昨天在《烂大街的ESP8266究竟该咋玩？》文章中，我们说到了ESP8266的AT指令集的使用。本来今天要讲一下MQTT协议的，但考虑到物联网知识体系的完整性，决定还是先说一下物联网智能家居的控制过程和流程，以及关于MQTT协议中的订阅和发布是什么意思。就算是下一章的前奏吧，请大家耐心看完
简单地说，我们最终实现的目的，是要用STM32+ESP8266外加传感器和继电器来控制家中的开关，以及得到家中的各个电器的运行状态。其原理是家里的电器先接带STM32+ESP8266+继电器的智能插座，智能插座再接家里的插座，这样只要控制ESP8266的这个插座（类似中介）就能控制家里的任何电器。
下面这张图就是控制方式，通过家用的路由器将各个电器和手机联系起来了，手机可以通过路由器控制各个挂载在路由器上的器件，这是比较常用的模式。
一般来说，把手机叫做上位机，控制器叫做下位机，难道这就是我们常说的物联网吗？准确地说，这是不对的。毕竟只能围绕着这个路由器，有一定的局限性。
比如，你到公司才想起忘了关家里的灯，那么只能跑回家，运气好的话，在楼下就能连到家里的路由器，然后再通过手机app关灯。这时候你想，如果能在任何地方控制家里的电器该多好，要是真有这样的功能，比如你冬天回家前可以先把家里的空凋打开……
我们这个项目就是ESP8266连接家中的路由器的网，手机连接的是4/5G网，这样你就能在家中设备不断电、不断网的情况下，在任意地方来控制你家中的用电器设备了。
一、理论知识
那么，怎么样才能让你在任何地方控制家里的电器（当然提前还是要有网）？
我们先来看下面这张图，跟原来不一样的地方是用云服务器代替了家里的路由器，就这么简单！
那么，什么是云服务器？云服务器又在哪？你就把它当作天上的一朵云就好了（阿里云、腾讯云），反正就是不管你的手机，还是别的什么设备，只要能连网就可以连接云服务器。
那么，连上服务器后，是不是就能直接控制了？当然可以！
刚学单片机的小伙伴肯定玩过串口实验，从单片机发送字母xiaoshidi，串口调试助手就收到字母xiaoshidi，觉得很有趣。但有时候你会发现，如果你的串口通信的函数写的不好，或者有误的时候，就会出现通信错误，比如接收的数据是乱码等，那么它的可靠性就不是很好了。
到底什么叫可靠性不好呢？比如这边发过去的时候是xiaoshidi，运气不好的话，那边只可能收到的是shidi，这样就会出事。所以，我们也不能直接向云服务器发送个简单指令去控制下位机，需要有一定的约定。
比如，事先告诉服务器我要发送9个字母过来了，云服务器收到后就知道了，如果接收xiaoshidi，一般来说是正确接收了；如果只收到shidi，说明丢了4个字母，这就是我们常说的丢包。那么，这样的约定就是我们常说的协议！
有句话叫“没有物联网协议就没有智能安全”，其实关键就是协议，在物联网中常用的就是MQTT协议。那么，为什么不用我们常见的http协议呢？只能自己百度了。这边简单介绍一下MQTT协议的原理，因为只要会MQTT，就能玩转物联网。
我们先来看个例子：
为什么能收到呢？是因为我关注它了，我想这些玩微博的小伙伴都知道。
下面，我再用图表示一下：
通过这样的控制方式，就可以解决在单位也能开/关家里电灯的问题了。不过前提是，手机和单片机都能连上云服务器（手机可以用家里的网或者4G就可以连到云服务器，单片机可以通过家里的WIFI就可以连到云服务器）。
这时可能有人会问，在微博里像“晓艳考研”那么有名，有很多人都会关注，比如小雅、小李等等，只要“晓艳考研”发布消息了，关注的人都能收到。
有的小伙伴脑子转的溜，感觉这样控制是有问题的。因为这样的话，手机是统一控制了家里的电器，总不能都一起开、一起关吧？
关于MQTT理论，我们先说到这儿，其实还有很多玩法，比如在微博里“晓艳考研”也关注了我呢？这个有什么用？这样可以用控制器采集信息上传到我们的手机了！那就可以采集家中的环境数据上发到你的手机。
二、实现部分
根据下面这张图，我们要做三部分：单片机、云服务器、手机。
1、单片机
一般来说，单片机也叫作控制器，或者下位机。我们这里用的是STM32单片机。
这时有人会问，为什么不用51单片机，或者arduino？因为现在用STM32的人太多了，arduino又体现不出你是一个电子信息专业的，51就不用说了。
可能又有人说，你为啥不用esp32，本来就可以当一块单片机，搞个STM32岂不是太麻烦？
此言差矣！我们这里是把ESP8266当做一个模块使用，我仅仅用STM32的串口就可以控制它连网。但如果单单只用ESP32的话，就大大增加了开发的难度，也就是我们通常说的SDK开发，而且学习的同时，又能巩固单片机的知识，搞SDK确实不适合初学者。
最后，我们的MQTT协议转换成C语言代码已经有前辈写好了，我们的目的就是学会它，学会反向学习，才能增加你对新事物的学习兴趣。MQTT协议是现成的，拿来用即可！
在理论部分提到的MQTT协议是整个物联网的核心，所以单片机、手机和云服务器都要有这协议。这就好比三个中国人在聊天，一个日本人过来听，他根本听不懂，因为他没有“中文”这个能力。所以，控制器也要有这个解析协议的能力。
2、服务器
服务器可以理解成一台普通的电脑，只是它的性能比较稳定不容易死机。目前服务器有很多，做得比较大的像腾讯云、阿里云等等，购买服务器也是个坑，大家需谨慎！前期的话，大家学习不用买，登录生活物联平台用现成的，后面我会讲到。
3、手机
一般把手机也叫上位机，上位机还有电脑、平板等等，实验中是用手机发送命令来控制我们的单片机。那么手机能打开直接能操作吗？显然不能，需要编写相应的程序界面。
如果你是安卓手机，可以用android studio软件编写相应的app程序。当然，前期的话，大家不要去想着做一个app，难度还是蛮大的。建议大家抽空多去B站看看相关视频学习一下，这个后面再说。
由于时间有限，今天先讲到这里，明天将给大家附上最后一篇（详细说一下如何用STM32和ESP8266来实现与服务器之间的数据收发）！
未完待续……
原文始发于微信公众号（21ic电子网）：【续】烂大街的ESP8266究竟该咋玩？
文章评论