手把手教你如何使用ESP8266（ESP-01S）连接到阿里云物联网平台，并通过微信小程序控制设备(如灯的亮、灭、数据上报到微信中显示)

2024-04-18 小程序 0

前言

最近在做智能家居的项目，主要是通过esp8266接入云端实现远程控制的效果，于是就想到用微信小程序进行控制。由于阿里云物联网平台为设备提供安全可靠的连接通信能力，向下连接海量设备，支撑设备数据采集上云；向上提供云端API，服务端通过调用云端API将指令下发至设备端，实现远程控制，采用MQTT协议和设备端进行交互，通过MQTT协议与物联网平台建立长连接上报数据（通过Publish发布Topic和Payload）到物联网平台，因此选择了阿里云物联网平台作为开发环境。

效果展示

ESP-01S连接到阿里云物联网平台，使用微信小程序远程控制灯的亮灭

前期准备

硬件：ESP-01S模块、ESP-01S 专用继电器模块、烧录器或USB to TTL 模块

软件：Arduino IDE

相关工具库：ESP8266、PubSubClient、Crypto、ArduinoJson、AliyunIoTSDK

硬件介绍及使用

ESP-01S模块 + 继电器模块
ESP-01S模块和ESP-01S专用继电器的组合，由于价格低廉（某宝上面可以买到），连接方便，很适合做一些，如灯、风扇及一些小型家用电器控制开关的物联网小项目。因此，受到很多电子DIY爱好者的青睐。同时也是一款非常适合对物联网感兴趣的小白，作为入门的练手项目的产品。

ESP-01S模块

ESP-01S WiFi Relay Module 是专门为 ESP-01S 量身定制的继电器模块，基于AI Thinker ESP-01S WIFI模块，可以直接插入 ESP-01S，省去复杂的接线。它是为智能家居、物联网等DIY项目而设计的。有了这个继电器，你可以很容易地自己动手制作智能开关，在任何地方通过手机控制任何设备。（如下图）

ESP-01S 专用继电器模块

专用断电器与ESP-01S连接方法

插入时需要注意插入的方向（如下图所示），不要插反了，否则上电后可能会导致芯片烧毁。

该模块有一个复位按钮，可以重启 ESP-01S。控制继电器的引脚连接在 ESP-01S 的 IO0（GPIO0），控制方式是，GPIO0 输出低电平时，继电器线圈得电；GPIO0 输出高电平时，继电器线圈失电。

专用烧录器与ESP-01S模块连接方法

插入时需要注意插入的方向（如下图所示），不要插反了，否则上电后可能会导致芯片烧毁。

专用烧录器与ESP-01S插接图

ESP-01或ESP-01S专用烧录器

使用 USB to TTL 模块烧录代码

如果你没有专用的烧录器，手里刚好有 USB to TTL 模块，也可以把代码烧录进去。就是接线相对麻烦，最好有面包板。

根据 ESP-01S 的手册提供，ESP-01S 有两种启动模式：下载模式和运行模式。两种模式对 GPIO 口要求的电平状态不同，具体如下表所示：

模式	EN	RST	GPIO15	GPIO0	GPIO2	UART0_TXD
下载模式	HIGH	HIGH	LOW	LOW	HIGH	HIGH
运行模式	HIGH	HIGH	LOW	HIGH	HIGH	HIGH

部分引脚在芯片内部已经上拉，下载程序时只需要把 EN 引脚拉高，把 GPIO0 脚拉低即可。具体接下图如下：

接线完成后，其他操作跟专用烧录器的操作一样，这里不做赘述。在烧录完成后，拔掉 IO0 的引脚线。RST 引脚用杜邦线接一下 GND，再拿开可以完成重启，或者拔掉 3V3 引脚线，再接入也是一样的效果。

