如何使用ESP32对接thingsboard

ESP32 对接 ThingsBoard 是物联网开发的经典场景，核心流程是：ESP32 通过 MQTT 协议（推荐）连接 ThingsBoard → 上报传感器数据（遥测数据）→ 接收 ThingsBoard 下发的控制命令（RPC）。以下是详细的实操步骤，包含环境准备、代码编写、ThingsBoard 配置，新手也能快速上手：

一、对接前准备

1. 核心工具与环境

硬件：ESP32 开发板（如 ESP32-DevKitC）、传感器（以 DHT11 温湿度传感器为例，可选）、USB 数据线；
软件：Arduino IDE（或 PlatformIO）、ThingsBoard 平台（已部署在阿里云 ECS，参考你之前的配置）；
依赖库（Arduino 中安装）：
- ESP32WiFi：ESP32 无线连接库（内置，无需额外安装）；
- PubSubClient：MQTT 客户端库（用于与 ThingsBoard 通信）；
- DHT sensor library：DHT11/DHT22 传感器驱动库（若用其他传感器，安装对应驱动）。

2. ThingsBoard 前期配置（关键）

需在 ThingsBoard 中创建「设备」，获取连接凭证（设备访问令牌）：

登录 ThingsBoard 后台（http://你的ECS IP:8080），用租户管理员账号登录；
左侧菜单 →「设备（Devices）」→ 右上角「+」添加设备；
填写设备名称（如「ESP32 - 温湿度传感器」），其他默认，点击「添加」；
设备创建后，点击设备名称进入详情页 →「凭证（Credentials）」→ 复制「设备访问令牌（Access token）」（后续代码中需用到）。

3. 网络与端口确认

ESP32 需连接能访问阿里云 ECS 的网络（如公司 Wi-Fi、手机热点，避免网络拦截）；
ThingsBoard MQTT 默认端口：1883（TCP 明文）、8883（SSL 加密），确保 ECS 安全组已放行 1883 端口（之前已放行 8080，需额外添加 1883 入方向规则）。

二、核心步骤：ESP32 代码编写（Arduino IDE）

以下代码实现「ESP32 连接 Wi-Fi → 连接 ThingsBoard MQTT 服务器 → 周期性上报温湿度数据 → 接收 ThingsBoard RPC 控制命令（如控制 ESP32 板载 LED）」。

1. 代码整体结构

cpp

运行

#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <DHT.h>

// ------------------- 配置参数（必须修改为你的信息）-------------------
const char* WIFI_SSID = "你的Wi-Fi名称";       // 如 "Company-WiFi"
const char* WIFI_PASS = "你的Wi-Fi密码";       // 如 "12345678"
const char* TB_SERVER = "47.98.193.197";      // 你的阿里云ECS公网IP
const uint16_t TB_PORT = 1883;                // ThingsBoard MQTT默认端口
const char* DEVICE_TOKEN = "你的设备访问令牌"; // 从ThingsBoard设备凭证中复制
const int DHT_PIN = 4;                        // DHT11传感器数据引脚（接ESP32 GPIO4）
const int LED_PIN = 2;                        // ESP32板载LED引脚（默认GPIO2）
// -------------------------------------------------------------------

// 初始化传感器和MQTT客户端
DHT dht(DHT_PIN, DHT11); // DHT11传感器对象
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient); // MQTT客户端对象
unsigned long lastMsg = 0;     // 上次上报数据的时间戳
const long interval = 10000;   // 数据上报间隔（10秒）

// Wi-Fi连接函数
void connectWiFi() {
  Serial.print("连接Wi-Fi: ");
  Serial.println(WIFI_SSID);
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);
  
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.println("Wi-Fi连接成功！IP地址：");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

// MQTT连接函数（连接ThingsBoard）
void connectMQTT() {
  while (!client.connected()) {
    Serial.print("连接ThingsBoard MQTT服务器...");
    // ThingsBoard MQTT连接规则：用户名留空，密码为设备访问令牌
    if (client.connect("ESP32-Device", DEVICE_TOKEN, "")) {
      Serial.println("连接成功！");
      // 订阅RPC命令主题（接收ThingsBoard下发的控制命令）
      client.subscribe("v1/devices/me/rpc/request/+");
    } else {
      Serial.print("连接失败，错误码：");
      Serial.println(client.state());
      delay(5000); // 5秒后重试
    }
  }
}

