【物联网】Arduino Uno开发板连接阿里云实现云端远程控制LED灯开关

文章目录

1 思维图概览
2 阿里云—>ESP8266 部分
3 ESP8266—>ArduinoUno开发板部分
4 ArduinoUno开发板—>LED灯部分
5 云端体验控制

1 思维图概览

需要实现的有

ESP8266通过wifi与阿里云进行通信
ESP8266与Arduino Uno开发板的通信
Arduino Uno开发板与LED灯的通信

#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .label text,#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .node rect,#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .node circle,#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .node ellipse,#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .node polygon,#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .node .label{text-align:center;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-ZSpgyxlEdloVmytQ :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;}

wifi

物理连接

ESP8266

阿里云物联网平台

ArduinoUno开发板

LED灯

2 阿里云—>ESP8266 部分

参考昨天的文章

【阿里云】物联网平台配置ESP8266真实设备AT串口连接，支持MQTT协议通信
https://blog.csdn.net/qq_33957603/article/details/124575451

参考的AT指令

AT+RST
AT+RESTORE
AT+CWMODE=1
AT+CIPSNTPCFG=1,8,"ntp1.aliyun.com"
AT+CWJAP="WiFi名字","WiFi密码"
AT+MQTTUSERCFG=0,1,"NULL","用户名","密码",0,0,""
AT+MQTTCLIENTID=0,"ClienId"    //clientId第二个参数注意每个逗号后加分隔符“\”，例如：t|securemode=3\,signmethod=hmacsha1\,
AT+MQTTCONN=0,"连接域名",1883,1    //连接域名中的端口号已经被提到后面了，所以删去“:1883”

3 ESP8266—>ArduinoUno开发板部分

ArduinoUno软件官网下载

https://www.arduino.cc/en/software

串口接受到的云端数据（含物模型格式）

+MQTTSUBRECV:0,"/sys/xxxxxx/xxx/thing/service/property/set",100,{"method":"thing.service.property.set","id":"xxxxx","params":{"powerstate":1},"version":"1.0.0"}

