# 使用網際網路控制夜燈 - Wio Terminal 物聯網設備需要透過 MQTT 與 *test.mosquitto.org* 通訊，傳送光感測器讀取的遙測值，並接收控制 LED 的指令。 在本課程的這部分，您將把 Wio Terminal 連接到 MQTT broker。 ## 安裝 WiFi 和 MQTT Arduino 函式庫 為了與 MQTT broker 通訊，您需要安裝一些 Arduino 函式庫，以使用 Wio Terminal 的 WiFi 晶片並與 MQTT 通訊。在開發 Arduino 設備時，您可以使用多種函式庫，這些函式庫包含開源代碼並實現了廣泛的功能。Seeed 提供了 Wio Terminal 的函式庫，使其能夠透過 WiFi 通訊。其他開發者則發布了與 MQTT broker 通訊的函式庫，您將使用這些函式庫與您的設備進行互動。 這些函式庫以原始碼形式提供，可以自動導入到 PlatformIO 並編譯到您的設備中。這樣，Arduino 函式庫可以在任何支持 Arduino 框架的設備上運行，前提是該設備具有函式庫所需的特定硬體。一些函式庫，例如 Seeed WiFi 函式庫，是針對特定硬體的。 函式庫可以全域安裝並在需要時編譯，或者安裝到特定專案中。對於這次作業，函式庫將安裝到專案中。 ✅ 您可以在 [PlatformIO 函式庫文件](https://docs.platformio.org/en/latest/librarymanager/index.html) 中了解更多有關函式庫管理以及如何查找和安裝函式庫的資訊。 ### 任務 - 安裝 WiFi 和 MQTT Arduino 函式庫 安裝 Arduino 函式庫。 1. 在 VS Code 中打開夜燈專案。 1. 在 `platformio.ini` 文件的末尾添加以下內容： ```ini lib_deps = seeed-studio/Seeed Arduino rpcWiFi @ 1.0.5 seeed-studio/Seeed Arduino FS @ 2.1.1 seeed-studio/Seeed Arduino SFUD @ 2.0.2 seeed-studio/Seeed Arduino rpcUnified @ 2.1.3 seeed-studio/Seeed_Arduino_mbedtls @ 3.0.1 ``` 這會導入 Seeed WiFi 函式庫。`@ ` 語法指的是函式庫的特定版本號。 > 💁 您可以移除 `@ ` 以始終使用最新版本的函式庫，但無法保證後續版本能與以下代碼正常運行。此處的代碼已使用該版本的函式庫進行測試。 這就是您需要做的所有操作來添加函式庫。下次 PlatformIO 編譯專案時，它將下載這些函式庫的原始碼並編譯到您的專案中。 1. 在 `lib_deps` 中添加以下內容： ```ini knolleary/PubSubClient @ 2.8 ``` 這會導入 [PubSubClient](https://github.com/knolleary/pubsubclient)，一個 Arduino MQTT 客戶端。 ## 連接到 WiFi 現在可以將 Wio Terminal 連接到 WiFi。 ### 任務 - 連接到 WiFi 將 Wio Terminal 連接到 WiFi。 1. 在 `src` 資料夾中建立一個名為 `config.h` 的新文件。您可以通過選擇 `src` 資料夾或其中的 `main.cpp` 文件，然後在檔案瀏覽器中選擇 **新文件** 按鈕來完成。當您的游標位於檔案瀏覽器上時，該按鈕才會出現。  1. 在此文件中添加以下代碼以定義 WiFi 憑證的常數： ```cpp #pragma once #include using namespace std; // WiFi credentials const char *SSID = ""; const char *PASSWORD = ""; ``` 將 `` 替換為您的 WiFi SSID。將 `` 替換為您的 WiFi 密碼。 1. 打開 `main.cpp` 文件。 1. 在文件頂部添加以下 `#include` 指令： ```cpp #include #include #include #include "config.h" ``` 這會包含您之前添加的函式庫的標頭文件以及配置標頭文件。這些標頭文件是必需的，以告訴 PlatformIO 導入函式庫中的代碼。如果未明確包含這些標頭文件，某些代碼將無法編譯，並且您會遇到編譯器錯誤。 1. 在 `setup` 函數上方添加以下代碼： ```cpp void connectWiFi() { while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { Serial.println("Connecting to WiFi.."); WiFi.begin(SSID, PASSWORD); delay(500); } Serial.println("Connected!"); } ``` 此代碼會在設備未連接到 WiFi 時進行迴圈，並嘗試使用配置標頭文件中的 SSID 和密碼進行連接。 1. 在 `setup` 函數底部，配置引腳後添加對此函數的調用。 ```cpp connectWiFi(); ``` 1. 將此代碼上傳到您的設備以檢查 WiFi 連接是否正常。您應該在序列監視器中看到以下內容。 ```output > Executing task: platformio device monitor < --- Available filters and text transformations: colorize, debug, default, direct, hexlify, log2file, nocontrol, printable, send_on_enter, time --- More details at http://bit.ly/pio-monitor-filters --- Miniterm on /dev/cu.usbmodem1101 9600,8,N,1 --- --- Quit: Ctrl+C | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H --- Connecting to WiFi.. Connected! ``` ## 連接到 MQTT Wio Terminal 連接到 WiFi 後，可以連接到 MQTT broker。 ### 任務 - 連接到 MQTT 連接到 MQTT broker。 1. 在 `config.h` 文件底部添加以下代碼，以定義 MQTT broker 的連接詳細資訊： ```cpp // MQTT settings const string ID = ""; const string BROKER = "test.mosquitto.org"; const string CLIENT_NAME = ID + "nightlight_client"; ``` 將 `` 替換為一個唯一的 ID，該 ID 將用作此設備客戶端的名稱，稍後也會用於此設備發布和訂閱的主題。*test.mosquitto.org* broker 是公共的，許多人都在使用，包括其他正在完成此作業的學生。擁有唯一的 MQTT 客戶端名稱和主題名稱可確保您的代碼不會與其他人的代碼衝突。稍後在此作業中建立伺服器代碼時，您也需要此 ID。 > 💁 您可以使用像 [GUIDGen](https://www.guidgen.com) 這樣的網站來生成唯一的 ID。 `BROKER` 是 MQTT broker 的 URL。 `CLIENT_NAME` 是此 MQTT 客戶端在 broker 上的唯一名稱。 1. 打開 `main.cpp` 文件，並在 `connectWiFi` 函數下方、`setup` 函數上方添加以下代碼： ```cpp WiFiClient wioClient; PubSubClient client(wioClient); ``` 此代碼使用 Wio Terminal WiFi 函式庫創建一個 WiFi 客戶端，並使用它創建一個 MQTT 客戶端。 1. 在此代碼下方添加以下內容： ```cpp void reconnectMQTTClient() { while (!client.connected()) { Serial.print("Attempting MQTT connection..."); if (client.connect(CLIENT_NAME.c_str())) { Serial.println("connected"); } else { Serial.print("Retying in 5 seconds - failed, rc="); Serial.println(client.state()); delay(5000); } } } ``` 此函數測試與 MQTT broker 的連接，並在未連接時重新連接。它會在未連接時進行迴圈，並嘗試使用配置標頭文件中定義的唯一客戶端名稱進行連接。 如果連接失敗，則會在 5 秒後重試。 1. 在 `reconnectMQTTClient` 函數下方添加以下代碼： ```cpp void createMQTTClient() { client.setServer(BROKER.c_str(), 1883); reconnectMQTTClient(); } ``` 此代碼為客戶端設置 MQTT broker，並設置接收到消息時的回調函數。然後嘗試連接到 broker。 1. 在 WiFi 連接後，在 `setup` 函數中調用 `createMQTTClient` 函數。 1. 用以下代碼替換整個 `loop` 函數： ```cpp void loop() { reconnectMQTTClient(); client.loop(); delay(2000); } ``` 此代碼首先重新連接到 MQTT broker。這些連接很容易中斷，因此定期檢查並在必要時重新連接是值得的。然後，它調用 MQTT 客戶端的 `loop` 方法來處理任何在訂閱的主題上接收到的消息。此應用程式是單執行緒的，因此消息無法在背景執行緒上接收，因此需要在主執行緒上分配時間來處理任何等待的網路連接消息。 最後，2 秒的延遲確保光線水平不會過於頻繁地發送，並減少設備的功耗。 1. 將代碼上傳到您的 Wio Terminal，並使用序列監視器查看設備連接到 WiFi 和 MQTT。 ```output > Executing task: platformio device monitor < source /Users/jimbennett/GitHub/IoT-For-Beginners/1-getting-started/lessons/4-connect-internet/code-mqtt/wio-terminal/nightlight/.venv/bin/activate --- Available filters and text transformations: colorize, debug, default, direct, hexlify, log2file, nocontrol, printable, send_on_enter, time --- More details at http://bit.ly/pio-monitor-filters --- Miniterm on /dev/cu.usbmodem1201 9600,8,N,1 --- --- Quit: Ctrl+C | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H --- Connecting to WiFi.. Connected! Attempting MQTT connection...connected ``` > 💁 您可以在 [code-mqtt/wio-terminal](../../../../../1-getting-started/lessons/4-connect-internet/code-mqtt/wio-terminal) 資料夾中找到此代碼。 😀 您已成功將設備連接到 MQTT broker。 **免責聲明**： 本文件使用 AI 翻譯服務 [Co-op Translator](https://github.com/Azure/co-op-translator) 進行翻譯。我們致力於提供準確的翻譯，但請注意，自動翻譯可能包含錯誤或不準確之處。應以原文文件作為權威來源。對於關鍵資訊，建議尋求專業人工翻譯。我們對因使用此翻譯而引起的任何誤解或錯誤解釋概不負責。