// MQTT消息回调函数（处理ThingsBoard下发的RPC命令）
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  Serial.print("收到命令：");
  Serial.print(topic);
  Serial.print(" -> ");
  String payloadStr;
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    payloadStr += (char)payload[i];
  }
  Serial.println(payloadStr);

  // 解析RPC命令（示例：控制板载LED开关）
  // ThingsBoard下发的RPC命令格式：{"method":"setLED","params":{"state":true}}
  if (payloadStr.indexOf("setLED") > 0) {
    bool ledState = payloadStr.indexOf("true") > 0 ? HIGH : LOW;
    digitalWrite(LED_PIN, ledState);
    Serial.print("LED状态设置为：");
    Serial.println(ledState ? "亮" : "灭");

    // 向ThingsBoard回复RPC执行结果
    String responseTopic = String(topic) + "/response";
    String response = "{\"success\":true,\"data\":\"LED状态已更新为" + String(ledState) + "\"}";
    client.publish(responseTopic.c_str(), response.c_str());
  }
}

// 上报遥测数据到ThingsBoard
void sendTelemetry() {
  // 读取DHT11传感器数据
  float humidity = dht.readHumidity();
  float temperature = dht.readTemperature();

  // 检查传感器数据是否有效
  if (isnan(humidity) || isnan(temperature)) {
    Serial.println("读取传感器数据失败！");
    return;
  }

  // 构造遥测数据JSON格式（ThingsBoard要求的格式）
  String telemetry = "{\"temperature\":" + String(temperature) + ",\"humidity\":" + String(humidity) + "}";
  Serial.print("上报数据：");
  Serial.println(telemetry);

  // 发布到ThingsBoard的遥测主题
  client.publish("v1/devices/me/telemetry", telemetry.c_str());
}

void setup() {
  Serial.begin(115200); // 初始化串口（调试用）
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT); // 配置LED引脚为输出模式
  dht.begin(); // 初始化DHT11传感器

  // 连接Wi-Fi和MQTT
  connectWiFi();
  client.setServer(TB_SERVER, TB_PORT); // 设置ThingsBoard MQTT服务器地址和端口
  client.setCallback(callback); // 设置MQTT消息回调函数（接收RPC命令）
}

void loop() {
  // 若MQTT断开连接，自动重连
  if (!client.connected()) {
    connectMQTT();
  }
  client.loop(); // 维持MQTT连接，处理消息

  // 周期性上报遥测数据（间隔10秒）
  unsigned long currentMillis = millis();
  if (currentMillis - lastMsg > interval) {
    lastMsg = currentMillis;
    sendTelemetry();
  }
}

2. 代码关键配置说明（必须修改）

WIFI_SSID/WIFI_PASS：ESP32 要连接的 Wi-Fi 名称和密码（公司 Wi-Fi 或手机热点）；
TB_SERVER：你的阿里云 ECS 公网 IP（如 47.98.193.197）；
DEVICE_TOKEN：从 ThingsBoard 设备详情页复制的「设备访问令牌」（至关重要，错误会导致连接失败）；
DHT_PIN：若未使用 DHT11 传感器，可删除传感器相关代码，直接上报模拟数据（如 temperature: 25.5）。

三、硬件接线（可选，若用 DHT11 传感器）

若需上报温湿度数据，按以下方式接线（ESP32 为 3.3V 供电，避免 5V 烧毁）：

DHT11 引脚	ESP32 引脚	说明
VCC	3.3V	供电（3.3V）
GND	GND	接地
DATA	GPIO4	数据引脚（可自定义）

若没有传感器，可注释掉 dht 相关代码，在 sendTelemetry() 中直接写死数据（如 float temperature = 24.3;），仅测试连接功能。

四、上传代码与调试

打开 Arduino IDE，选择对应的 ESP32 开发板（如 ESP32 Dev Module）和端口（USB 连接后在设备管理器中查看）；
点击「上传」按钮，将代码烧录到 ESP32；
打开串口监视器（波特率 115200），查看调试信息：
- 若显示「Wi-Fi 连接成功！IP 地址：xxx.xxx.xxx.xxx」→ Wi-Fi 连接正常；
- 若显示「连接 ThingsBoard MQTT 服务器... 连接成功！」→ MQTT 连接正常；
- 若显示「上报数据：{"temperature":25.3,"humidity":60.5}」→ 数据上报成功。