硬件与设备接线

3PIN 的接线端只需要接COM端（公共端）和NO端（常开触点），具体如下图。

ESP8266固件烧录

新买回来的ESP-01S，不支持MQTT ，需要重新烧录MQTT透传AT固件

固件下载（ESP-01S）固件：1471_esp8266-at_mqtt-1m（MQTT透传AT固件（固件号：1471）

下载地址：AT固件汇总 | 安信可科技 (ai-thinker.com) 中找到

烧录方法

需要使用新版的烧录软件，如flash_download_tool_3.9.5。如果使用旧版本的烧录进去，使用时会报一些不知名的错误。

下载地址：https://www.espressif.com.cn/zh-hans/support/download/other-tools

打开烧录软件，如下图配置进行烧录固件

按照上图配置好后，点"START"开始烧录，直至烧录完成，关闭即可。需要注意的是串口选择，是根据自已安装驱动时的串口配置，我的电脑使用是COM8串口，所以这里选择COM8。

测试是否烧录成功

使用串口工具，发送AT指令，返回OK，代表固件烧录成功。（如下图）

软件环境配置

安装Arduino IDE

使用Arduino IDE作为项目开发的主要工具，自行安装。同时也需要安装相关工具库，如下：

安装相应的库

ESP8266、PubSubClient、Crypto、ArduinoJson等这些库文件可以在ArduinoIDE上下载安装。这里就不详细讲解，不懂的，自行百度。

阿里云物联网平台配置

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的通信协议，常用于物联网设备之间的通信。而阿里云物联网平台是阿里云提供的物联网解决方案，可以帮助用户快速搭建物联网应用。

通过MQTT协议，物联网设备可以与阿里云物联网平台进行稳定可靠的通信，实现设备之间的数据交换和控制。其次，通过连接阿里云物联网平台，用户可以方便地管理和监控物联网设备，实现远程配置、升级和故障排查等功能。此外，阿里云物联网平台提供了丰富的数据分析和可视化展示功能，可以帮助用户更好地理解和利用物联网设备生成的数据，实现智能化决策和优化。

