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以下方法经本人验证通过，环境如下：

Node-RED V0.20.5

ESP32-CAM + HC-SR04 + Arduino IDE

mosquitto version 2.0.11

MatrixDB

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前言：Node-RED 是构建物联网(IOT， Internet of Things)应用程序的一个强大工具，而MQTT则是当下使用广泛的物联网通信协议之一，为此我使用一块ESP-32单片机作为客户端，连接HC-SR04超声波测距模块做了两个简单的实验。

• 实验一：获取物体距离数据，使用MQTT协议发送消息，并在Node-Red端进行接收，将数据保存在MatrixDB数据库中
• 实验二：Node-Red使用MQTT协议发送消息，ESP32收到消息后对LED灯进行控制

实验中我使用了同一块ESP-32，实际应用中他们既可以是相同的物联网设备，当然也可以是不同的。实验目的是抛砖引玉，实际物联网中各类复杂场景都可以此为基础进行实现。

本实验的环境我在开篇已经列出，对于环境的准备，你可根据自己的情况参考下列文章做出调整：

• Node-RED的安装可参考文章：群晖使用docker安装node-red
• ESP-32开发环境的搭建可参考文章：win10利用arduino + esp32-cam搭建网络摄像头
• 私有MQTT服务端的搭建可参考文章：群晖使用Docker安装MQTT服务端 mosquitto
• MatrixDB的安装可参考文章： CentOS 7 安装纵横数据库（MatrixDB）

第一步： 连接HC-SR04超声波测距模块

HC-SR04 有4个针脚，分别是Vcc， Trig， Echo， Gnd。Vcc接5V供电，Trig 和 Echo接IO口，Gnd自然就是接地。我将Trig连接到IO12，Echo连接到IO13，连接示意图如下：

第二步： 编写实验所需的程序，并烧录到ESP32

HC-SR04 的测距原理是向 Trig 口发一个10US 以上的高电平, 模块会发送8 个40khz 的方波并自动检测是否有信号返回，如有就通过 Echo 口输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。

因此我们只需要将连接Trig口的 IO12 设置为OUTPUT，发一个持续时间为10US 的高电平，然后获取连接着Echo 口的 IO13 （设置为INPUT）高电平的持续时间，将取得的持续时间 *声速(340M/S)/2 就得到了距离。

实验中的LED为板载，使用的是IO4，将其设置为OUTPUT，通过高低电平即可控制开启和关闭

MQTT我使用的是PubSubClient库，如果你没安装，可通过库管理器进行安装加载

部分程序代码图如下：

代码编译通过后烧录到ESP32，上传烧录的方法在 win10利用arduino + esp32-cam搭建网络摄像头 文章中有写，不再啰嗦。

第三步： Node-Red 编写实验流程

实验一：拖入mqtt输入节点，双击，添加mqtt broke服务端

添加后选择该服务端，订阅主题。我在单片机上设置的发送的主题是Distance，因此这里也要输入主题为Distance

接着我们使用节点管理器安装node-red-contrib-postgresql，安装后将postgresql节点拖入

配置MatrixDB数据库

接着在Server中选择配置好的数据库，在Query中编写插入语句（我事前已经在数据库中添加了测试表MQTT_Test，包含payload，msg_time两个字段）

最后将两个节点连接起来，部署即可

实验二：这个比较简单，拖入两个inject节点，一个控制开启LED，一个控制关闭LED。开启的节点设置如下，内容为“ON”，这个是ESP32程序中我设置的命令，当接收到主题为LED的消息，且内容为ON时，开启LED。同理关闭设置内容为“OFF”

