【Arduino】ESP8266获取NTP时间及连接MQTT实现远程控制示例

DevFrank

发布于 2024-12-12 08:34:37

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😏★,°:.☆(￣▽￣)/$:.°★ 😏 这篇文章主要介绍ESP8266获取NTP时间及连接MQTT实现远程控制示例。 无专精则不能成，无涉猎则不能通。——梁启超 欢迎来到我的博客，一起学习，共同进步。喜欢的朋友可以关注一下，下次更新不迷路🥞

😏1. ESP8266介绍

ESP8266 是一款低成本、低功耗的 Wi-Fi 微控制器芯片，广泛应用于物联网 (IoT) 和嵌入式系统中。它具有集成 Wi-Fi 功能，支持通过无线网络与其他设备进行通信，并且相对易于使用，非常适合开发者和工程师进行快速原型设计和小型应用开发。

ESP8266的主要特点：

1.低功耗：支持低功耗模式，非常适合需要电池供电的应用。
2.Wi-Fi 集成功能：内建 802.11 b/g/n Wi-Fi 协议，支持 station（客户端）和 access point（热点）模式。
3.高性能：基于 32 位的 RISC 处理器，最高主频可达到 80 MHz。
4.支持 SPI、I2C、UART、PWM 等常见通信接口，方便与传感器、显示器等外部设备连接。

除了常见控制器的IO控制、串口通信等功能外，ESP8266主要支持了WiFi连接和网络通信，可用于智能家居、无线传感器网络、远程控制系统等领域。

😊2. 获取NTP时间

可以连接wifi获取当前网络时间，调用NTP时间服务，也可以外接OLED小屏幕来显示做成一个桌面时钟，代码示例：

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <NTPClient.h>
#include <WiFiUdp.h>

// wifi
const char* ssid = "xx";
const char* password = "xxx";
// ntp
WiFiUDP ntpUDP;
NTPClient timeClient(ntpUDP, "pool.ntp.org", 28800, 60000);

// 默认灯
#define LED_PIN 2

void setup()
{
  // 串口通信
  Serial.begin(115200);
  // 网络通信
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.disconnect();
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
  {
    delay(1000);
    Serial.println("Connecting to WiFi...");
  }
  Serial.println("Connected to WiFi");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  // ntp
  timeClient.begin();
}

void loop()
{
  // 网络通信
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)
  {
    Serial.println("Connected to WiFi");
  }
  else
  {
    Serial.println("Disconnected from WiFi");
  }

  timeClient.update();
  Serial.println(timeClient.getFormattedTime());

  delay(1000);
}

😆3. 连接MQTT远程控制

MQTT是物联网中常用的协议，开发板连上wifi后，可以连接MQTT服务器，进行消息的收发，可以根据消息控制外设的动作（最简单控制一个灯），代码示例：

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <NTPClient.h>
#include <WiFiUdp.h>

// wifi mqtt
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
unsigned long lastMsg = 0;
#define MSG_BUFFER_SIZE	(50)
char msg[MSG_BUFFER_SIZE];
int value = 0;
const char* ssid = "xxx";
const char* password = "xxx";
const char* mqtt_server = "broker.mqtt-dashboard.com";

// ntp
WiFiUDP ntpUDP;
NTPClient timeClient(ntpUDP, "pool.ntp.org", 28800, 60000);

// 默认灯
#define LED_PIN 2

void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  Serial.print("Message arrived [");
  Serial.print(topic);
  Serial.print("] ");
  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] == '1') {
    digitalWrite(BUILTIN_LED, LOW);
  } else {
    digitalWrite(BUILTIN_LED, HIGH);
  }
}

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())) {
      Serial.println("connected");
      // Once connected, publish an announcement...
      client.publish("outTopic", "hello world");
      // ... and resubscribe
      client.subscribe("inTopic");
    } 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(LED_PIN, OUTPUT);
  // 串口通信
  Serial.begin(115200);
  // 网络通信
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.disconnect();
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
  {
    delay(1000);
    Serial.println("Connecting to WiFi...");
  }
  Serial.println("Connected to WiFi");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  // MQTT
  client.setServer(mqtt_server, 1883);
  client.setCallback(callback);
  // ntp
  timeClient.begin();
}

void loop()
{
  // 网络通信
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)
  {
    Serial.println("Connected to WiFi");
  }
  else
  {
    Serial.println("Disconnected from WiFi");
  }
  if (!client.connected())
  {
    reconnect();
  } 
  if (client.connected())
  {
    Serial.println("Connected to MQTT");
  }
  else
  {
    Serial.println("Disconnected from MQTT");
  }
  // client.publish("test", "Hello World!");
  timeClient.update();
  Serial.println(timeClient.getFormattedTime());
  
  client.loop();
  unsigned long now = millis();
  if (now - lastMsg > 2000) {
    lastMsg = now;
    ++value;
    snprintf (msg, MSG_BUFFER_SIZE, "hello world #%ld", value);
    Serial.print("Publish message: ");
    Serial.println(msg);
    client.publish("outTopic", msg);
  }

  delay(1000);
}