ESP32（arduino）和声音传感器数据采集并实现连接WiFi进行MQTT通信

简单物联网应用——基于老人居家声音监测系统

使用 WiFi 库，创建 WiFiClient 对象，引用 WiFiClient 类，通过 begin()函数初始化 WiFi
连接，通过判断 status() 的值来确认 WiFi 是否连接成功，如果成功，则开始执行下一步程
序，未连接则延时 500ms 后重新连接，直到连接成功，具体的程序如下：

WiFiClient ESPClient; \\引用 Wifi Client 类
PubSubClient client(ESPClient);
void setup() { \\初始化 WiFi 连接
Serial.begin(115200);
WiFi.begin(ssid， password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { \\判断 WiFi 是否连接
delay(500);
Serial.println("Connecting to WiFi..");
}
Serial.println("Connected to the WiFi network");

使用 PubSubClient 库，创建 PubSubClient 对象，引用 Client 类，通过 setServer()函数初12
始化 MQTT 的 Client 连接，通过判断 connect() 的值来确认 MQTT 是否连接成功，如果成
功，则开始执行下一步程序，未连接则延时 2000ms 后重新连接，直到连接成功，具体的程
序如下：

client.setServer(MQTTServer， MQTTPort);
while (!client.connected()) { \\判断 MQTT 是否连接
Serial.println("Connecting to MQTT...");
if (client.connect("ESP32Clientkitchen"， MQTTUser， MQTTPassword )) {Serial.println("connected");
}else {Serial.print("failed with state ");
Serial.print(client.state());
delay(2000);
}
}
}

(2)MQTT 发送：
通过定义一个带参数的 send()函数来实现数据发送，主要使用了 StaticJsonBuffer 中的
createObject()和 PubSubClient()中的 publish()两个函数进行 json 数据的创建、赋值以及发送
功能，具体的程序如下：

void send(char* get_data， int get_time， int get_value){ \\定义 MQTT 发送函数
StaticJsonBuffer<300> JSONbuffer;
JsonObject& JSONencoder = JSONbuffer.createObject();\\创建 Json 对象
JSONencoder["device"] = "kitchen";
JSONencoder["sensorType"] = "voice";
JSONencoder["get_data"] = get_data;
JSONencoder["get_time"] = get_time;
JSONencoder["get_value"] = get_value;
char JSONmessageBuffer[100];
JSONencoder.printTo(JSONmessageBuffer， sizeof(JSONmessageBuffer));
Serial.println("Sending message to MQTT topic..");
Serial.println(JSONmessageBuffer);
if (client.publish("ESP/test"， JSONmessageBuffer) == true) { \\发布
Serial.println("Success sending message");
} else {Serial.println("Error sending message");
}
client.loop();
delay(1000);13
}

(3)数据采集主要使用了 ESP32 的 ADC_1、 CHANNL_6 即 ESP32 的 34 号引脚来读取声
音传感器的模拟量输出引脚的值并进行转换。在 ESP32 中， ADC 的数据划分成了 4096 份，
则区间为 0~4095，经过测试，根据使用场景的不同，在这里阈值上限设置为 4000、下限为
500，并且引用信号量机制，保证当 ADC 数值超过 4000 时或低于 500 时传感器向云端发送
一条 json 数据，主循环函数如下：

void loop() {get_value = analogRead(SOUND_PIN);
if(get_value>4000&&flag==0){ \\判断声音检测阈值和信号量机制
get_data="open";
get_time++;
send(get_data， get_time， get_value); \\调用发送函数发送数据
flag=1;
delay(100);
}
if(get_value<500&&flag==1){ \\判断声音检测阈值和信号量机制
get_data="close";
get_time++;
send(get_data， get_time， get_value);
flag=0;
}
}

完整代码：

#include <ArduinoJson.h>
#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>const char* ssid = "infinite";
const char* password =  "password";
const char* mqttServer = "192.168.43.188";
const int mqttPort = 1883;
const char* mqttUser = "";
const char* mqttPassword = "";
const int SOUND_PIN = 34;
char* get_data;
int get_time=0;
int get_value;
int flag=0;
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);void setup() {Serial.begin(115200);Serial.println();WiFi.begin(ssid, password);while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {delay(500);Serial.println("Connecting to WiFi..");}Serial.println("Connected to the WiFi network");client.setServer(mqttServer, mqttPort);while (!client.connected()) {Serial.println("Connecting to MQTT...");if (client.connect("ESP32Clientkitchen", mqttUser, mqttPassword )) {Serial.println("connected");} else {Serial.print("failed with state ");Serial.print(client.state());delay(2000);}}}void send(char* get_data,int get_time,int get_value){StaticJsonBuffer<300> JSONbuffer;JsonObject& JSONencoder = JSONbuffer.createObject();JSONencoder["device"] = "kitchen";JSONencoder["sensorType"] = "voice";JSONencoder["get_data"] = get_data;JSONencoder["get_time"] = get_time;JSONencoder["get_value"] = get_value;//JsonArray& values = JSONencoder.createNestedArray("values");//values.add(20);//values.add(21);//values.add(23);char JSONmessageBuffer[100];JSONencoder.printTo(JSONmessageBuffer, sizeof(JSONmessageBuffer));Serial.println("Sending message to MQTT topic..");Serial.println(JSONmessageBuffer);if (client.publish("esp/test", JSONmessageBuffer) == true) {Serial.println("Success sending message");} else {Serial.println("Error sending message");}client.loop();Serial.println("-------------");delay(1000);
}void loop() {get_value = analogRead(SOUND_PIN);if(get_value>4000&&flag==0){get_data="open";get_time++;send(get_data,get_time,get_value);flag=1;delay(100);}if(get_value<500&&flag==1){get_data="close";get_time++;send(get_data,get_time,get_value);flag=0;}
}

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