接着再拖入一个mqtt输出节点，将它与两个inject连接起来，该节点只需要配置好服务端和主题即可。配置如下：

至此流程编写完毕

导出的流程如下：

[{"id":"81d18949.9b6738","type":"mqtt in","z":"b8dd355c.40cd78","name":"","topic":"Distance","qos":"2","datatype":"auto","broker":"fcb81ef4.a2021","x":520,"y":320,"wires":[["14feeb2c.6dfff5"]]},{"id":"23f6b97e.a38776","type":"comment","z":"b8dd355c.40cd78","name":"实验一：接收MQTT消息，将数据写入数据库","info":"","x":630,"y":260,"wires":[]},{"id":"af6c9b1b.dab788","type":"mqtt out","z":"b8dd355c.40cd78","name":"","topic":"LED","qos":"","retain":"","broker":"fcb81ef4.a2021","x":760,"y":540,"wires":[],"inputLabels":["ON"]},{"id":"4718d956.78af68","type":"inject","z":"b8dd355c.40cd78","name":"开灯","topic":"Test 2.1","payload":"ON","payloadType":"str","repeat":"","crontab":"","once":false,"onceDelay":0.1,"x":530,"y":500,"wires":[["af6c9b1b.dab788"]]},{"id":"2fc63b12.cba2d4","type":"inject","z":"b8dd355c.40cd78","name":"关灯","topic":"Test 2.2","payload":"OFF","payloadType":"str","repeat":"","crontab":"","once":false,"onceDelay":0.1,"x":530,"y":580,"wires":[["af6c9b1b.dab788"]]},{"id":"c3cfd91.f709f28","type":"comment","z":"b8dd355c.40cd78","name":"实验二：发送MQTT消息，控制板载LED","info":"","x":610,"y":440,"wires":[]},{"id":"14feeb2c.6dfff5","type":"postgresql","z":"b8dd355c.40cd78","name":"保存收到消息","query":"INSERT INTO \"MQTT_Test\" (payload,msg_time) VALUES ( '{{{msg.payload}}}' ,now());","postgreSQLConfig":"8e100f3e.01c4b","split":false,"rowsPerMsg":"1","outputs":1,"x":789.1667709350586,"y":317.66671657562256,"wires":[[]]},{"id":"fcb81ef4.a2021","type":"mqtt-broker","z":"","name":"feeus","broker":"10.0.0.2","port":"18831","clientid":"","usetls":false,"compatmode":true,"keepalive":"60","cleansession":true,"birthTopic":"","birthQos":"0","birthPayload":"","closeTopic":"","closeQos":"0","closePayload":"","willTopic":"","willQos":"0","willPayload":""},{"id":"8e100f3e.01c4b","type":"postgreSQLConfig","z":"","name":"MatrixDB","host":"10.0.0.214","hostFieldType":"str","port":"5432","portFieldType":"num","database":"feeus","databaseFieldType":"str","ssl":"false","sslFieldType":"bool","max":"10","maxFieldType":"num","min":"1","minFieldType":"num","idle":"1000","idleFieldType":"num","connectionTimeout":"10000","connectionTimeoutFieldType":"num","user":"mxadmin","userFieldType":"str","password":"feeus.com","passwordFieldType":"str"}]

第四步：验证实验结果

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以下方法经本人验证通过，环境如下：

群晖 DS918+ DSM 6.2.4

mosquitto version 2.0.11

MQTTBox Version 0.2.3

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前言：MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的”轻量级”通讯协议。客户端的发布者不直接将消息传递给订阅者，而是服务端（MQTT Broker）进行分发，一个客户端既可以是发布者，也可以是订阅者，更多介绍请参看维基百科上的词条 。以智能家居的情形简单举例，人体感应器（发布者）感应到有人时发布主题为”有人“的消息到服务端，而由于摄像头订阅了该主题，因此收到消息，开始录像，此时摄像头角色为（接收者），同时摄像头也作为（发布者）发布”监控异动“消息到服务器，而我们手机订阅了此主题，作为（接收者）便可收到消息。

目前有很多机构提供MQTT Broker服务，有免费的也有收费的。作为个人用户用于智能家居服务，我决定用已有NAS服务器自己搭建一个。参考了网上的一些文章，但大都写得有些复杂，对一般小白不是很友好，因此我尝试自创了一个极简的方法来实现，并记录下来供由需要的朋友学习。

第一步：管理员账号登陆群晖，在Docker中选择 “注册表”，搜索 “eclipse-mosquitto”，搜索结果中选择第一个，点击下载，选择标签latest。此时系统开始下载，可在“映像”中查看下载进度

第二步：下载完毕后，在“映像”里选择已下载的 eclipse-mosquitto 映像 ，点击启动按钮打开创建容器窗口。点击高级设置按钮，打开高级设置页面。

在高级设置中，勾选“启动自动重新启动”

在卷中，点击添加文件夹，在docker目录下新建文件夹 “mosquitto”并选择该文件夹，装载路径填写”/mosquitto/config”

在网络中，勾选“使用与 Docker Host 相同的网络”

确认应用后点击下一步，取消”向导完成后运行此容器“，然后应用

第三步：新建一个mosquitto.conf文件，并将该文件上传到 docker目录的 “mosquitto” 文件夹内。文件内容如下：

persistence true
listener 18831
allow_anonymous true

• listener 为端口号，默认是1883，我机器上该端口被占用了，所以自己改了一个
• allow_anonymous true 表示支持匿名用户，此次为了教程简单因此开启匿名用户

文件上传后，再docker容器中启动第二步添加的 eclipse-mosquitto 容器

第四步：测试mosquitto服务

mqtt测试工具很多，我选择的是MQTTBox ，用chrome打开下列地址，添加应用后打开

https://chrome.google.com/webstore/detail/mqttbox/kaajoficamnjijhkeomgfljpicifbkaf?hl=zh-CN

点击”Create MQTT Client”，取一个名字，Protocol 选mqtt/tcp ,Host 填写你的主机地址和 mosquitto 服务端口 ，保存后可看到显示为Connected 表示已经正确连接上我们新建的mosquitto服务端

接着，添加一个订阅，主题随便写一个，我这里填FEEUS.COM，点击”Subscribe“完成订阅

在发布端发布一个订阅端一样的主题，这里也是 FEEUS.COM ，然后输入发布的消息，点击”Publish“后完成发布，该主题的订阅者即可收到该条消息

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