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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：
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
易扩展：支持多种空调品牌协议
高可靠：具备完善的网络重连机制
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：

手机远程控制
定时开关机
温度自动调节
能耗统计分析

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