哈哈，我相信很多初學(xué)者學(xué)到這里也不是很清楚。我這里簡(jiǎn)單說(shuō)一下，我們的用ESP8266是不是要讓它連到家中的網(wǎng)啊，那在這里我們的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手的TCP Server就是我們要連接的網(wǎng)絡(luò)。

有人又要說(shuō)了，我要連家中路由器的網(wǎng)啊，為啥要連網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手的網(wǎng)??？這是因?yàn)槿绻氵B家中的網(wǎng)，請(qǐng)問(wèn)你如何給你家的路由器發(fā)送數(shù)據(jù)??！你怎么知道路由器接收到了數(shù)據(jù)?。÷酚善饔终o你發(fā)送數(shù)據(jù)??！你又咋接收數(shù)據(jù)?。∥覀冞@里用網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手的目的就是讓網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手來(lái)代替路由器局域網(wǎng)。TCP Server就是服務(wù)端的意思也是就是服務(wù)器。至于為啥用串口調(diào)試助手我就不用說(shuō)了吧，只有你在串口助手上調(diào)試好了，我們才用單片機(jī)的串口結(jié)合ESP8266共同代替客服端，也就不需要調(diào)試助手了。

所以說(shuō)，我們一定要在串口調(diào)試助手上把相關(guān)的數(shù)據(jù)調(diào)通了，把原理過(guò)程搞懂了之后我們?cè)偃ジ銌纹瑱C(jī)程序，再去搭建你的服務(wù)器而不是用網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手代替了。怎么樣現(xiàn)在明白了吧！

開(kāi)啟透?jìng)鱾鬏?AT+CIPMODE=1)

前面在使用TCP進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，在每次發(fā)送數(shù)據(jù)之前都要指定發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，而且在接收到數(shù)據(jù)之后，還會(huì)有+IPD,< len >的前綴，這樣很不方便進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，因此我們可以使用AT+CIPMODE=1指令開(kāi)啟透?jìng)髂Ｊ?，開(kāi)啟透?jìng)髂Ｊ胶笾恍枰诘谝淮伟l(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)使用ATD+CIPSEND指令來(lái)告訴ESP8266開(kāi)始透?jìng)靼l(fā)送，隨后我們直接發(fā)送想要的數(shù)據(jù)即可，在接收到數(shù)據(jù)時(shí)，也沒(méi)有了+IPD,< len >前綴。

下面就是ESP8266連接當(dāng)前環(huán)境的熱點(diǎn)，與服務(wù)器建立TCP連接，開(kāi)啟透?jìng)髂Ｊ絺鬏敂?shù)據(jù)的過(guò)程，所有的字符和標(biāo)點(diǎn)必須是英。

（1）設(shè)置WIFI模式為Station：AT+CWMODE=1

（2）連家中路由器：AT+CWJAP="liuyao","liuyao1001"

（3）TCP：AT+CIPSTART="TCP","192.168.0.103",8080

（4）開(kāi)啟透?jìng)髂Ｊ剑篈T+CIPMODE=1

（5）開(kāi)始透?jìng)靼l(fā)送：AT+CIPSEND

（6）串口調(diào)試助手發(fā)送：hello I m TCP Client!

（7）網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手發(fā)送：hello I m TCP Server!

6、使用SmartConfig為設(shè)備配網(wǎng)

前面使用了AT+CWJAP指令來(lái)主動(dòng)連接家中的WIFI，但是在大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中，缺少輸入WIFI密碼的輸入設(shè)備，如：鍵盤，更不能將程序交給用戶去修改家中的WIFI熱點(diǎn)名和密碼，在真正的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中使用最多的方法就是通過(guò)一顆按鍵來(lái)使設(shè)備進(jìn)入某種模式，并使用手機(jī)將當(dāng)前WIFI的密碼告知該設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)WIFI配網(wǎng)，這種模式就是SmartConfig。在該模式下，ESP8266會(huì)監(jiān)聽(tīng)指定端口的UDP廣播包，如果收到符合規(guī)定格式的廣播包后會(huì)對(duì)其進(jìn)行解析并獲得WIFI的SSID和PWD，然后自動(dòng)連接獲取到的WIFI熱點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)WIFI配網(wǎng)。

