电脑智能限时（五）— 设备端框架雏形

ESP8266 2022年1月11日

逻辑

目前看来有些逻辑在thingsboard（tb）上不容易实现，所以放到设备端处理

设备端上报的报文

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{"distance": 89.06, "onceTime": 0, "playTime": 0, "restTime": 36056}
距离，单次时长，总时长，休息时长
 

设备上报这4个数据给tb，返回rpc（D5、D6、D7引脚的状态）指令

tb规则链还未编写，回调函数中休息时间的处理还有问题

设备端代码

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#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
 
<em>// 设置wifi信息</em>
const char* ssid = "****";
const char* password = "********";
const char* mqttServer = "www.weishadian.com";
 
<em>// 建立wifi和mqtt对象</em>
WiFiClient wifiClient;
PubSubClient mqttClient(wifiClient);
 
const char* client_ID = "any20211128145527";                <em>// id可以任意</em>
const char* mqttUserName = "*********";  <em>// 设备令牌，token</em>
const char* mqttPassword = "";                      <em>// 密码为空</em>
 
char dataTemplate[] = "{\"distance\": %.2f, \"onceTime\": %d, \"playTime\": %d, \"restTime\": %d}";  <em>// 简单信息模板</em>
char attrData[] = "{\"deviceName\": \"boyPC\"}";  <em>// 简单信息模板</em>
char postData[100];    <em>// 报文</em>
 
<em>// 主题</em>
char topic[] = "v1/devices/me/telemetry";    <em>// 发布遥测数据的主题</em>
<em>//char attrTopic[] = "v1/devices/me/attributes";  // 发布属性的主题</em>
<em>//char attrResponse[] = "v1/devices/me/attributes/response/+";  // 发布属性需订阅的主题</em>
char rpcTopic[] = "v1/devices/me/rpc/request/+"; <em>// rpc主题</em>
 
<em>// 超声波引脚</em>
#define trigPin D1
#define echoPin D2
 
<em>// rgb灯引脚</em>
#define r D5
#define g D6
#define b D7
 
<em>// 声明时间和距离的变量</em>
float duration;
float distance;
float lastDistance = 0;
 
<em>// 记录时间</em>
int beginTime = 0;  <em>// 开始时间</em>
int restBegin = 0;  <em>// 开始休息</em>
int onceTime = 0;   <em>// 单次时长</em>
int playTime = 0;   <em>// 总时长</em>
int restTime = 0;   <em>// 休息时长</em>
 
<em>// 状态</em>
int r_val = 0;
int g_val = 0;
int b_val = 0;
 
DynamicJsonDocument doc(200);   <em>// 服务器报文存储</em>
 
void setup(){
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(r, OUTPUT);
  pinMode(g, OUTPUT);
  pinMode(b, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  wifiAndMqtt();
  }
 
void loop(){
  <em>// 检查MQTT连接状态</em>
  if (!mqttClient.connected()) {
    WiFi.disconnect();    <em>// 断开wifi</em>
    Serial.println("掉线啦！5秒后尝试重新连接...");
    delay(5000);
    wifiAndMqtt();
    Serial.println("重新连接成功！");
  }
 
  <em>// 处理信息以及心跳</em>
  mqttClient.loop();
 
  ranging();  <em>// 测距</em>
  if ((lastDistance > 50 && distance < 50) || (lastDistance < 50 && distance > 50)){  <em>// 位置改变</em>
    tbPublish();  <em>// 上报数据</em>
    }
    
  if (g_val == 1024){
    onceTime = millis() - beginTime;
    if ((onceTime > 3600000) || (playTime+onceTime > 14400000)){  <em>// 单次1或总长4超时</em>
        tbPublish();  <em>// 上报数据</em>
        }
      }else{
        restTime = millis() - restBegin;
        if (restTime > 900000){  <em>// 休息15分钟</em>
            tbPublish();  <em>// 上报数据</em>
          }
      }
 
  delay(1000);
}
 
<em>// 超声波测距函数</em>
void ranging(){   <em>// 这里不需要返回值，因为使用的都是全局变量</em>
  <em>// 清除trig的任务，防止trig处于高电平状态</em>
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
 
