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📅 最新动态：2025 年 3 月 17 日
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前言
物联网开发里，组网和通信一直是个很绕的事。用 Wi-Fi 各自连路由器吧，配置麻烦，离开 Wi-Fi 就断了；用蓝牙 mesh 吧，带宽又太小。而 ESP32 的 ESP-Mesh 提供了一种中间解——节点之间可以自动组网、自动修复，还能通过一个“根节点”连接外网。
这篇文章，我们就来聊一个 ESP-IDF 自带的例子：Mesh IP Internal Networking example。它展示了怎么在 mesh 网络里让每个节点拥有 IP 地址，并通过 MQTT 来和云端通信，同时还支持节点之间通过底层接口通信。
本文对应IDF 示例中的路径：./esp-idf/examples/mesh/ip_internal_network
我们为什么要搞这个？
在实际项目中，比如下面几种情况，我们会遇到这些麻烦：
“我希望节点之间可以直接通信，不靠云。”
比如一个节点检测到烟雾，立刻广播给所有其他节点，而不是上传服务器再转发，省时又稳定。“但我又想接入云端，统一做控制和查看。”
管理员想在手机上收到通知，也要通过 MQTT 发消息给整个网络。“我不想手动配每个节点的 IP。”
一旦节点多起来，靠 DHCP 自动发 IP 最省心。
ESP-Mesh 的这个例子，其实就是解决上面这些问题的：内部 mesh 通信 + 外部 MQTT 消息推送，两手都要抓。
这个例子到底干了啥？
这个例子主要实现了这么几件事：
1. 所有节点都能获取 IP 地址
整个 mesh 网络的根节点会启用一个 DHCP 服务，给每个子节点分发一个 IP。这样一来，不只是节点之间能互相识别，连 MQTT 这类基于 IP 的通信也能跑起来。
2. 引入了 NAT 功能，实现内外地址转换
ESP-IDF 里目前提供了一个实验性的 NAT 功能，它能让子节点通过根节点访问外部网络，同时隐藏内部 IP 结构，跟家用路由器差不多一个逻辑。
3. 两种通信方式并存
节点之间用的是：
- 低层 mesh send/recv 接口：速度快，适合本地通信
- 高层 MQTT：适合接入云平台，手机 app 收消息就靠这个
比如一个节点检测到按钮按下，会：
- 通过 mesh_send() 广播这个事件给其他节点
- 同时通过 MQTT 发布一个消息，比如
/topic/ip_mesh/key_pressed
4. 路由表同步：谁在线，一目了然
根节点会定期将网络中的所有在线节点地址（路由表）广播出去，所有节点都能知道自己邻居是谁，方便管理和优化路径。
实际跑起来是个啥样？
你可以用几块 ESP32 板子（任意型号基本都支持），编译好这个示例，然后烧进去。每个节点启动后，会自动连接组网，获取 IP，然后连接 MQTT Broker。
串口输出里，你会看到这些典型日志：
I mesh_main: <IP_EVENT_STA_GOT_IP>IP:10.0.0.3
I mesh_main: Tried to publish layer:2 IP:10.0.0.3
I mesh_mqtt: MQTT_EVENT_CONNECTED
...
W mesh_main: Key pressed!
I mesh_main: Sending to [0] xx:xx:xx:xx:xx:xx: sent with err code: 0
I mesh_mqtt: MQTT_EVENT_PUBLISHED
代表这个节点已经获取 IP，连上 MQTT，收发消息都 OK。
如下图：
能用在哪些场景？
这个模式其实在很多场景下都挺实用的，比如：
- 智能农业：温湿度节点之间相互协调，同时把采集的数据上传云平台
- 楼宇安防系统：一旦某个节点报警，快速通知其他节点，同时通知服务器
- 分布式开关控制：按钮在哪按都行，整个网都能知道状态
- 应急救援 mesh 网络：临时部署多个节点自组网，公网不稳定也能内部通信
怎么快速上手这个示例？
简单列下步骤：
- 打开示例工程，执行
idf.py menuconfig，配置：- mesh channel
- 路由器 SSID / 密码
- MQTT broker 地址
如下图：
- 编译并烧录到几块板子上：
idf.py -p PORT flash monitor
- 串口看到日志，确认每个节点都连上 MQTT 并获取 IP。
- 按下按钮或者通过串口触发事件，看看是不是同时通过 MQTT 和 mesh 广播出去了。
一些注意点
- 这个例子不支持 IPv6-only 网络，用的是 IPv4 NAT。
- NAT 功能是实验性质，所以别拿它做正式产品的唯一依赖。
- 所有节点都要烧录相同程序，并配置 mesh 参数，否则组网失败。
最后总结一下
这个例子其实就是在探索**“如何让 mesh 网络既有本地快速通信能力，又能方便地接入云平台”**这个场景的最佳实践。
它做到了两点：
- 每个节点都是智能节点，能发 IP 消息，也能发低层广播
- 只要根节点在线，整个网络就可以和外界保持联系
如果你正在开发一个需要“节点互联 + 云端控制”的系统，这个例子可以作为非常好的参考起点。