我們說(shuō)到了ESP8266的AT指令集的使用。本來(lái)今天要講一下MQTT協(xié)議的，但考慮到物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)體系的完整性，決定還是先說(shuō)一下物聯(lián)網(wǎng)智能家居的控制過(guò)程和流程，以及關(guān)于MQTT協(xié)議中的訂閱和發(fā)布是什么意思。就算是下一章的前奏吧，請(qǐng)大家耐心看完

簡(jiǎn)單地說(shuō)，我們最終實(shí)現(xiàn)的目的，是要用STM32+ESP8266外加傳感器和繼電器來(lái)控制家中的開(kāi)關(guān)，以及得到家中的各個(gè)電器的運(yùn)行狀態(tài)。其原理是家里的電器先接帶STM32+ESP8266+繼電器的智能插座，智能插座再接家里的插座，這樣只要控制ESP8266的這個(gè)插座（類似中介）就能控制家里的任何電器。

下面這張圖就是控制方式，通過(guò)家用的路由器將各個(gè)電器和手機(jī)聯(lián)系起來(lái)了，手機(jī)可以通過(guò)路由器控制各個(gè)掛載在路由器上的器件，這是比較常用的模式。

一般來(lái)說(shuō)，把手機(jī)叫做上位機(jī)，控制器叫做下位機(jī)，難道這就是我們常說(shuō)的物聯(lián)網(wǎng)嗎？準(zhǔn)確地說(shuō)，這是不對(duì)的。畢竟只能圍繞著這個(gè)路由器，有一定的局限性。

比如，你到公司才想起忘了關(guān)家里的燈，那么只能跑回家，運(yùn)氣好的話，在樓下就能連到家里的路由器，然后再通過(guò)手機(jī)app關(guān)燈。這時(shí)候你想，如果能在任何地方控制家里的電器該多好，要是真有這樣的功能，比如你冬天回家前可以先把家里的空凋打開(kāi)……

我們這個(gè)項(xiàng)目就是ESP8266連接家中的路由器的網(wǎng)，手機(jī)連接的是4/5G網(wǎng)，這樣你就能在家中設(shè)備不斷電、不斷網(wǎng)的情況下，在任意地方來(lái)控制你家中的用電器設(shè)備了。

一、理論知識(shí)

那么，怎么樣才能讓你在任何地方控制家里的電器（當(dāng)然提前還是要有網(wǎng)）？

我們先來(lái)看下面這張圖，跟原來(lái)不一樣的地方是用云服務(wù)器代替了家里的路由器，就這么簡(jiǎn)單！

那么，什么是云服務(wù)器？云服務(wù)器又在哪？你就把它當(dāng)作天上的一朵云就好了（阿里云、騰訊云），反正就是不管你的手機(jī)，還是別的什么設(shè)備，只要能連網(wǎng)就可以連接云服務(wù)器。

那么，連上服務(wù)器后，是不是就能直接控制了？當(dāng)然可以！

剛學(xué)單片機(jī)的小伙伴肯定玩過(guò)串口實(shí)驗(yàn)，從單片機(jī)發(fā)送字母xiaoshidi，串口調(diào)試助手就收到字母xiaoshidi，覺(jué)得很有趣。但有時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)，如果你的串口通信的函數(shù)寫的不好，或者有誤的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)通信錯(cuò)誤，比如接收的數(shù)據(jù)是亂碼等，那么它的可靠性就不是很好了。

到底什么叫可靠性不好呢？比如這邊發(fā)過(guò)去的時(shí)候是xiaoshidi，運(yùn)氣不好的話，那邊只可能收到的是shidi，這樣就會(huì)出事。所以，我們也不能直接向云服務(wù)器發(fā)送個(gè)簡(jiǎn)單指令去控制下位機(jī)，需要有一定的約定。

比如，事先告訴服務(wù)器我要發(fā)送9個(gè)字母過(guò)來(lái)了，云服務(wù)器收到后就知道了，如果接收xiaoshidi，一般來(lái)說(shuō)是正確接收了；如果只收到shidi，說(shuō)明丟了4個(gè)字母，這就是我們常說(shuō)的丟包。那么，這樣的約定就是我們常說(shuō)的協(xié)議！

