Arduino+ESP826601s模块连接阿里云并实现温湿度数据上报

一、前言

看完我这三篇文章，相信各位朋友对于阿里云物联网平台的使用都有了一定的认识了：

• MQTT客户端软件（MQTT.fx）测试连接阿里云物联网平台的基本使用
• 使用MQTT.fx向阿里云物理网平台上报物模型数据
• ESP826601（ESP826601s）WiFi模块使用AT指令连接阿里云物联网平台

而本篇文章主结合以上的知识点，制作一个相对比较完整的项目（在咱们大学生的毕业设计项目可用于参考），同时这里我给出我本篇博客的所写的代码资源，大家可以去我的gitee（码云）仓库直接下载（点击前往）。

二、准备工作

硬件：

• Arduino Uno R3开发板一个
• ESP826601WiFi模块一个（或ESP826601S）
• ESP826601固件下载器一个（其他烧录器也可以如TTL）
• DHT11温湿度传感器一个
• 杜邦线若干+面包板

软件

• Arduino IDE（没安装可以点击进入我的另一篇博客有详细教程）
• ESP8266开发环境（我的另一篇博客有安装教程）
• 库文件（ESP8266WiFi、PubSubClient、ArduinoJson），自行在Arduino IDE中进行下载即可

电路图：

三、程序代码

1. Arduino的程序

#include <SoftwareSerial.h>
#include <DHT.h>

// 初始化DHT11
#define DHTPIN 2             // DHT11数据引脚连接到Arduino的D2
DHT dht(DHTPIN, DHT11);

// 初始化软串口
#define ESP8266_RX_PIN 3     // Arduino的D10连接到ESP8266的TX
#define ESP8266_TX_PIN 4     // Arduino的D11连接到ESP8266的RX
SoftwareSerial esp8266Serial(ESP8266_RX_PIN, ESP8266_TX_PIN);

void setup() {
  Serial.begin(115200);         // 初始化硬件串口（用于调试）
  esp8266Serial.begin(115200);  // 初始化软串口（用于与ESP8266通信）
  pinMode(DHTPIN, INPUT);       // 设定DHT11引脚为输入模式
  dht.begin();                  // 初始化DHT传感器
}

void loop() {
  // 读取温湿度
  float temperature = dht.readTemperature();
  float humidity = dht.readHumidity();

  // 检查温湿度传感器是否正常工作
  if (isnan(temperature) || isnan(humidity)) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    delay(1000);
    return;
  }

  // 将数据格式化为字符串：Temperature,AirHumidity
  String data = String(temperature) + "," + String(humidity);

  // Serial.println("Sent data to ESP8266: " + data);  // 调试输出
  esp8266Serial.println(data);      // 通过软串口发送数据到ESP826601模块                         
  // 监听ESP8266返回的状态信息
  if (esp8266Serial.available() > 0) {
    String response = esp8266Serial.readStringUntil('\n');
    Serial.println(response);
  }

  // 延迟一段时间（例如每5秒上报一次数据）
  delay(5000);
}

2. ESP826601的程序

#include <ESP8266WiFi.h>       // 引入ESP8266 WiFi库
#include <PubSubClient.h>      // 引入MQTT客户端库
#include <ArduinoJson.h>       // 引入JSON库

/* 温湿度数据引脚 */
#define sensor_Pin   7

/* WIFI名称和密码 */
#define WifiName         "wifiName"
#define WifiPasswd       "wifiPasswd"

/* 设备三元组信息 */
#define ProductKey       "ProductKey"  // 产品Key
#define DeviceName       "DeviceName"    // 设备名称
#define DeviceSecret     "DeviceSecret"  // 设备密钥

/* MQTT连接参数
服务器地址和端口号都一致，不需要改 */
#define mqttHostUrl      "iot-06z00g5jo0z7no5.mqtt.iothub.aliyuncs.com"  // MQTT服务器地址
#define port             1883  // MQTT端口号
#define username         DeviceName "&" ProductKey  // MQTT用户名
#define clientId         "clientId"  // 客户端ID
#define passwd           "passwd"  // MQTT密码

#define ALINK_BODY_FORMAT         "{\"id\":\"123\",\"version\":\"1.0\",\"method\":\"thing.event.property.post\",\"params\":%s}"  // 上报数据的JSON格式
#define ALINK_TOPIC_PROP_POST     "/sys/" ProductKey "/" DeviceName "/thing/event/property/post"  // 上报属性的MQTT主题

