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前言
一、项目概述
二、环境配置
1. 所需库安装
2. Arduino IDE设置
三、代码
1. 网络连接配置
2. WiFi连接实现
3. MQTT客户端连接
4. MQTT消息回调处理
四、测试
1. 测试工具
2. 测试步骤
1. WiFi连接失败
2. MQTT连接不稳定
总结
前言
本文将详细介绍如何使用ESP32开发板通过MQTT协议接收云端指令，实现对空调设备的远程控制。项目采用PubSubClient库实现MQTT通信，通过GPIO电平变化控制STM32芯片实现红外遥控器信号。
环境：arduino
芯片：ESP32
一、项目概述
本项目构建了一个基于MQTT的智能空调控制系统，核心功能包括：
-
通过WiFi连接家庭网络
-
订阅MQTT主题接收控制指令
-
解析云端下发的温度设置命令
-
通过GPIO电平变化模拟红外遥控信号
-
实现空调的远程开关和温度调节
二、环境配置
1. 所需库安装
在Arduino IDE中安装以下库：
工具 -> 管理库 -> 搜索安装：
- WiFi (内置)
- PubSubClient by Nick O'Leary
2. Arduino IDE设置
-
选择开发板：ESP32 Dev Module
-
设置串口波特率：115200
三、代码
1. 网络连接配置
// WiFi配置
const char *ssid = "205"; // WiFi名称
const char *password = "12341234"; // WiFi密码// MQTT服务器配置
const char *mqtt_broker = "broker.emqx.io"; // 公共MQTT代理
const char *mqtt_topic = "aircon/temperature"; // 订阅主题
const char *mqtt_username = "emqx"; // MQTT用户名
const char *mqtt_password = "public"; // MQTT密码
const int mqtt_port = 1883; // MQTT端口2. WiFi连接实现
void connectToWiFi() {WiFi.begin(ssid, password);Serial.print("Connecting to WiFi");while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {delay(500);Serial.print(".");}Serial.println("\nConnected to WiFi");Serial.print("IP Address: ");Serial.println(WiFi.localIP());
}3. MQTT客户端连接
void connectToMQTT() {while (!mqtt_client.connected()) {String client_id = "esp32-client-" + String(WiFi.macAddress());Serial.printf("Connecting to MQTT Broker as %s.....\n", client_id.c_str());if (mqtt_client.connect(client_id.c_str(), mqtt_username, mqtt_password)) {Serial.println("Connected to MQTT broker");mqtt_client.subscribe(mqtt_topic);mqtt_client.publish(mqtt_topic, "ESP32 connected"); } else {Serial.print("Failed, rc=");Serial.print(mqtt_client.state());Serial.println(" retrying in 5 seconds");delay(5000);}}
}4. MQTT消息回调处理
核心控制逻辑：
void mqttCallback(char *topic, byte *payload, unsigned int length) {Serial.print("Message received on topic: ");Serial.println(topic);Serial.print("Payload: ");// 打印完整消息内容for (unsigned int i = 0; i < length; i++) {Serial.print((char)payload[i]);}// 解析温度设置指令if(length >= 2 && (char)payload[0] == 'T') {int temperature = (int)(payload[1] - '0'); // 转换ASCII数字为整数Serial.print("\nSetting temperature to: ");Serial.println(temperature);// 根据温度执行不同操作if(temperature == 24) {// 发送24对应IO,控制STM32发送信号digitalWrite(13, HIGH);delay(100); // 红外信号高电平持续时间digitalWrite(13, LOW);} else if(temperature == 26) {// 发送26℃对应IO,控制STM32发送信号digitalWrite(14, HIGH);delay(100); // 红外信号高电平持续时间digitalWrite(14, LOW);}}Serial.println("\n-----------------------");
}5.loop函数
void loop() {if (!mqtt_client.connected()) {connectToMQTT();}mqtt_client.loop();
}四、测试
1. 测试工具
| 工具类型 | 推荐工具 | 用途 |
|---|---|---|
| MQTT客户端 | MQTTX | 消息发布测试 |
| 串口监视器 | Arduino IDE | 调试信息输出 |
| 红外分析仪 | 逻辑分析仪 | 验证红外信号 |
2. 测试步骤
-
编译上传程序到ESP32
-
打开串口监视器查看连接状态
-
使用MQTTX发布测试消息：
-
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使用手机红外检测APP验证信号发射。
五、常见问题解决
1. WiFi连接失败
-
检查SSID和密码是否正确，尽量使用数字和字母组合，可以变更下自己的WiFi
-
确保路由器支持2.4GHz频段（这个很关键）
2. MQTT连接不稳定
-
检查MQTT服务器状态
-
增加keepalive间隔：
总结
本文详细介绍了基于ESP32和MQTT的空调远程控制系统实现方案，核心优势包括：
-
低成本：使用通用开发板和公共MQTT服务
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易扩展：支持多种空调品牌协议
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高可靠：具备完善的网络重连机制
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强安全：可扩展TLS加密和认证机制
通过本项目，你可以将传统空调升级为智能设备，实现：
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手机远程控制
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定时开关机
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温度自动调节
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能耗统计分析