有句話叫“沒(méi)有物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議就沒(méi)有智能安全”，其實(shí)關(guān)鍵就是協(xié)議，在物聯(lián)網(wǎng)中常用的就是MQTT協(xié)議。那么，為什么不用我們常見(jiàn)的http協(xié)議呢？只能自己百度了。這邊簡(jiǎn)單介紹一下MQTT協(xié)議的原理，因?yàn)橹灰獣?huì)MQTT，就能玩轉(zhuǎn)物聯(lián)網(wǎng)。

我們先來(lái)看個(gè)例子：

為什么能收到呢？是因?yàn)槲谊P(guān)注它了，我想這些玩微博的小伙伴都知道。

下面，我再用圖表示一下：

通過(guò)這樣的控制方式，就可以解決在單位也能開(kāi)/關(guān)家里電燈的問(wèn)題了。不過(guò)前提是，手機(jī)和單片機(jī)都能連上云服務(wù)器（手機(jī)可以用家里的網(wǎng)或者4G就可以連到云服務(wù)器，單片機(jī)可以通過(guò)家里的WIFI就可以連到云服務(wù)器）。

這時(shí)可能有人會(huì)問(wèn)，在微博里像“曉艷考研”那么有名，有很多人都會(huì)關(guān)注，比如小雅、小李等等，只要“曉艷考研”發(fā)布消息了，關(guān)注的人都能收到。

有的小伙伴腦子轉(zhuǎn)的溜，感覺(jué)這樣控制是有問(wèn)題的。因?yàn)檫@樣的話，手機(jī)是統(tǒng)一控制了家里的電器，總不能都一起開(kāi)、一起關(guān)吧？

關(guān)于MQTT理論，我們先說(shuō)到這兒，其實(shí)還有很多玩法，比如在微博里“曉艷考研”也關(guān)注了我呢？這個(gè)有什么用？這樣可以用控制器采集信息上傳到我們的手機(jī)了！那就可以采集家中的環(huán)境數(shù)據(jù)上發(fā)到你的手機(jī)。

二、實(shí)現(xiàn)部分

根據(jù)下面這張圖，我們要做三部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)、云服務(wù)器、手機(jī)。

1、單片機(jī)

一般來(lái)說(shuō)，單片機(jī)也叫作控制器，或者下位機(jī)。我們這里用的是STM32單片機(jī)。

這時(shí)有人會(huì)問(wèn)，為什么不用51單片機(jī)，或者arduino？因?yàn)楝F(xiàn)在用STM32的人太多了，arduino又體現(xiàn)不出你是一個(gè)電子信息專業(yè)的，51就不用說(shuō)了。

可能又有人說(shuō)，你為啥不用esp32，本來(lái)就可以當(dāng)一塊單片機(jī)，搞個(gè)STM32豈不是太麻煩？

此言差矣！我們這里是把ESP8266當(dāng)做一個(gè)模塊使用，我僅僅用STM32的串口就可以控制它連網(wǎng)。但如果單單只用ESP32的話，就大大增加了開(kāi)發(fā)的難度，也就是我們通常說(shuō)的SDK開(kāi)發(fā)，而且學(xué)習(xí)的同時(shí)，又能鞏固單片機(jī)的知識(shí)，搞SDK確實(shí)不適合初學(xué)者。

最后，我們的MQTT協(xié)議轉(zhuǎn)換成C語(yǔ)言代碼已經(jīng)有前輩寫好了，我們的目的就是學(xué)會(huì)它，學(xué)會(huì)反向?qū)W習(xí)，才能增加你對(duì)新事物的學(xué)習(xí)興趣。MQTT協(xié)議是現(xiàn)成的，拿來(lái)用即可！

在理論部分提到的MQTT協(xié)議是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的核心，所以單片機(jī)、手機(jī)和云服務(wù)器都要有這協(xié)議。這就好比三個(gè)中國(guó)人在聊天，一個(gè)日本人過(guò)來(lái)聽(tīng)，他根本聽(tīng)不懂，因?yàn)樗麤](méi)有“中文”這個(gè)能力。所以，控制器也要有這個(gè)解析協(xié)議的能力。