参考代码
AT指令部分请用阿里云连接ESP8266的部分进行替换


/* 连接LOT的AT指令,可修改WIFI和三元组 */
//#define AT_1 "AT+RST"    //AT重启指令暂时不用
//#define AT_2 "AT+RESTORE"
#define AT_3 "AT+CWMODE=1"
#define AT_4
#define AT_5
#define AT_6
#define AT_7
#define AT_8 #include <ArduinoJson.h>    //JOSN字符串库
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial softSerial1(10,11); //定义软串口1与音乐播放器模块通信
const int LED = 7;  //灯的引脚int Json_isTopic(String espjson);
void Serial_Transfer();
int Aliyun_Connect();
String Json_Extraction(String espjson);
int Json_Parse(String Json,int* LightSwitch);String espstring;
int LightSwitch = 0;void setup()
{Serial.begin(9600);             //与电脑连接的硬串口一般不建议连接其他设备softSerial1.begin(9600);            //定义为softSerial1串口专门与esp8266连接  "AT+UART_DEF=9600,8,1,0,0"已经把esp8266波特率改成9600softSerial1.listen();pinMode(LED,OUTPUT);            //小灯泡引脚设置Aliyun_Connect();          //阿里云连接函数 }void loop()
{if(softSerial1.available()){                             //注意串口容易丢失数据，要保证loop函数准确espstring = softSerial1.readString();                     //使用.readString()可以直接读取全部串口内容，可以不需要循环了(但是实际上有点不稳定，需要一个循环)Serial.println(espstring);Json_isTopic(espstring);}
}int Json_isTopic(String espjson){int left = 0;for(int i = 0; i < espjson.length(); i++){if(espjson[i]=='{'){left = i; break;}}espjson = espjson.substring(left,espjson.length() - 1);  Serial.println(espjson);if(espjson == "ERRER"){return -1;}Json_Parse(espjson,&LightSwitch);     //读取Json字符串变量Serial.println(LightSwitch);digitalWrite(LED,LightSwitch);return 0;
}/* AT反馈字符串提取JSON字符串函数 */
//String Json_Extraction(String espjson){   //从espjson里提取出Json字符串再return回去赋值，如果错误则出"ERRER"
//  int Json_Left = 0; int Json_Right = 0; int Json_Bracket = 1;            //定义Json字符串的左边界、右边界、括号数量变量
//  while(Json_Left < espjson.length() - 1 and espjson[Json_Left] != '{'){Json_Left +=1;}   //历遍espjson直到第一个'{'后将位置赋值给Json_Left
//  if(Json_Left >= espjson.length() - 1){return "ERRER";}
//  else{//    for(Json_Right = Json_Left + 1;Json_Right < espjson.length();Json_Right++){  //从Json_Left+1开始历遍espjson，到Json_Bracket（括号数量）为0时停止，位置赋值给Json_Right
//      if(espjson[Json_Right] == '{'){Json_Bracket += 1;}
//      else if(espjson[Json_Right] == '}'){Json_Bracket -= 1;}
//      if(Json_Bracket == 0){break;}
//    }
//    if(Json_Right < espjson.length()){//      return espjson.substring(Json_Left,Json_Right+1);   //.substring(Json_Left,Json_Right+1)提取出可能的JSON字符串并return出
//    }
//  }
//  return "ERRER";
//}int Json_Parse(String Json,int* LightSwitch){  // Brightness为临时控制下语音播放模块StaticJsonDocument<200> jsonBuffer;       //创建一个名为jsonBuffer的JSON变量DeserializationError error = deserializeJson(jsonBuffer, Json);  //使用Json字符串构建JSON变量并赋值于jsonBufferif (error){     //构建错误就报错  Serial.print(F("deserializeJson() failed: "));Serial.println(error.f_str());return -1;}*LightSwitch = jsonBuffer["params"]["powerstate"];return 0;
}/* 函数AT结果反馈Serial */
void Serial_Transfer(){   //主要用于测试连接结果 简单粗暴！char s_A;while(!softSerial1.available()){}   //神技！可以保证信息传输到位while(softSerial1.available() > 0){s_A = char(softSerial1.read()); delay(2);      //延时很关键，串口读取可能过快Serial.print(s_A);}return 0;
}/* LOT服务器连接代码 */
int Aliyun_Connect(){       // 返回数：yes为0，no为-1String s_AT = "";         // s_AT只用于判断是否连接LOT服务器Serial.print("是否开始连接LOT服务器:(yes/no):\t\t");while(s_AT != "yes"){     //输入(yes/no)判断是否连接服务器,yes只需要保证前三个为yes即可,注意需要/r/n及串口监视器的NL AND CL模式if(Serial.available() > 0){s_AT += char(Serial.read());delay(2);      //很关键，串口读取可能过快}else{if(s_AT == "no\r\n"){Serial.println("no\n不连接服务器 将启用部分功能 请尽快连接服务器\n");return -1;}s_AT = "";}}Serial.println("yes\n开始连接LOT服务器 请稍等！\n");softSerial1.println(AT_3); Serial_Transfer();softSerial1.println(AT_4); Serial_Transfer();softSerial1.println(AT_5); Serial_Transfer(); Serial_Transfer(); Serial_Transfer();  //连接WIFI时，它有三次不同的回答，注意来三次应对softSerial1.println(AT_6); Serial_Transfer();softSerial1.println(AT_7); Serial_Transfer();softSerial1.println(AT_8); Serial_Transfer(); Serial_Transfer();  //第一次发“+MQTT.....1” 第二次才是OK，这不同步Serial.println("\nLOT服务器连接完成！\n");while(softSerial1.read() >= 0){}   //最后清理干净各串口while(Serial.read() >= 0){} return 0;
}

4 ArduinoUno开发板—>LED灯部分

硬件部分自行配置，详细参考Arduino教程

5 云端体验控制

在阿里云物联网控制台的在线调试中修改灯泡的开关即可, 数据会以物模型的形式发送到ESP8266，然后经过Arduino代码解析json，提取有用的信息，控制硬件实现LED灯的开关。