WeMosを使ってみる

RaspberryとのMQTT通信(WeMos→Raspberry)

mosquitto-clients編


前回前々回と RaspberryとWeMosのSocket通信 を紹介しました。
そこで、今回はRaspberryとWeMosのMQTT通信を紹介します。
最初にRaspberry側に「mosquitto-clients」をインストールします。

$ sudo apt-get install mosquitto-clients

次に簡単な通信テストを行います。
MQTT Brokerは公開サーバーの「broker.hivemq.com」 を使いました。
Raspberryで2つのターミナルを開いて以下を実行します。

ターミナル1
$ mosquitto_sub -h broker.hivemq.com -p 1883 -t "nopnop2002"


ターミナル2
$ mosquitto_pub -h broker.hivemq.com -p 1883 -t "nopnop2002" -m "Hello nopnop2002"

以下のように表示されれば通信テストは終了です。





次に以下のページよりArduinoのMQTTクライアントライブラリ(pubsubclient-master.zip)をダウンロードしま す。
https://github.com/knolleary/pubsubclient

ZIPファイルを展開したらArduino-IDEの「libraries」フォルダーにコピーします。

WeMos側のスケッチは以下の通りです。
MQTTクライアントライブラリに含まれている「pubsubclient\examples\mqtt_esp8266」を少しだけ変更して
10秒毎にトピックを送信します。
特に注意が必要なのはconnect関数で指定するコネクトID(クライアントID)です。
コネクトIDが他の誰かに既に使われている場合、正しく接続できなかったり、既に接続済のクライアントの接続が切れたりします。
これはこのライブラリに限らず、MQTTの仕様みたいです。
そこで、コネクトIDにはESP8266のCHIPIDを指定しています。これなら必ずユニークになります。
赤字の部分は自分の環境に合わせて変更してください。

/*
 Basic ESP8266 MQTT example

 This sketch demonstrates the capabilities of the pubsub library in combination
 with the ESP8266 board/library.

 It connects to an MQTT server then:
  - publishes "hello world" to the topic "outTopic" every two seconds
  - subscribes to the topic "inTopic", printing out any messages
    it receives. NB - it assumes the received payloads are strings not binary
  - If the first character of the topic "inTopic" is an 1, switch ON the ESP Led,
    else switch it off

 It will reconnect to the server if the connection is lost using a blocking
 reconnect function. See the 'mqtt_reconnect_nonblocking' example for how to
 achieve the same result without blocking the main loop.

 To install the ESP8266 board, (using Arduino 1.6.4+):
  - Add the following 3rd party board manager under "File -> Preferences -> Additional Boards Manager URLs":
       http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
  - Open the "Tools -> Board -> Board Manager" and click install for the ESP8266"
  - Select your ESP8266 in "Tools -> Board"

*/

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>

// Update these with values suitable for your network.

const char* ssid = "アクセスポイントのSSID";
const char* password = "アクセスポイントのパス ワード";
//const char* mqtt_server = "broker.mqtt-dashboard.com"; → このURLは古い
const char* mqtt_server = "broker.hivemq.com";

WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);

long lastMsg = 0;
char msg[50];
int value = 0;

void setup_wifi() {

  delay(10);

  // We start by connecting to a WiFi network
  Serial.println();
  Serial.println();
  Serial.print("Wait for WiFi...");
  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  Serial.print("Message arrived [");
  Serial.print(topic);
  Serial.print("] ");
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    Serial.print((char)payload[i]);
  }
  Serial.println();

  // Switch on the LED if an 1 was received as first character
  if ((char)payload[0] == '1') {
    digitalWrite(BUILTIN_LED, LOW);   // Turn the LED on (Note that LOW is the voltage level
    // but actually the LED is on; this is because
    // it is acive low on the ESP-01)
  } else {
    digitalWrite(BUILTIN_LED, HIGH);  // Turn the LED off by making the voltage HIGH
  }

}

void reconnect() {
  char clientid[20];
  sprintf(clientid,"ESP8266-%06x",ESP.getChipId());
  Serial.print("clientid=");
  Serial.println(clientid);
  // Loop until we're reconnected
  while (!client.connected()) {
    Serial.print("Attempting MQTT connection...");
    // Attempt to connect
//    if (client.connect("ESP8266Client")) { → コネクトIDは必ずユニークに
    if (client.connect(clientid)) {
      Serial.println("connected");
      // Once connected, publish an announcement...
      client.publish("outTopic", "hello world");
      // ... and resubscribe
      client.subscribe("inTopic");
    } else {
      Serial.print("failed, rc=");
      Serial.print(client.state());
      Serial.println(" try again in 5 seconds");
      // Wait 5 seconds before retrying
      delay(5000);
    }
  }
}


void setup() {
  pinMode(BUILTIN_LED, OUTPUT);     // Initialize the BUILTIN_LED pin as an output
  Serial.begin(9600);
  setup_wifi();
  client.setServer(mqtt_server, 1883);
  client.setCallback(callback);
}

void loop() {
  static int counter=0;

  if (!client.connected()) {
    reconnect();
  }
  client.loop();

  long now = millis();
  if (now - lastMsg > 1000) {
    lastMsg = now;
    counter++;
    if (counter > 10) {
      ++value;
      snprintf (msg, 75, "hello world #%ld", value);
      Serial.print("Publish message: ");
      Serial.println(msg);
      client.publish("nopnop2002", msg);
      counter=0;
    }
  }

}

このスケッチを実行するとArduino-IDEのシリアルモニターはこのように表示されます。


RaspberryのSubscriberには以下のように表示されます。


次は、Raspberry側のSubscriberをPythonで作ってみます。

続く....