2、服務(wù)器

服務(wù)器可以理解成一臺(tái)普通的電腦，只是它的性能比較穩(wěn)定不容易死機(jī)。目前服務(wù)器有很多，做得比較大的像騰訊云、阿里云等等，購(gòu)買服務(wù)器也是個(gè)坑，大家需謹(jǐn)慎！前期的話，大家學(xué)習(xí)不用買，登錄生活物聯(lián)平臺(tái)用現(xiàn)成的，后面我會(huì)講到。

3、手機(jī)

一般把手機(jī)也叫上位機(jī)，上位機(jī)還有電腦、平板等等，實(shí)驗(yàn)中是用手機(jī)發(fā)送命令來(lái)控制我們的單片機(jī)。那么手機(jī)能打開(kāi)直接能操作嗎？顯然不能，需要編寫相應(yīng)的程序界面。

如果你是安卓手機(jī)，可以用android studio軟件編寫相應(yīng)的app程序。當(dāng)然，前期的話，大家不要去想著做一個(gè)app，難度還是蠻大的。

【三】

在學(xué)習(xí)MQTT之前，我們要明白MQTT通訊是通過(guò)很多的報(bào)文組成的，這就好比二戰(zhàn)時(shí)期發(fā)電報(bào)進(jìn)行兩軍之間的通信。這個(gè)報(bào)文呢，主要由三部分組成：固定報(bào)文+可變報(bào)文+有效載荷，這是官方起的名字，你可以把它理解為開(kāi)頭+正文+結(jié)尾，這樣就好理解多了是吧？！

基本在MQQTT中，所有的報(bào)文都由這三部分組成。比如今天要說(shuō)的Connect控制報(bào)文，顧名思義就是客戶端（ESP8266）請(qǐng)求與服務(wù)端（阿里云服務(wù)器）建立連接的報(bào)文。

啥意思呢？這就好比你第一次去你女朋友家，你要首先打一個(gè)電話（Connect控制報(bào)文）征得叔叔阿姨的同意?。∈迨灏⒁掏庵螅ǚ?wù)器確認(rèn)建立連接）你才能去對(duì)吧，如果不同意或者電話沒(méi)打通你就不能去你女朋友家啊，就算去了也不招待見(jiàn)對(duì)吧！

00:22

1、CONNECT控制報(bào)文主要由三部分組成：固定報(bào)頭、可變報(bào)頭、有效載荷。

2、假設(shè)我們得到了固定報(bào)頭是“l(fā)iuyao”、可變報(bào)頭是“iloveyou”、有效載荷是“zhuxiaoya”。我們要把這些字母轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的16進(jìn)制。然后再把它們串聯(lián)起起來(lái)就得到。

1、固定報(bào)頭

最終固定報(bào)頭：綜上可得固定報(bào)頭為:10 ??（??我們?cè)诤竺娴膶?shí)驗(yàn)會(huì)提到，先不著急）。

2、可變報(bào)頭

2.1 協(xié)議名

2.2 協(xié)議級(jí)別

2.3 連接標(biāo)志

2.4 保持連接

2.5 總結(jié)

2.6 最終可變報(bào)頭

綜上，我們可得有效報(bào)頭為：00 04 4D 51 54 54 04 C2 00 64

3、有效載荷

3.1 原始數(shù)據(jù)

3.2 加工后的數(shù)據(jù)

3.3 轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制

最終可得：

• 客戶端： 00 264C 59 2D 31 7C 73 65 63 75 72 65 6D 6F 64 65 3D 33 2C 73 69 67 6E 6D 65 74 68 6F 64 3D 68 6D 61 63 73 68 61 31 7C
• 用戶名： 00 104C 59 2D 31 26 61 31 30 7A 77 6B 55 78 51 55 53
• 密碼： 00 2837 61 30 33 33 36 38 65 37 34 30 66 66 39 65 66 62 38 33 31 38 63 36 62 61 32 61 30 32 36 30 66 32 61 35 39 36 66 38 37
• 組合到一起： 00 264C 59 2D 31 7C 73 65 63 75 72 65 6D 6F 64 65 3D 33 2C 73 69 67 6E 6D 65 74 68 6F 64 3D 68 6D 61 63 73 68 61 31 7C00 104C 59 2D 31 26 61 31 30 7A 77 6B 55 78 51 55 53 00 2837 61 30 33 33 36 38 65 37 34 30 66 66 39 65 66 62 38 33 31 38 63 36 62 61 32 61 30 32 36 30 66 32 61 35 39 36 66 38 37

