MQTTは、IoTメッセージの交換とデータの配信を行うための軽量で柔軟なプロトコルです。IoT開発者にとって、柔軟性とハードウェア/ネットワークリソースのバランスを実現することに専念しています。
NodeMCUはオープンソースのIoTプラットフォームです。Lua言語を使用してプログラミングします。このプラットフォームはeLuaオープンソースプロジェクトに基づいており、その基礎層はESP8266 SDK 0.9.5を使用しています。
このプロジェクトでは、NodeMCU(ESP8266)とEMQX Cloudによって運営され維持される無料の公開MQTTブローカーを使用して、LEDライトをリモートで制御する方法を実装します。Arduino IDEを使用してNodeMCU ESP8266をプログラムします。EMQX Cloudは、EMQによって開始されたMQTT IoTクラウドサービスプラットフォームであり、ワンストップの運用保守管理とユニークな隔離環境を持つMQTT 5.0アクセスサービスを提供します。
もっと学ぶ: ESP32が無料の公開MQTTブローカーに接続する
必要なコンポーネント
- NodeMCU
- Arduino IDE
- LED * 1、330 Ω抵抗
- MQTTX: クロスプラットフォームMQTT 5.0クライアントツール
- 無料の公開MQTTブローカー
- ブローカー: broker.emqx.io
- TCPポート: 1883
- Websocketポート: 8083
NodeMCU ESP8266とLEDの接続図
ソースコード
-
まず、ESP8266WiFiとPubSubClientのライブラリをインポートします。ESP8266WiFiライブラリはESP8266をWiFiネットワークに接続することができ、PubSubClientライブラリはMQTTブローカーに接続し、トピックを公開/購読することができます。
#include <ESP8266WiFi.h> #include <PubSubClient.h>
-
NodeMCU ESP8266のD1ピンを使用してLEDに接続します。実際には、このピンの内部はESP8266モジュールのGPIO5に接続されています。
// GPIO 5 D1 #define LED 5
-
WiFiの名前とパスワード、およびMQTTブローカーの接続アドレスとポートを設定します。
// WiFi const char *ssid = "mousse"; // WiFi名を入力 const char *password = "qweqweqwe"; // WiFiパスワードを入力 // MQTTブローカー const char *mqtt_broker = "broker.emqx.io"; const char *topic = "esp8266/led"; const char *mqtt_username = "emqx"; const char *mqtt_password = "public"; const int mqtt_port = 1883;
-
WiFiネットワークに接続し、プログラムの結果を出力するためにシリアル接続を開始します。
// ソフトウェアシリアルのボーレートを115200に設定; Serial.begin(115200); // WiFiネットワークに接続 WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.println("WiFiに接続中.."); }
-
MQTTブローカーを設定し、シリアルモニターに接続情報を表示します。
// MQTTブローカーに接続 client.setServer(mqtt_broker, mqtt_port); client.setCallback(callback); while (!client.connected()) { String client_id = "esp8266-client-"; client_id += String(WiFi.macAddress()); Serial.println("公開emqx mqttブローカーに接続中....."); if (client.connect(client_id, mqtt_username, mqtt_password)) { Serial.println("公開emqx mqttブローカーに接続しました"); } else { Serial.print("接続失敗、状態 "); Serial.print(client.state()); delay(2000); } }
-
MQTTブローカーに正常に接続した後、ESP8266はメッセージを公開し、MQTTブローカーを購読します。
// メッセージの公開と購読 client.publish(topic, "hello emqx"); client.subscribe(topic);
-
シリアルモニターから送信されたコマンドを読み取り、LEDのオン/オフを制御するコールバック関数を記述します。
void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) { Serial.print("トピックにメッセージが到着: "); Serial.println(topic); Serial.print("メッセージ: "); String message; for (int i = 0; i < length; i++) { message += (char) payload[i]; // byteをStringに変換 } Serial.print(message); if (message == "on" && !ledState) { digitalWrite(LED, HIGH); // LEDを点灯 ledState = true; } if (message == "off" && ledState) { digitalWrite(LED, LOW); // LEDを消灯 ledState = false; } Serial.println(); Serial.println("-----------------------"); }
-
完全なコード。
#include <ESP8266WiFi.h> #include <PubSubClient.h> // GPIO 5 D1 #define LED 5 // WiFi const char *ssid = "mousse"; // WiFi名を入力 const char *password = "qweqweqwe"; // WiFiパスワードを入力 // MQTTブローカー const char *mqtt_broker = "broker.emqx.io"; const char *topic = "esp8266/led"; const char *mqtt_username = "emqx"; const char *mqtt_password = "public"; const int mqtt_port = 1883; bool ledState = false; WiFiClient espClient; PubSubClient client(espClient); void setup() { // ソフトウェアシリアルのボーレートを115200に設定; Serial.begin(115200); delay(1000); // 安定性のために遅延 // WiFiネットワークに接続 WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.println("WiFiに接続中..."); } Serial.println("WiFiネットワークに接続しました"); // LEDピンを出力として設定 pinMode(LED, OUTPUT); digitalWrite(LED, LOW); // 最初はLEDを消灯 // MQTTブローカーに接続 client.setServer(mqtt_broker, mqtt_port); client.setCallback(callback); while (!client.connected()) { String client_id = "esp8266-client-"; client_id += String(WiFi.macAddress()); Serial.printf("クライアント %s が公開MQTTブローカーに接続しています\n", client_id.c_str()); if (client.connect(client_id.c_str(), mqtt_username, mqtt_password)) { Serial.println("公開EMQX MQTTブローカーに接続しました"); } else { Serial.print("失敗しました ステート "); Serial.print(client.state()); delay(2000); } } // メッセージの公開と購読 client.publish(topic, "hello emqx"); client.subscribe(topic); } void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) { Serial.print("トピックにメッセージが到着: "); Serial.println(topic); Serial.print("メッセージ: "); String message; for (int i = 0; i < length; i++) { message += (char) payload[i]; // byteをStringに変換 } Serial.print(message); if (message == "on" && !ledState) { digitalWrite(LED, HIGH); // LEDを点灯 ledState = true; } if (message == "off" && ledState) { digitalWrite(LED, LOW); // LEDを消灯 ledState = false; } Serial.println(); Serial.println("-----------------------"); } void loop() { client.loop(); delay(100); // ループの各反復で短い遅延 }
テスト
-
Arduino IDEを使用してESP8266に完全なコードをアップロードし、シリアルモニターを開いてください。
-
MQTTXクライアントとMQTTブローカーとの接続を確立し、ESP8266にコマンドを送信します。
まとめ
これまでに、NodeMCU ESP8266と無料の公開MQTTブローカーを使用してLEDライトのリモートコントロールを成功させました。この例ではシンプルなシナリオのみを説明していますが、実際のプロジェクトでは、よりセキュアな接続方法とIoTデータの永続化が必要です。
次に、EMQが提供するMQTTプロトコルに関する簡単なガイドシリーズの記事で、MQTTプロトコルの特徴について学び、MQTTのより高度なアプリケーションを探求し、MQTTアプリケーションおよびサービス開発を始めることができます。
リソース
- ESP32でのMQTTの使い方: 初心者ガイド
- Raspberry PiでPaho Pythonクライアントを使ってMQTTを使用する方法
- Raspberry PiをベースにしたMicroPython MQTTチュートリアル -Arduinoを使ってESP8266がMQTTブローカーに接続する
- [NodeMCU (ESP8266)を使ってセンサーデータをMQTTクラウドサービスにアップロードする](