ESP8266 에서 MQTT 통신하기

스위치 칩셋인 ESP8266칩셋에서 MQTT를 이용하여 컨트롤하고자 한다. 그러면 어떻게 ESP8266에서 이를 사용할 수 있을까?

 

아두이노 IDE가 설치되어있다 라는 가정하에 진행하겠습니다.

만약 설치가 안되어있다면 아래 링크에서 받으시면 됩니다

https://docs.arduino.cc/software/ide-v1/tutorials/Windows

 

1. MQTT 라이브러리 설치하기

 우선 MQTT 라이브러리를 설치해야 이 기능을 사용할 수 있으므로 설치를 합니다.

아래 순서대로 진입합니다.

스케치 -> 라이브러리 포함하기 -> 라이브러리

이후 PubSubClient 검색하여 

PubSubClient by Nick O'Leary

를 설치하시면 됩니다.

 

2. 코드 작성(ESP8255)

 

void mqtt_publish(char* message,const char* message){
  if(!client.connected()){
    reconnect();
  }
  client.loop();

  client.publish(mqtt_topic, message);
 
  delay(100);
  client.loop_stop();
}
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  String Msg = "";
  int i=0;
  while (i<length) Msg += (char)payload[i++];
 
  Serial.println(Msg);
}
void reconnect() {
  // Loop until we're reconnected
  while (!client.connected()) {
    Serial.print("Attempting MQTT connection...");
    // Attempt to connect
    if (client.connect(mqtt_id)) { //change to ClientID
      Serial.println("connected");
       
      // ... and resubscribe
      client.subscribe(mqtt_topic_sub);
       
    } else {
      Serial.print("failed, rc=");
      Serial.print(client.state());
      Serial.println(" try again in 5 seconds");
      // Wait 5 seconds before retrying
      delay(5000);
    }
  }
}

각 함수별 설명입니다.

1번. mqtt_publish

Publish를 하는 함수입니다.

1. client가 server랑 연결되었는지 확인합니다. 만약 끊겨있을 경우 재접속을 시도합니다.
2. 보낼 메세지를 publish의 payload에 담습니다.

2번. 토픽 이름입니다.

Subscribe하는 콜백 함수입니다.

1. byte 타입으로 온 메세지를 담을 String 타입 변수 Msg를 선언하고 여기에 메세지를 저장합니다.
2. Msg를 출력합니다.

2번. 토픽 이름입니다.

MQTT 서버랑 재접속하는 함수입니다.

1. client와 server가 연결되어있는지 확인합니다.
2. 연결이 안되어있다면 연결 시도를 합니다.
3. 재연결이 실패할 경우 5초후 재시도합니다.

 

아래는 풀 코드입니다.

#include <Ticker.h>

#include <ESP8266WiFi.h>

#include <WiFiClient.h>

#include <ESP8266mDNS.h>

#include <PubSubClient.h>

#define APSSID          "WIFI 공유기 이름"   //AP SSID

#define APPASSWORD      "WIFI 공유기 비밀번호"         //AP password

#define SERVERPORT      80         //Web server port

#define RELAYPIN        15         // GPIO12 relay pin -> GPIO15

#define LEDPIN          16         // GPIO13 GREEN LED (active low)-> GPIO16 change to wifi connect

#define BUTTONPIN       5          // GPIO0 button pin -> GPIO5

#define BUTTONTIME      0.05       // [s] time between button read

#define BUTTONON        "color: green; border: 3px #fff outset;"

#define BUTTONOFF       "color: red; border: 3px #fff outset;"

#define BUTTONNOACT     "color: black; border: 7px #fff outset;"

#define BUTTONDEBOUNCE  1 //Minimum number of seconds between a valid button press or relay switch.

#define mqtt_server     "MQTT 서버 도메인 or IP 주소"

#define mqtt_port       1883

#define mqtt_id         "스위치 mqtt id"

#define mqtt_topic      "MyHome/Light/Sub/Server"

#define mqtt_topic_sta  "MyHome/Light/Sub/Server/State"

#define mqtt_topic_con  "MyHome/Light/Sub/Server/Connect"

#define mqtt_topic_sub  "MyHome/Light/Pub/bath Room"

bool    LEDState        = true;    // Green LED off

bool    RelayState      = false;   // Relay off

bool    ButtonFlag      = false;   // Does the button need to be handled on this loop

char    ButtonCount     = 0;       // How many cycles/checks the button has been pressed for.

String  OnButt;

String  OffButt;

//Setup classes needed from libraries.

