ESP8266利用AT指令完成MQTT功能

ESP8266利用AT指令完成MQTT功能

   在esp8266设备中烧录安信可的AT固件之后，进行AT指令完成信息发布，并最终实现在Homeassistant中发布传感器并设置传感器状态。
  一、基础指令

以下是完整的步骤和对应的AT指令：
1. 设置ESP8266为Station模式

1. AT+CWMODE=1

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2. 毗连到WiFi网络

1. AT+CWJAP="HM","123321123"

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此指令会将ESP8266毗连到SSID为HM的WiFi网络，密码为123321123。根据需要进行自行设置。
3. 检查IP地址

1. AT+CIFSR

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此指令会返回ESP8266的IP地址。如图片显示：

4. 设置MQTT预设置

要设置MQTT功能，您大概需要利用ESP8266的AT指令扩展库，ESP8266标准的固件没有直接提供MQTT支持。假如您的ESP8266固件已经预装了MQTT支持模块，通常会有以下MQTT相关指令：
设置MQTT客户端ID、用户名、密码（假如需要）

1. AT+MQTTUSERCFG=0,1,"Client_ID","user","pass",0,0,""

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• 0 表示设置第一个客户端。
  
• 1 表示启用SSL（0表示不启用）。
  
• "Client_ID" 是MQTT客户端的唯一标识符。
  
• "user" 和 "pass" 分别是MQTT的用户名和密码，若不需要认证则可以为空字符串。
  
• 由于我的mqtt服务器不需要验证，因此user和pass任意填写或者不该也不要紧。
  

设置MQTT服务器地址和端口

1. AT+MQTTCONN=0,"192.168.10.120",1883,0

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• 0 表示第一个客户端。
  
• "192.168.10.120" 是MQTT服务器的IP地址。
  
• 1883 是MQTT服务器的端口号。
  
• 末了的 0 表示整理会话标志。
  

5. 订阅MQTT主题（可选）

假如您希望订阅某个主题，可以利用以下指令：

1. AT+MQTTSUB=0,"test/topic",0

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• 0 是客户端ID。
  
• "test/topic" 是订阅的主题。
  
• 0 表示QoS等级。
  

6. 发布消息到MQTT服务器

1. AT+MQTTPUB=0,"test/topic","Hello World",0,0

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• 0 表示客户端ID。
  
• "test/topic" 是要发布的主题。
  
• "Hello World" 是要发布的消息内容。
  
• 第一个 0 是QoS等级。
  
• 第二个 0 表示不保留消息。
  

发布之后，由于前面订阅了该消息，因此串口会接收到相关信息，如下：

7. 断开MQTT毗连

当你不再需要毗连MQTT服务器时，可以利用以下指令断开毗连：

1. AT+MQTTCLEAN=0

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• 0 表示客户端ID。
  

这是完成WiFi毗连、MQTT毗连、订阅、发布消息等所有步骤的完整流程。
二、指令数组

为了便于单片机通过串口利用ESP8266模块，将所有上述的AT指令放在一个数组中，单片机可以依次读取并发送这些指令。

1. const char* at_commands[] = {    // 设置为Station模式    "AT+CWMODE=1
2. \r\n",    // 毗连到WiFi网络 (SSID: HM, 密码: 123321123)    "AT+CWJAP="HM","123321123"\r\n",    // 查询IP地址    "AT+CIFSR
3. \r\n",    // 设置MQTT客户端设置 (Client_ID: ESP8266, 用户名和密码为空)    "AT+MQTTUSERCFG=0,1,"ESP8266","","",0,0,""\r\n",    // 毗连到MQTT服务器 (IP: 192.168.10.120, 端口: 1883)    "AT+MQTTCONN=0,"192.168.10.120",1883,0\r\n",    // 订阅主题 (主题: test/topic, QoS: 0)    "AT+MQTTSUB=0,"test/topic",0\r\n",    // 发布消息到主题 (主题: test/topic, 消息: Hello World, QoS: 0, 不保留)    "AT+MQTTPUB=0,"test/topic","Hello World",0,0\r\n"};

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三、发布话题给Homeassistant

   参考教程https://blog.csdn.net/Hot_Ant/article/details/129904700，相识MQTT向HASS中创建设备和发布状态的过程。总结来说即发布设置->发布状态。
  要通过ESP8266发送传感器设置和状态的AT指令，以下是分别设置二进制传感器（运动检测）和发布传感器状态的指令。
1. 设置二进制传感器（运动检测）

传感器的设置主题为 homeassistant/binary_sensor/garden/config，有效载荷用于告诉Home Assistant这个传感器的属性，包罗名称、类型和状态主题。
对应的AT指令如下，但是大概是因为指令过长或转义问题，导致返回为ERROR，通过MQTT软件提前设置好再发布状态即可。注意双引号和逗号前面，利用了反斜杠进行转移。

1. AT+MQTTPUB=0,"homeassistant/binary_sensor/garden/config","{"name": null\, "device_class": "motion"\, "state_topic": "homeassistant/binary_sensor/garden/state"\, "unique_id": "motion01ad"\, "device": {"identifiers": ["01ad"]\, "name": "Garden"}}",0,1

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表明：

• homeassistant/binary_sensor/garden/config 是设置的主题。
  
• JSON字符串是传感器的设置，利用了双反斜杠转义双引号。
  
• 0 表示QoS为0。
  
• 1 表示保留消息（MQTT Retain Flag）。
  

2. 发布传感器状态

当传感器状态发生变化时，需要通过发布消息来更新传感器的状态。
发布状态为“ON”（表示检测到运动）

1. AT+MQTTPUB=0,"homeassistant/binary_sensor/garden/state","ON",0,0

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发布状态为“OFF”（表示未检测到运动）

1. AT+MQTTPUB=0,"homeassistant/binary_sensor/garden/state","OFF",0,0

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四、办理发布config报错问题

• 尝试了一些方法，均无解，只要收缩一部分长度后，就可以正常OK了，利用完整指令就会报错。
  
• 后续尝试利用esp32进行测试。也是大概这款单片机只有1M的flash导致的。
  

结论

• 利用ESP烧录官方的AT指令同样存在问题。
  
• 经测试，是因为最大发送长度为256，上述指令超过了，导致error。
  
• 镌汰长度，例如设置homeassistant，将其前缀改为hass之类的镌汰长度，并设置name为123，这样指令刚好是256长度，就可以正常发送了：
  
  
  
  

办理2：

• 检察官方教程，发现了另有一个发送函数AT+MQTTPUBRAW，可以发送更长的MQTT数据。【还是得看手册，原来想去github上提出issue的】
  

• 但是AT+MQTTPUBRAW指令并不是直接发送数据，而是先确定要发送的数据长度，然后再发送数据，满意要求后会发送数据。
  

1. AT+MQTTPUBRAW=<LinkID>,<"topic">,<length>,<qos>,<retain>

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• 因此，需要先确定上述mqtt消息的长度，但是这时间不需要转义符了，因此长度为181。
  

1. AT+MQTTPUBRAW=0,"homeassistant/binary_sensor/garden/config",181,0,1

复制代码

1. {"name": null, "device_class": "motion", "state_topic": "homeassistant/binary_sensor/garden/state", "unique_id": "motion01ad", "device": {"identifiers": ["01ad"], "name": "Garden"}}

复制代码

• 此方法也适用于ESP8266
  

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