  <em>// 拉高trig发射一个持续10微秒的超声波</em>
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
 
  <em>// 读取echo的检测HIGH脉冲信号，返回持续时间，单位是微秒</em>
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
 
  <em>// 计算距离，设置声速为0.034262 cm/s</em>
  distance= duration*0.034262/2.0;
  }
 
<em>// 收到信息后的回调函数</em>
void receiveCallback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  Serial.print("报文 [");
  Serial.print(topic);
  Serial.print("] ");
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    Serial.print((char)payload[i]);
  }
  Serial.println("");
  Serial.print("报文长度(Bytes) ");
  Serial.println(length);
 
  <em>// 反序列化报文</em>
  deserializeJson(doc, payload);
  r_val = doc["params"]["D5"].as<int>();
  g_val = doc["params"]["D6"].as<int>();
  b_val = doc["params"]["D7"].as<int>();
  if (g_val == 1024){
    beginTime = millis(); <em>// 开始计时</em>
    restTime = 0;   <em>// 清空休息时间</em>
    restBegin = 0;  <em>// 清空开始休息计时</em>
    }else{
      playTime = playTime + onceTime; <em>// 总时长</em>
      restBegin = millis(); <em>// 开始休息计时</em>
      onceTime = 0; <em>// 清空单次时长</em>
      }
      
  analogWrite(r, r_val);
  analogWrite(g, g_val);
  analogWrite(b, b_val);
 
<em>//  // 截取request主题的id，添加给response主题</em>
<em>//  char reTopic[50] = "v1/devices/me/rpc/response/";      // RPC应答主题</em>
<em>//  for (int i; i < strlen(topic); i++){</em>
<em>//    if (i >= 26){</em>
<em>//      reTopic[i+1] = topic[i];  // RPC应答主题后面加上id</em>
<em>//      } </em>
<em>//    }</em>
<em>//  ledStatus = !ledStatus;</em>
<em>//  snprintf(postStatus, 50, statusTemplate, ledStatus);</em>
<em>//  // 发布应答报文，确认连接  </em>
<em>//  mqttClient.publish(reTopic, (uint8_t *)postStatus, strlen(postStatus));</em>
<em>//  // 发布属性报文，更新led indicator状态</em>
<em>//  mqttClient.publish(topic3, (uint8_t *)postStatus, strlen(postStatus));</em>
<em>//</em>
<em>//  digitalWrite(LED_BUILTIN, !ledStatus);  // 改变LED状态</em>
}
 
<em>// wifi和mqtt连接</em>
void wifiAndMqtt(){
  <em>//设置为无线终端模式</em>
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password); <em>// 连接WiFi</em>
  <em>//等待WiFi连接,成功连接后输出成功信息</em>
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
  }
  <em>// 设置MQTT服务器和端口号</em>
  mqttClient.setServer(mqttServer, 1883);   <em>// 明文模式</em>
  mqttClient.setCallback(receiveCallback);  <em>// 收到报文的回调函数</em>
  mqttClient.connect(client_ID, mqttUserName, mqttPassword); <em>// 连接mqtt服务器</em>
  while (!mqttClient.connected()){
    delay(1000);
    }
<em>//  mqttClient.subscribe(attrResponse, 0);  // 订阅主题</em>
  mqttClient.subscribe(rpcTopic, 0);  <em>// 订阅主题</em>
<em>//  mqttClient.publish(attrTopic, (uint8_t *)attrData, strlen(attrData)); // 发送属性报文</em>
  }
 
<em>// 发送报文</em>
void tbPublish(){
    lastDistance = distance;
    snprintf(postData, 100, dataTemplate, distance, onceTime, playTime, restTime); <em>// 格式化报文</em>
    Serial.println(postData);
    Serial.print("上报数据！");
    Serial.println(distance);
    mqttClient.publish(topic, (uint8_t *)postData, strlen(postData));
  }
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