ESP32（arduino）和声音传感器数据采集并实现连接WiFi进行MQTT通信

Posted 2021-08-24 wlwwwhl

ESP32（arduino）和声音传感器数据采集并实现连接WiFi进行MQTT通信

简单物联网应用——基于老人居家声音监测系统

使用 WiFi 库， 创建 WiFiClient 对象， 引用 WiFiClient 类， 通过 begin()函数初始化 WiFi
连接， 通过判断 status() 的值来确认 WiFi 是否连接成功， 如果成功， 则开始执行下一步程
序， 未连接则延时 500ms 后重新连接， 直到连接成功， 具体的程序如下：

WiFiClient ESPClient; \\\\引用 Wifi Client 类
PubSubClient client(ESPClient);
void setup() { \\\\初始化 WiFi 连接
Serial.begin(115200);
WiFi.begin(ssid， password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { \\\\判断 WiFi 是否连接
delay(500);
Serial.println("Connecting to WiFi..");
}
Serial.println("Connected to the WiFi network");

使用 PubSubClient 库， 创建 PubSubClient 对象， 引用 Client 类， 通过 setServer()函数初12
始化 MQTT 的 Client 连接， 通过判断 connect() 的值来确认 MQTT 是否连接成功， 如果成
功， 则开始执行下一步程序， 未连接则延时 2000ms 后重新连接， 直到连接成功， 具体的程
序如下：

client.setServer(MQTTServer， MQTTPort);
while (!client.connected()) { \\\\判断 MQTT 是否连接
Serial.println("Connecting to MQTT...");
if (client.connect("ESP32Clientkitchen"， MQTTUser， MQTTPassword )) {
Serial.println("connected");
}else {
Serial.print("failed with state ");
Serial.print(client.state());
delay(2000);
}
}
}

(2)MQTT 发送：
通过定义一个带参数的 send()函数来实现数据发送， 主要使用了 StaticJsonBuffer 中的
createObject()和 PubSubClient()中的 publish()两个函数进行 json 数据的创建、 赋值以及发送
功能， 具体的程序如下：

void send(char* get_data， int get_time， int get_value){ \\\\定义 MQTT 发送函数
StaticJsonBuffer<300> JSONbuffer;
JsonObject& JSONencoder = JSONbuffer.createObject();\\\\创建 Json 对象
JSONencoder["device"] = "kitchen";
JSONencoder["sensorType"] = "voice";
JSONencoder["get_data"] = get_data;
JSONencoder["get_time"] = get_time;
JSONencoder["get_value"] = get_value;
char JSONmessageBuffer[100];
JSONencoder.printTo(JSONmessageBuffer， sizeof(JSONmessageBuffer));
Serial.println("Sending message to MQTT topic..");
Serial.println(JSONmessageBuffer);
if (client.publish("ESP/test"， JSONmessageBuffer) == true) { \\\\发布
Serial.println("Success sending message");
} else {
Serial.println("Error sending message");
}
client.loop();
delay(1000);13
} 

(3)数据采集主要使用了 ESP32 的 ADC_1、 CHANNL_6 即 ESP32 的 34 号引脚来读取声
音传感器的模拟量输出引脚的值并进行转换。 在 ESP32 中， ADC 的数据划分成了 4096 份，
则区间为 0~4095， 经过测试， 根据使用场景的不同， 在这里阈值上限设置为 4000、 下限为
500， 并且引用信号量机制， 保证当 ADC 数值超过 4000 时或低于 500 时传感器向云端发送
一条 json 数据， 主循环函数如下：

void loop() {
get_value = analogRead(SOUND_PIN);
if(get_value>4000&&flag==0){ \\\\判断声音检测阈值和信号量机制
get_data="open";
get_time++;
send(get_data， get_time， get_value); \\\\调用发送函数发送数据
flag=1;
delay(100);
}
if(get_value<500&&flag==1){ \\\\判断声音检测阈值和信号量机制
get_data="close";
get_time++;
send(get_data， get_time， get_value);
flag=0;
}
}

完整代码：

#include <ArduinoJson.h>
#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
 
const char* ssid = "infinite";
const char* password =  "password";
const char* mqttServer = "192.168.43.188";
const int mqttPort = 1883;
const char* mqttUser = "";
const char* mqttPassword = "";
const int SOUND_PIN = 34;
char* get_data;
int get_time=0;
int get_value;
int flag=0;
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
 
void setup() {
 
  Serial.begin(115200);
  Serial.println();
  WiFi.begin(ssid, password);
 
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.println("Connecting to WiFi..");
  }
 
  Serial.println("Connected to the WiFi network");
  client.setServer(mqttServer, mqttPort);
 
  while (!client.connected()) {
    Serial.println("Connecting to MQTT...");
     if (client.connect("ESP32Clientkitchen", mqttUser, mqttPassword )) {
       Serial.println("connected");
     } else {
       Serial.print("failed with state ");
       Serial.print(client.state());
       delay(2000);
 
    }
  }
 
}
 
void send(char* get_data,int get_time,int get_value){
  StaticJsonBuffer<300> JSONbuffer;
  JsonObject& JSONencoder = JSONbuffer.createObject();
 
  JSONencoder["device"] = "kitchen";
  JSONencoder["sensorType"] = "voice";
  JSONencoder["get_data"] = get_data;
  JSONencoder["get_time"] = get_time;
  JSONencoder["get_value"] = get_value;
  //JsonArray& values = JSONencoder.createNestedArray("values");
 
  //values.add(20);
  //values.add(21);
  //values.add(23);
 
  char JSONmessageBuffer[100];
  JSONencoder.printTo(JSONmessageBuffer, sizeof(JSONmessageBuffer));
  Serial.println("Sending message to MQTT topic..");
  Serial.println(JSONmessageBuffer);
 
  if (client.publish("esp/test", JSONmessageBuffer) == true) {
    Serial.println("Success sending message");
  } else {
    Serial.println("Error sending message");
  }
 
  client.loop();
  Serial.println("-------------");
 
  delay(1000);
}

void loop() {
  get_value = analogRead(SOUND_PIN);
  if(get_value>4000&&flag==0){
  get_data="open";
  get_time++;
  send(get_data,get_time,get_value);
  flag=1;
  delay(100);
  }
  if(get_value<500&&flag==1){
  get_data="close";
  get_time++;
  send(get_data,get_time,get_value);
  flag=0;
  }
}