ESP32（arduino）和聲音傳感器資料采集并實作連接WiFi進行MQTT通信

ESP32（arduino）和聲音傳感器資料采集并實作連接WiFi進行MQTT通信

簡單物聯網應用——基于老人居家聲音監測系統

使用 WiFi 庫， 創建 WiFiClient 物件， 參考 WiFiClient 類， 通過 begin()函式初始化 WiFi
連接， 通過判斷 status() 的值來確認 WiFi 是否連接成功， 如果成功， 則開始執行下一步程
序， 未連接則延時 500ms 后重新連接， 直到連接成功， 具體的程式如下：

WiFiClient ESPClient; \\參考 Wifi Client 類
PubSubClient client(ESPClient);
void setup() { \\初始化 WiFi 連接
Serial.begin(115200);
WiFi.begin(ssid， password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { \\判斷 WiFi 是否連接
delay(500);
Serial.println("Connecting to WiFi..");
}
Serial.println("Connected to the WiFi network");

使用 PubSubClient 庫， 創建 PubSubClient 物件， 參考 Client 類， 通過 setServer()函式初12
始化 MQTT 的 Client 連接， 通過判斷 connect() 的值來確認 MQTT 是否連接成功， 如果成
功， 則開始執行下一步程式， 未連接則延時 2000ms 后重新連接， 直到連接成功， 具體的程
序如下：

client.setServer(MQTTServer， MQTTPort);
while (!client.connected()) { \\判斷 MQTT 是否連接
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 發送：
通過定義一個帶引數的 send()函式來實作資料發送， 主要使用了 StaticJsonBuffer 中的
createObject()和 PubSubClient()中的 publish()兩個函式進行 json 資料的創建、 賦值以及發送
功能， 具體的程式如下：

void send(char* get_data， int get_time， int get_value){ \\定義 MQTT 發送函式
StaticJsonBuffer<300> JSONbuffer;
JsonObject& JSONencoder = JSONbuffer.createObject();\\創建 Json 物件
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) { \\發布
Serial.println("Success sending message");
} else {
Serial.println("Error sending message");
}
client.loop();
delay(1000);13
} 

(3)資料采集主要使用了 ESP32 的 ADC_1、 CHANNL_6 即 ESP32 的 34 號引腳來讀取聲
音傳感器的模擬量輸出引腳的值并進行轉換， 在 ESP32 中， ADC 的資料劃分成了 4096 份，
則區間為 0~4095， 經過測驗， 根據使用場景的不同， 在這里閾值上限設定為 4000、 下限為
500， 并且參考信號量機制， 保證當 ADC 數值超過 4000 時或低于 500 時傳感器向云端發送
一條 json 資料， 主回圈函式如下：

void loop() {
get_value = analogRead(SOUND_PIN);
if(get_value>4000&&flag==0){ \\判斷聲音檢測閾值和信號量機制
get_data="open";
get_time++;
send(get_data， get_time， get_value); \\呼叫發送函式發送資料
flag=1;
delay(100);
}
if(get_value<500&&flag==1){ \\判斷聲音檢測閾值和信號量機制
get_data="close";
get_time++;
send(get_data， get_time， get_value);
flag=0;
}
}

完整代碼：

#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;
  }
}