3.4 最終有效載荷

這樣我們就得到了有效載荷：

00 264C 59 2D 31 7C 73 65 63 75 72 65 6D 6F 64 65 3D 33 2C 73 69 67 6E 6D 65 74 68 6F 64 3D 68 6D 61 63 73 68 61 31 7C00 104C 59 2D 31 26 61 31 30 7A 77 6B 55 78 51 55 53 00 2837 61 30 33 33 36 38 65 37 34 30 66 66 39 65 66 62 38 33 31 38 63 36 62 61 32 61 30 32 36 30 66 32 61 35 39 36 66 38 37

4、Connect控制報(bào)文

固定報(bào)頭+可變報(bào)頭+有效載荷

• 10??00 04 4D 51 54 54 04 C2 00 6400 264C 59 2D 31 7C 73 65 63 75 72 65 6D 6F 64 65 3D 33 2C 73 69 67 6E 6D 65 74 68 6F 64 3D 68 6D 61 63 73 68 61 31 7C00 104C 59 2D 31 26 61 31 30 7A 77 6B 55 78 51 55 5300 2837 61 30 33 33 36 38 65 37 34 30 66 66 39 65 66 62 38 33 31 38 63 36 62 61 32 61 30 32 36 30 66 32 61 35 39 36 66 38 37

• 106E00 04 4D 51 54 54 04 C2 00 6400 264C 59 2D 31 7C 73 65 63 75 72 65 6D 6F 64 65 3D 33 2C 73 69 67 6E 6D 65 74 68 6F 64 3D 68 6D 61 63 73 68 61 31 7C00 104C 59 2D 31 26 61 31 30 7A 77 6B 55 78 51 55 5300 2837 61 30 33 33 36 38 65 37 34 30 66 66 39 65 66 62 38 33 31 38 63 36 62 61 32 61 30 32 36 30 66 32 61 35 39 36 66 38 37

這樣我們的客戶端就與阿里云的服務(wù)端連接起來(lái)了，我們現(xiàn)在可以去看看阿里云官網(wǎng)就會(huì)發(fā)現(xiàn)此時(shí)的LY-1設(shè)備處于在線狀態(tài)。哈哈，是不是很奇妙?。?/span>

5、斷開(kāi)鏈接

我們可以看到數(shù)據(jù)手冊(cè)的3.14小節(jié)，斷開(kāi)連接的報(bào)文是 E0 00 然后我們?cè)谶B接狀態(tài)下向服務(wù)器發(fā)從斷開(kāi)可連接的報(bào)文E0 00，這是服務(wù)器就會(huì)與客戶端斷開(kāi)，由于斷開(kāi)后收不到服務(wù)器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)。所以網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手不會(huì)接收到任何新消息。 這時(shí)，我們?cè)俚桨⒗镌乒倬W(wǎng)（刷新一下網(wǎng)頁(yè)）就會(huì)發(fā)現(xiàn)，此時(shí)的LY-1設(shè)備處于離線狀態(tài)。哈哈，是不是很奇妙??！

我們用網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手的目的就我們現(xiàn)在還沒(méi)有單片機(jī)和esp8266，但是我們又必須要學(xué)習(xí)mqtt協(xié)議，只有通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手來(lái)代替單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，等我們網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手都調(diào)通了之后我們?cè)侔阉恢钡轿覀兊腟TM32單片機(jī)中就可以了。UDP-----為應(yīng)用程序提供了一種無(wú)需建立連接就可以發(fā)送封裝的IP數(shù)據(jù)包的方法 TCPClient客戶端------單片機(jī)(網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手代替單片機(jī)) TCPServer服務(wù)端------阿里云