五、ThingsBoard 端验证与操作

1. 查看设备在线状态

2. 查看上报的遥测数据

设备详情页 →「遥测数据（Telemetry）」→ 可看到 ESP32 上报的 temperature（温度）和 humidity（湿度），支持实时刷新和历史数据查看。

3. 下发 RPC 控制命令（控制 ESP32 LED）

在 ThingsBoard 中向 ESP32 下发控制命令，测试双向通信：

设备详情页 →「RPC」→ 点击「+」新建 RPC 请求；
配置 RPC 命令：
- 「方法（Method）」：setLED（需与 ESP32 代码中 callback 函数的解析逻辑一致）；
- 「参数（Params）」：{"state":true}（控制 LED 亮）或 {"state":false}（控制 LED 灭）；
点击「执行（Execute）」，ESP32 板载 LED 会对应切换状态，同时串口监视器会打印命令接收日志。

六、常见问题排查（避坑指南）

1. MQTT 连接失败（串口显示「连接失败，错误码：x」）

错误码 1：Wi-Fi 连接失败 → 检查 Wi-Fi 名称 / 密码，确保 ESP32 能访问外网；
错误码 3：MQTT 服务器无法访问 → 检查 ECS 安全组是否放行 1883 端口，用 Telnet 47.98.193.197 1883 验证端口是否通；
错误码 4：设备访问令牌错误 → 重新复制 ThingsBoard 设备的「Access token」，确保代码中无空格或拼写错误；
公司网络拦截：切换到手机热点测试，排除公司防火墙对 MQTT（1883 端口）的拦截。

2. 数据上报成功，但 ThingsBoard 看不到

遥测数据格式错误 → 确保 JSON 格式正确（无多余逗号，数值无引号），示例：{"temperature":25.5,"humidity":60}；
上报主题错误 → 必须是 v1/devices/me/telemetry（ThingsBoard 固定遥测主题）。

3. RPC 命令下发后，ESP32 无响应

订阅主题错误 → 代码中需订阅 v1/devices/me/rpc/request/+（+ 表示匹配所有 RPC 请求 ID）；
命令格式不匹配 → 确保 ThingsBoard 下发的 method 和 params 与 ESP32 代码中 callback 函数的解析逻辑一致。

七、进阶扩展（可选）

SSL 加密连接：将 MQTT 端口改为 8883，启用 SSL 加密（更安全），需修改 WiFiClient 为 WiFiClientSecure，代码调整如下：
cpp
运行
```
#include <WiFiClientSecure.h>
WiFiClientSecure espClient; // 替换 WiFiClient espClient;
```
上报更多数据：添加其他传感器（如光照传感器、土壤湿度传感器），在 sendTelemetry() 中扩展 JSON 字段；
OTA 远程升级：结合 ESP32 的 OTA 功能，通过 ThingsBoard 或 HTTP 服务器远程更新 ESP32 固件；
规则引擎联动：在 ThingsBoard 中设置规则（如温度超过 30℃ 时发送邮件报警）。

总结

ESP32 对接 ThingsBoard 的核心是「MQTT 协议通信」，关键步骤：

ThingsBoard 中创建设备，获取访问令牌；
ESP32 连接 Wi-Fi 和 ThingsBoard MQTT 服务器；
按 ThingsBoard 格式上报遥测数据，订阅 RPC 主题接收控制命令。

按以上步骤操作，即可实现 ESP32 与 ThingsBoard 的双向通信，后续可基于此扩展智能硬件控制、数据监控等物联网应用。

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如何使用ESP32对接thingsboard

一、对接前准备

1. 核心工具与环境

2. ThingsBoard 前期配置（关键）

3. 网络与端口确认

二、核心步骤：ESP32 代码编写（Arduino IDE）

1. 代码整体结构

2. 代码关键配置说明（必须修改）

三、硬件接线（可选，若用 DHT11 传感器）

四、上传代码与调试

五、ThingsBoard 端验证与操作

1. 查看设备在线状态

2. 查看上报的遥测数据

3. 下发 RPC 控制命令（控制 ESP32 LED）

六、常见问题排查（避坑指南）

1. MQTT 连接失败（串口显示「连接失败，错误码：x」）

2. 数据上报成功，但 ThingsBoard 看不到

3. RPC 命令下发后，ESP32 无响应

七、进阶扩展（可选）

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