因此，将MQTT与阿里云物联网平台连接可以极大地提升物联网应用的可靠性、灵活性和智能化水平，为用户提供更加便捷和高效的物联网解决方案。

下面为大家讲解一下，如何使用阿里云物联网平台配置我们的物联网环境。

从阿里云平台中找到物联网平台

选择“管理控制台”进入平台管理界面，再找到“公共实例”进入配置（如下图）

创建产品

找到“产品”，然后选择“创建产品”，如下图

参照下图红框中的选项进行选择，产品名称填写你自已的

以上是添加微信端的设备，确认后，会进入到下图的界面，找到添加设备，点击“前往添加” 你的设备。

添加设备

添加ESP-01S端设备

下面是添加ESP-01S设备端的流程

点击“添加设备” 后，会弹出如下图所示界面，填写上相应的名称，确认

添加微信端

下面是添加微信端的流程，原理同上

至始，两端设备，添加完成。下面是配置Topic。

自定义Topic

回到“产品”选项，添加自定义的Topic，如下图

添加ESP01S端的Topic

添加微信端的Topic

定义完成后，选择“消息转发”，找到“云产品流转”，如下图

创建规则

选择“返回旧版”，创建ESP01S端和微信端的规则

创建ESP01S端的规则

ESP01S端处理数据的规则创建

ESP01S端转发数据规则的创建

确认后，返回到创建规则的界面，找到刚才创建的ESP01S端的规则，启动它，即可。

创建微信端的规则

微信端处理数据的规则创建

微信端转发数据规则的创建

最后别忘记启动它

最后，就是选择设置，分别找到两端的三元组，复制出来备用

ESP-01S端三元组的获取办法，同上，不再详细讲解。按照上述所示，自行查看。

配置ESP-01S设备的自定义功能

这里我需要配置三个自定义功能（根据自已的需要配置）。首先在阿里云物联网平台中找到“产品”，再找到“功能定义”，打开“查看”，如下图

然后，找到“前往编辑草稿”，进去添加自已需要的功能

最后，记得要发布上线，不然，它们是不会生效的。

至始，阿里云物联网平台就配配完成。接下来就是实现微信端与ESP8266端的代码了。

微信小程序端代码参数设置

小程序导入设置

修改小程序的appid

微信端的三元组参数填写

当阿里云物联网配置完成后，打开设备，发现两端的设备处于未激活状态。如下图

那么，要如何才能激活使用呢？这里就需要打开微信小程序的代码，找到，填写设备三元组的地方，填写上微信端的三元组，如下面所示。

aliyunInfo: {    productKey: '设备Key，对应上面阿里云平台中的微信端的Key', //阿里云连接的三元组 ，请自己替代为自己的产品信息!!    deviceName: '根据你创建的设备名称来填写，如上面阿里云平台中，微信端的名称标识填写的是WeChat,这里就写WeChat', //阿里云连接的三元组 ，请自己替代为自己的产品信息!!    deviceSecret: '设备密钥', //阿里云连接的三元组 ，请自己替代为自己的产品信息!!    regionId: '主机所在地区，如上海，就填cn-shanghai', //阿里云连接的三元组 ，请自己替代为自己的产品信息!!    pubTopic: '发布主题的地址', //发布消息的主题    subTopic: '订阅消息主题的地址', //订阅消息的主题},//以上的所有参数，可以在阿里云物联网平台，微信端中可以找到，不懂的，参考上面阿里云配置可以找到

将以上参数填写完成后，保存或编译运行，这时打开阿里云物联网平台，就会发现你的微信端已经在线了（如下图）

如何填写发布主题和订阅消息主题

发布主题

在阿里云物联网平台中，找到“消息转发”，然后打开“云产品流转”，找到红框中的地址，粘贴到微信小程序对应的位置，即可。如下图

订阅消息主题

同理，在“云产品流转”中打开ESP-01S端，找到红框中的地址，粘贴到微信小程序对应的位置，即可。如下图

它们两者的关系，不懂的，看到两遍，好好理解下。

订阅消息

第一次使用，需要先订阅一下设备（也就是微信绑定ESP01S模块），这里只需订阅一次，即可。在微信小程序源码中可以找到，取消注释，等待成功连接服务器之后，在随便点击（开灯）或（关灯）就可以订阅函数，订阅后，打上注释。

this.data.client.subscribe(this.data.aliyunInfo.subTopic,function(err){    if(!err){        console.log("订阅成功");    };    wx.showModal({        content: "订阅成功",        showCancel: false,    })})

发布消息

if (this.data.client && this.data.client.connected) {    //{"method":"thing.service.property.set","id":"2117888738","params":{"LightSwitch":1},"version":"1.0.0"}    this.data.client.publish(this.data.aliyunInfo.pubTopic, '{"params":'+JSON.stringify(sendData)+'}');    console.log(this.data.aliyunInfo.pubTopic)    console.log(JSON.stringify(sendData))} else {    wx.showToast({        title: '请先连接服务器',        icon: 'none',        duration: 2000    })}

设备开关控制

onLightClick:function(){    if(this.data.switchStatus){       that.sendCommond(1);       this.setData({           switchStatus: !this.data.switchStatus       });    }else{       that.sendCommond(0);       this.setData({           switchStatus: !this.data.switchStatus,       });    }},

ESP8266端代码参数设置

ESP8266端三元组填写

同理，ESP-01S端，也需要填写设备的三元组，使用Arduino打开ESP01S项目的源码，找到，如下所示位置，填写上对应的三元组（这里根据自已配置的来填写）

// 设置产品和设备的信息，从阿里云设备信息里查看const String productKey = "a1SIobCLvYD";                        //替换const String deviceName = "ESP-01S";               //替换const String deviceSecret = "b8298ac5f763da25ee92ea44e17921bc"; //替换//订阅主题const String subTopic = "/sys/" + productKey + "/" + deviceName + "/thing/service/property/set";//发送主题const String pubTopic = "/" + productKey + "/" + deviceName + "/user/update";const String regionId = "cn-shanghai"; //替换自己的区域idconst String serverUrl = productKey + ".iot-as-mqtt." + regionId + ".aliyuncs.com";const int serverPort = 1883;