WiFiClient espClient;      // WiFi客户端对象
PubSubClient  client(espClient);  // MQTT客户端对象

float CurrentTemperature = 0; // 当前温度
float AirHumidity = 0;      // 空气湿度

// 连接WiFi
void wifiInit()
{
  WiFi.begin(WifiName, WifiPasswd);     // 连接WiFi
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
  {
    Serial.print(".");
    delay(1000);
  }
  Serial.println("\nWiFi Connected");   // WiFi连接成功
}

// MQTT连接检查
void mqttCheckConnect()
{
  while (!client.connected())  // 如果MQTT未连接
  {
    if (client.connect(clientId, username, passwd)) {  // 尝试连接MQTT服务器
      Serial.println("MQTT Connected");   // MQTT连接成功
    } else {    // 连接失败
      Serial.print("MQTT connection failed, rc=");
      Serial.print(client.state());  // 打印MQTT连接状态
      Serial.println(" try again in 5 seconds");
      delay(5000);                   // 等待5秒后重试
    }
  }
}

// 上报温湿度数据
void mqttIntervalPost()
{
  // 创建JSON文档
  StaticJsonDocument<64> jsonDoc;
  jsonDoc["CurrentTemperature"] = CurrentTemperature;  // 添加当前温度
  jsonDoc["AirHumidity"] = AirHumidity;   // 添加空气湿度数据

  // 将JSON文档转换为字符串
  char jsonBuffer[64];
  serializeJson(jsonDoc, jsonBuffer);

  // 构建最终的MQTT消息
  char jsonBuf[128];
  snprintf(jsonBuf, sizeof(jsonBuf), ALINK_BODY_FORMAT, jsonBuffer);

  boolean status = client.publish(ALINK_TOPIC_PROP_POST, jsonBuf);  // 发布JSON数据
  if (status) {
    Serial.println("Publish message success");
    // Serial.println("Published data: " + String(jsonBuf));  // 打印发布的数据
  } else {
    Serial.println("Could not send message");
  }
}

// 解析串口数据
void parseSerialData() {
  if (Serial.available() > 0) {  // 如果串口有数据
    String input = Serial.readStringUntil('\n'); // 读取一行数据

    // 解析数据格式：Temperature,AirHumidity
    int commaIndex = input.indexOf(',');

    if (commaIndex != -1) {
      String tempStr = input.substring(0, commaIndex);          // 解析温度
      CurrentTemperature = tempStr.toFloat();

      String airHumidityStr = input.substring(commaIndex + 1);   // 解析空气湿度
      AirHumidity = airHumidityStr.toFloat();

      mqttIntervalPost();  // 上报阿里云
    } else {
      Serial.println("Invalid data format. Expected: Temperature,AirHumidity");
    }
  }
}

void setup()
{
  Serial.begin(115200);                  // 初始化串口通信
  client.setServer(mqttHostUrl, port);   // 设定MQTT服务器连接地址及端口
  wifiInit();                            // 初始化WiFi连接
  delay(500);                            // 短暂延迟
}

void loop()
{
  mqttCheckConnect(); // 确保MQTT连接
  parseSerialData();  // 解析串口数据
  client.loop();      // 处理MQTT消息
  delay(100);         // 短暂延迟
}

3. 上面程序需要注意的地方

两个程序代码中，Arduino端的可以直接使用我的代码，但是ESP826601端的代码有些地方需要按自己的实际情况修改，主要是WiFi信息、云平台设备信息以及MQTT连接参数，如下图中框选的内容。

其中WiFi名称和密码按照你实际情况填写即可，然后设备三元组的信息可以在你阿里云平台设备的详细页可以看到，如下：

然后是MQTT连接参数的clentId和passwd，在同页面下可以查看到。

做好上面的准备工作以及程序的修改，我们的项目就能够正常运行了。

四、运行结果

在Arduino IDE中我们打开串口监视器，可以看到打印设备连接初始化的信息，以及在初始化完成后开始进行数据上报。

然后打开阿里云，进入到相应的设备页面，可以看到设备在线，以及温湿度数据也更新了。

打开日志服务，可以看到确实是最新消息，并且状态为200（成功），点击查看可以看到上报的数据内容。

至此，项目实验成功！！！

五、结束语

好了，Arduino+ESP826601模块连接阿里云并实现温湿度数据上报的介绍就到这里结束了，同时，关于Arduino的博客内容后面可能不会更新太多了，后续有机会可能会更新一些全新的内容，比如stm32的学习使用以及人工智能的相关知识等等内容，敬请期待哈！我是“风行男孩”，如果我的博客有帮助到你，点个免费的赞即可，那咱们有缘再见！（码字不易，转载请注明出处，谢谢！！！）