，您可以按照本教程中的说明操作或使用以下步骤：

从 Arduino IDE 打开首选项窗口：文件 > 首选项。转到“其他板管理器 URL”字段并输入以下 URL： https: //dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

打 Boards Manager（工具 > Board > Boards Manager），搜索ESP32，然后单击“ESP32 by Espressif Systems”的安装按钮。

安装后，从“工具”>“开发板”菜单中选择您的 ESP32 开发板。

从 Sketch > Include Library > Manage Libraries 打开库管理器。搜索 PubSubClient 并单击“PubSubClient by Nick O'Leary”的安装按钮。安装后重新启动 Arduino IDE。

第3步：将LED连接到ESP32

LED是一种简单的器件，当电流流过时就会发光。您将LED连接到ESP32的GPIO引脚之一，并使用MQTT消息控制其状态（打开或关闭）。

就我而言，我将使用ESP32开发板上的板载LED。

第四步：为ESP32编写代码

ESP32的代码将执行以下任务：

连接到您的Wi-Fi 网络连接到树莓派Raspberry Pi上 Qubitro MQTT代理从“输出”接收消息并相应地打开或关闭LED

您可以将以下代码复制并粘贴到您的Arduino IDE中。确保将 <your_ssid>、<your_password>、<your_Qubtro_Credientials> 替换为您自己的值。

代码：

 #include <WiFi.h>
#define DEBUG_SW 1
#include <PubSubClient.h>
 
//Relays for switching appliances
#define Relay1            2
 
int switch_ON_Flag1_previous_I = 0;
 
// Update these with values suitable for your network.
 
const char* ssid = "ELDRADO";
const char* password = "amazon123";
const char* mqtt_server = "broker.qubitro.com"; // Local IP address of Raspberry Pi
 
const char* username = "";
const char* pass = "";
 
// Subscribed Topics
#define sub1 "output"
 
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
unsigned long lastMsg = 0;
#define MSG_BUFFER_SIZE  (50)
char msg[MSG_BUFFER_SIZE];
int value = 0;
 
 
// Connecting to WiFi Router
 
void setup_wifi()
{
 
  delay(10);
  // We start by connecting to a WiFi network
  Serial.println();
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(ssid);
 
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);
 
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
 
  randomSeed(micros());
 
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
  Serial.println("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}
 
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length)
{
  Serial.print("Message arrived [");
  Serial.print(topic);
  Serial.print("] ");
 
 
  if (strstr(topic, sub1))
  {
    for (int i = 0; i < length; i++)
    {
      Serial.print((char)payload[i]);
    }
    Serial.println();
    // Switch on the LED if an 1 was received as first character
    if ((char)payload[0] == 'f')
    {
      digitalWrite(Relay1, LOW);   // Turn the LED on (Note that LOW is the voltage level
      // but actually the LED is on; this is because
      // it is active low on the ESP-01)
    } else {
      digitalWrite(Relay1, HIGH);  // Turn the LED off by making the voltage HIGH
    }
  }
  else
  {
    Serial.println("unsubscribed topic");
  }
 
}
 
 
// Connecting to MQTT broker
 
void reconnect()
{
  // Loop until we're reconnected
  while (!client.connected()) {
    Serial.print("Attempting MQTT connection...");
    // Create a random client ID
    String clientId = "ESP8266Client-";
    clientId += String(random(0xffff), HEX);
    // Attempt to connect
    if (client.connect(clientId.c_str() , username, pass)) {
      Serial.println("connected");
      // Once connected, publish an announcement...
      client.publish("outTopic", "hello world");
      // ... and resubscribe
      client.subscribe(sub1);
    } else {
      Serial.print("failed, rc=");
      Serial.print(client.state());
      Serial.println(" try again in 5 seconds");
      // Wait 5 seconds before retrying
      delay(5000);
    }
  }
}
 
 
 
void setup()
{
 
  pinMode(Relay1, OUTPUT);
  Serial.begin(115200);
  setup_wifi();
  client.setServer(mqtt_server, 1883);
  client.setCallback(callback);
}
 
void loop()
{
 
  if (!client.connected())
  {
    reconnect();
  }
  client. Loop();
}
复制代码

编写代码后，从“工具”菜单中选择正确的板和端口，然后单击“上传”按钮，将其上传到 ESP32 板。

步骤 5：创建 Node-RED 流

Node-RED流程将执行以下任务：

连接到树莓派Raspberry Pi上的MQTT代理订阅名为“output”的主题将消息“true”或“false”发布到名为“output”的主题创建带有按钮和文本节点的仪表板

