项目3任务7-物联网APP远程控制LED

2相关知识34任务小结与练习1任务实施任务引入与目标物联网APP远程控制LED一、任务引入与目标任务目标任务7将实现:APP发送MQTT消息:topic="/手机号/my_APP/set",payload="{"LedStatus":1}"或"{"LedStatus":0}"。ESP32网关收到MQTT消息后,根据解析的命令值控制所接LED的亮与灭。APP程序不需要修改,网关程序设计中需要实现MQTT消息的接收、解析及控制。任务引入任务6实现了温湿度的展示,数据流向为硬件到APP。这个数据能不能实现反方向传输呢?比如能否通过APP远程控制硬件设备呢?二、相关知识Arduino开发环境中的JavaScript对象（JSONObject）JSONObject可以包含多个成员,每个成员以name:value对(键值对,键又称为字段)呈现,如{"id":1,"temp":22}。格式要求:JSONObject用花括号表示;成员之间用逗号分隔;键(字段)和值之间用冒号分隔;键用双引号括起来,即键是一个字符串。获取JSON对象成员的值用户可以通过两种方式获取JSON对象成员的值:(1)JSON对象名.id;(2)JSON对象名["id"];其中,id是JSON对象的一个键。二、相关知识课堂讨论JSONObject可以转换为一个字符串,或者通过字符串转换得到。其中的键也是一个字符串,需要用双引号括起来。在进行程序设计时,键的双引号该如何处理,才不会造成误解呢?三、任务实施实施设备ESP32网关和DHT11温湿度传感器各一个,杜邦线若干,安装了Arduino开发环境和AndroidStudio开发环境的计算机,部署了MQTT服务器的云服务器。1.网关和LED硬件连接在任务6的基础上,连接LED灯:DHT11_DAT———ESP32_IO25DHT11_GND———ESP32_GNDDHT11_VCC———ESP32_VCC三色灯_R———ESP32_IO25三色灯_GND———ESP32_GND三色灯的数据引脚接ESP32的IO25。实施过程三、任务实施2.网关程序设计(1)头文件、宏、变量、对象定义。#defineDHT11_PIN26#defineLED_PIN25/*需要上报和订阅的TOPIC*/constchar*subTopic="my_APP/set";//****订阅constchar*pubTopic="my_ESP32/post";//******发布除了第25引脚的宏定义之外,程序中还定义了订阅消息的主题subTopic。需要注意的是,网关MQTT客户端接收的消息主题是APP中MQTT客户端发布的消息主题,两者必须保持一致,否则网关是收不到MQTT消息的。在setup函数中,对LED进行初始化:pinMode(LED_PIN,OUTPUT);三、任务实施(2)订阅MQTT消息。如图3-36所示,在重连接函数中,当MQTT客户端调用connect方法连接MQTT服务器成功后,调用subscribe方法订阅要接收的消息主题。图3-36订阅MQTT消息三、任务实施(3)解析MQTT消息及控制。voidcallback(char*topic,byte*payload,unsignedintlen){Stringmsg="";StringLedStatus="";Serial.print("Recevice[");Serial.print(topic);Serial.print("]");for(inti=0;i<len;i++){msg+=(char)payload[i];//msg即收到的消息内容}Serial.println(msg);if(msg.indexOf("LedStatus")){//判断消息中是否有字符串"LedStatus",即APP是否要设置LED灯//通过字符串截取函数取出LedStatus的值,是字符串类型LedStatus=msg.substring(msg.indexOf("LedStatus\":")+11,msg.indexOf("}"));digitalWrite(LED_PIN,LedStatus.toInt());}}解析时,判断收到的消息里有没有字符串“LedStatus”,即APP是否要设置LED灯。如果有,则用字符串截取函数取出LedStatus的值,再控制灯的亮灭。这里其实并没有用到JSON库的解析函数,而是直接用字符串去提取。使用ArduinoJson库进行解析前面学习过,本任务稍后来实现。三、任务实施3.结果展示如图3-37所示,点击APP的image21,APP发送开灯命令,LED亮。图3-37APP控制LED点亮如图3-38所示,点击APP的image22,APP发送关灯命令,LED灭。图3-38APP控制LED熄灭稍等一会儿,温湿度值会上报并显示。三、任务实施LED状态改变后,能否上传LED状态值到APP并显示在text23中呢?课堂讨论三、任务实施voidcallback(char*topic,byte*payload,unsignedintlen){Stringmsg="";Serial.print("Recevice["+String(topic)+"]");for(inti=0;i<len;i++){msg+=(char)payload[i];//msg即收到的消息内容}Serial.println(msg);StaticJsonBuffer<200>jsonBuffer;JsonObject&root=jsonBuffer.parseObject(msg);if(!root.success()){Serial.println("parseObject()failed");return;}constchar*val=root[Identifier];4.用ArduinoJson库解析JSON数据(1)解析及控制程序。三、任务实施if(val!=NULL){constuint16_tLedStatus=root[Identifier];if(LedStatus==1){digitalWrite(LED_PIN,HIGH);//开灯}else{digitalWrite(LED_PIN,LOW);//关灯}Serial.print("LedStatus:");Serial.println(LedStatus);}}程序中:①在回调函数中,当收到MQTT消息后,该函数将消息转为JSON对象。②如果发来的消息不满足JSON格式,则失败,打印"parseObject()failed"。③如果消息满足JSON格式,则解析字段“LedStatus”的值是否为空:若为空(说明是其他命令),则不处理;若非空(说明是控制LED的命令),则取出控制命令后控制LED即可。这里比较关键的是要二次解析,千万不能根据“LedStatus”的值直接控制LED,可能会出错。比如收到的是控制风扇命令,root["LedStatus"]是NULL,赋值给LedStatus变量的值是0,执行的就是关灯操作,显然是不合适的。三、任务实施(2)结果展示。如图3-39所示,点击image21,发送开灯命令,IO25所接的LED亮,串口也打印了接收的MQTT消息,topic为[my_APP/set],payload为{"LedStatus":1}。图3-39APP发送开灯命令如图3-40所示,点击image22,发送关灯命令,IO25所接的LED灭,串口也打印了接收的MQTT消息,topic为[my_APP/set],payload为{"LedStatus":0}。图3-40APP发送关灯命令四、任务小结与练习任务小结任务7实现了采用两种网关解析MQTT消息的方法,都可以实现APP远程手动控制LED,将LED替换为蜂鸣器、继电器等简单执行器,即