MDNSResponder mdns;

Ticker buttonTick;

ESP8266WebServer server(SERVERPORT);

ESP8266HTTPUpdateServer httpUpdater;

//mqttclient

WiFiClient espClient;

PubSubClient client(espClient);

long lastMsg = 0;

char msg[50];

int value = 0;

void setup(void){  

  //  Init

  pinMode(BUTTONPIN, INPUT);

  pinMode(LEDPIN, OUTPUT);

  pinMode(RELAYPIN, OUTPUT);

 

  Serial.begin(115200);

  delay(5000);

  //Start wifi connection

  Serial.println("Connecting to wifi..");

  WiFi.begin(APSSID, APPASSWORD);

  WiFi.mode(WIFI_STA);

 

  //Print MAC to serial so we can use the address for auth if needed.

  printMAC();

  // Wait for connection - Slow flash

  Serial.print("Waiting on Connection ...");

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

    digitalWrite(LEDPIN, LOW);

    delay(500);

    Serial.print(".");

    //Serial.println(WiFi.status());

    digitalWrite(LEDPIN, HIGH);

    delay(500);

  }

  setLED(false);

  client.setServer(mqtt_server,mqtt_port);

  client.setCallback(callback);

 

  //Start up blink of LED signaling everything is ready. Fast Flash

  for (int i = 0; i < 10; i++) {

    setLED(!LEDState);

    delay(100);

  }

  Serial.println("Server is up.");

  //Enable periodic watcher for button event handling

  buttonTick.attach(BUTTONTIME, buttonFlagSet);

}

//mqtt Start

void mqtt_publish(char* message,const char* message){

  if(!client.connected()){

    reconnect();

  }

  client.loop();

  client.publish(mqtt_topic, message);

 

  delay(100);

  client.loop_stop();

}

void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {

  String Msg = "";

  int i=0;

  while (i<length) Msg += (char)payload[i++];

    Serial.println(Msg);

}

void reconnect() {

  // Loop until we're reconnected

  while (!client.connected()) {

    Serial.print("Attempting MQTT connection...");

    // Attempt to connect

    if (client.connect(mqtt_id)) { //change to ClientID

      Serial.println("connected");

       

      // ... and resubscribe

      client.subscribe(mqtt_topic_sub);

 

    } else {

      Serial.print("failed, rc=");

      Serial.print(client.state());

      Serial.println(" try again in 5 seconds");

      // Wait 5 seconds before retrying

      delay(5000);

    }

  }

}

// mqtt END

/*

 *  setRelay

 *  Sets the state of the Relay

*/

void setRelay(bool SetRelayState) {

  //Switch the HTML for the display page

  if (SetRelayState == true) {

    OnButt  = BUTTONON;

    OffButt = BUTTONNOACT;

  }

  if (SetRelayState == false) {

    OnButt = BUTTONNOACT;

    OffButt  = BUTTONOFF;

  }

  //Set the relay state

  RelayState = SetRelayState;

 

  digitalWrite(RELAYPIN, RelayState);

  //Set the LED to opposite of the button.

  //setLED(!SetRelayState);

}

/*

 * setLED

 * Sets the state of the LED

 */

void setLED(bool SetLEDState) {

  LEDState = SetLEDState;     // set green LED

  digitalWrite(LEDPIN, LEDState);

}

/*

 * ButtonFlagSet

 * Sets a variable so that on next loop, the button state is handled.

 */

void buttonFlagSet(void) {

  ButtonFlag = true;

}

/* Read and handle button Press*/

void getButton(void) {

  // short press butoon to change state of relay

  if (digitalRead(BUTTONPIN) == false ) {

    ++ButtonCount;

    }

  if (digitalRead(BUTTONPIN) == false && ButtonCount > 1 && ButtonCount < 12 ) {

    setRelay(!RelayState); // change relay

      ButtonCount = 0;

      delay(500);

  }

 

  /* long press button restart */

  if (ButtonCount > 12) {

    setLED(!LEDState);

    buttonTick.detach();    // Stop Tickers

    /* Wait for release button */

    while (!digitalRead(BUTTONPIN)) yield();

    delay(100);

    ESP.restart();

  }

  if (digitalRead(BUTTONPIN) == true) ButtonCount = 0;

  ButtonFlag = false;

}

 

/*

 * loop

 * System Loop

 */

void loop(void){

  if (ButtonFlag) getButton();// Handle the button press

  if(!client.connected()){

    reconnect();

  }

  client.loop();

}

 

※ 위 코드는 현재 완성까지 끝낸 코드에서 일부 수정 등을 통한 코드이므로 어색한 부분이 있을수도 있습니다.

※ 버튼 제어 관련 코드는 외부 코드를 많이 참조하였습니다.