您可以通过从面板中拖放节点并用电线连接它们来创建 Node-RED流。您还可以从此链接导入流程或使用下面的 JSON 代码：

代码：

 {
        "id": "eb8f9c0d054be30c",
        "type": "tab",
        "label": "Flow 2",
        "disabled": false,
        "info": "",
        "env": []
    },
    {
        "id": "4ce6cd876fd5441f",
        "type": "mqtt out",
        "z": "eb8f9c0d054be30c",
        "name": "",
        "topic": "output",
        "qos": "",
        "retain": "",
        "respTopic": "",
        "contentType": "",
        "userProps": "",
        "correl": "",
        "expiry": "",
        "broker": "6d40b7b21c734b53",
        "x": 870,
        "y": 240,
        "wires": []
    },
    {
        "id": "974a7a8bb6db9bf9",
        "type": "mqtt in",
        "z": "eb8f9c0d054be30c",
        "name": "",
        "topic": "output",
        "qos": "2",
        "datatype": "auto-detect",
        "broker": "6d40b7b21c734b53",
        "nl": false,
        "rap": true,
        "rh": 0,
        "inputs": 0,
        "x": 670,
        "y": 320,
        "wires": [
            [
                "d0dc7378c7bfb03b",
                "f1219a2eeabe825f"
            ]
        ]
    },
    {
        "id": "d0dc7378c7bfb03b",
        "type": "debug",
        "z": "eb8f9c0d054be30c",
        "name": "debug 4",
        "active": true,
        "tosidebar": true,
        "console": false,
        "tostatus": false,
        "complete": "payload",
        "targetType": "msg",
        "statusVal": "",
        "statusType": "auto",
        "x": 880,
        "y": 320,
        "wires": []
    },
    {
        "id": "6bd227b280e372b7",
        "type": "ui_switch",
        "z": "eb8f9c0d054be30c",
        "name": "",
        "label": "Light One",
        "tooltip": "",
        "group": "cd687a95.00e108",
        "order": 0,
        "width": 0,
        "height": 0,
        "passthru": true,
        "decouple": "false",
        "topic": "topic",
        "topicType": "msg",
        "style": "",
        "onvalue": "true",
        "onvalueType": "bool",
        "onicon": "",
        "oncolor": "",
        "offvalue": "false",
        "offvalueType": "bool",
        "officon": "",
        "offcolor": "",
        "animate": false,
        "x": 680,
        "y": 240,
        "wires": [
            [
                "4ce6cd876fd5441f"
            ]
        ]
    },
    {
        "id": "f1219a2eeabe825f",
        "type": "ui_text",
        "z": "eb8f9c0d054be30c",
        "group": "cd687a95.00e108",
        "order": 1,
        "width": "6",
        "height": "2",
        "name": "",
        "label": "Status : ",
        "format": "{{msg.payload}}",
        "layout": "row-center",
        "x": 1060,
        "y": 320,
        "wires": []
    },
    {
        "id": "6d40b7b21c734b53",
        "type": "mqtt-broker",
        "name": "Qubitro Downlink",
        "broker": "broker.qubitro.com",
        "port": "1883",
        "clientid": "",
        "autoConnect": true,
        "usetls": false,
        "protocolVersion": "4",
        "keepalive": "60",
        "cleansession": true,
        "autoUnsubscribe": true,
        "birthTopic": "r43MsJYzcVwZtUXVfZo6XD0Ym7CRegewPQXMt$ho",
        "birthQos": "0",
        "birthPayload": "",
        "birthMsg": {},
        "closeTopic": "",
        "closeQos": "0",
        "closePayload": "",
        "closeMsg": {},
        "willTopic": "",
        "willQos": "0",
        "willPayload": "",
        "willMsg": {},
        "userProps": "",
        "sessionExpiry": ""
    },
    {
        "id": "cd687a95.00e108",
        "type": "ui_group",
        "name": "ESP32 Home Controller",
        "tab": "aa146f4d.b53ca",
        "order": 1,
        "disp": true,
        "width": "6",
        "collapse": false
    },
    {
        "id": "aa146f4d.b53ca",
        "type": "ui_tab",
        "name": "Demo Lab",
        "icon": "dashboard",
        "order": 1,
        "disabled": false,
        "hidden": false
    }
复制代码

输入开关在打开时将发送“true”，在触发关闭时将发送“false”。

然后单击Qubitro上行链路托盘并编辑属性。

在这里您需要替换您的连接详细信息和凭据。

接下来，只需部署流程即可。并导航到node-red服务器的/ui。

您可以在此处切换开关以打开和关闭导联。

另外，打开串行监视器并检查节点红色响应。

结论：

在本教程中，我们了解了如何使用Node-Red和MQTT服务器控制LED。

本文作者：CETech
原文地址：https://community.dfrobot.com/makelog-313500.html