ESP8266 MQTT
이 튜토리얼에서는 MQTT 프로토콜을 사용하여 MQTT 브로커와 데이터를 송수신하기 위해 ESP8266을 활용하는 방법을 탐구할 것입니다. 구체적으로 다음을 다룰 것입니다:
- ESP8266과 MQTT 브로커 사이의 연결 설정하기.
- ESP8266을 프로그래밍하여 MQTT 토픽에 발행함으로써 MQTT 브로커에 데이터를 전송하도록 하기.
- MQTT 토픽을 구독함으로써 ESP8266이 데이터를 수신하도록 프로그래밍하기.
우리는 두 가지 다른 시나리오를 탐구할 것입니다:
- 온라인 MQTT 브로커와 ESP8266을 사용합니다.
- 개인 컴퓨터에 설치된 MQTT 브로커를 사용하여 ESP8266을 활용합니다.
준비물
| 1 | × | ESP8266 NodeMCU | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | USB 케이블 타입-A to 타입-C (USB-A PC용) | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | USB 케이블 타입-C to 타입-C (USB-C PC용) | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) ESP8266용 스크루 터미널 확장 보드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) ESP8266 Type-C용 전원 분배기 | 쿠팡 | 아마존 |
공개: 이 포스팅 에 제공된 일부 링크는 아마존 제휴 링크입니다. 이 포스팅은 쿠팡 파트너스 활동의 일환으로, 이에 따른 일정액의 수수료를 제공받습니다.
ESP8266과 MQTT에 대하여
MQTT 프로토콜에 아직 익숙하지 않으시다면, 온라인에서 관련 정보를 찾아볼 수 있습니다. 이 튜토리얼은 MQTT를 통해 데이터를 송수신하기 위해 ESP8266을 사용하는 방법에 중점을 둡니다.
다음은 ESP8266을 MQTT와 함께 사용할 수 있는 몇 가지 방법입니다:
- ESP8266을 Mosquitto나 AWS IoT와 같은 온라인 MQTT 브로커에 연결할 수 있습니다.
- 또는, ESP8266을 컴퓨터에 설치된 MQTT 브로커, 예를 들면 Mosquitto나 HiveMQ에 연결할 수 있습니다.
- Raspberry Pi가 있다면, ESP8266을 그 위에서 실행되는 MQTT 브로커, 예를 들어 Mosquitto에 연결할 수 있습니다.
- 추가로, ESP8266을 클라우드 기반 MQTT 브로커, 예를 들어 AWS EC2 상의 Mosquitto나 HiveMQ에 연결할 수 있습니다.
이 튜토리얼에서는 ESP8266이 온라인 Mosquitto 브로커에 연결할 수 있는지 테스트하기로 시작하겠습니다. 인터넷을 통해 이 브로커를 통해 데이터를 보내고 받을 수 있는 ESP8266의 능력을 시연할 것입니다.
다음으로, 컴퓨터에 Mosquitto 브로커를 설정하는 방법을 안내해 드리겠습니다. 그런 다음 ESP8266이 이 로컬 브로커에 연결되어 데이터를 계속해서 보내고 받을 수 있게 됩니다.
이 튜토리얼을 완료하면 다음 추가 튜토리얼을 탐색하여 더 깊이 파고들 수 있습니다:
이 자료들은 관련 주제에 대한 추가적인 통찰을 제공할 것입니다.
ESP8266을 온라인 MQTT 브로커에 연결하기
이 부분에서는 Mosquitto에서 만든 온라인 MQTT 브로커인 test.mosquitto.org에 ESP8266을 연결하는 방법을 배우게 됩니다. 이 브로커는 테스트 목적으로만 사용해야 한다는 점을 유의해 주세요.
ESP8266 코드
아래의 ESP8266 코드는 다음을 수행합니다:
- MQTT 브로커에 연결하십시오.
- 주제를 구독하십시오.
- 구독하는 동일한 주제에 주기적으로 메시지를 발행하십시오.
/*
* 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/esp8266/esp8266-mqtt
*/
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <MQTTClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
const char WIFI_SSID[] = "YOUR_WIFI_SSID"; // WIFI SSID로 변경하세요
const char WIFI_PASSWORD[] = "YOUR_WIFI_PASSWORD"; // WIFI 비밀번호로 변경하세요
const char MQTT_BROKER_ADRRESS[] = "test.mosquitto.org"; // MQTT 브로커 주소로 변경하세요
const int MQTT_PORT = 1883;
const char MQTT_CLIENT_ID[] = "YOUR-NAME-esp8266-001"; // 원하는 대로 변경하세요
const char MQTT_USERNAME[] = ""; // 필요하다면 변경하세요, 필요 없으면 비워두세요
const char MQTT_PASSWORD[] = ""; // 필요하다면 변경하세요, 필요 없으면 비워두세요
// ESP8266이 발행/구독해야 하는 MQTT 주제
const char PUBLISH_TOPIC[] = "YOUR-NAME-esp8266-001/loopback"; // 원하는 대로 변경하세요
const char SUBSCRIBE_TOPIC[] = "YOUR-NAME-esp8266-001/loopback"; // 원하는 대로 변경하세요
const int PUBLISH_INTERVAL = 5000; // 5초
WiFiClient network;
MQTTClient mqtt = MQTTClient(256);
unsigned long lastPublishTime = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
Serial.println("ESP8266 - Wi-Fi에 연결 중");
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.print("Wi-Fi 네트워크에 연결됨, IP 주소: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
connectToMQTT();
}
void loop() {
mqtt.loop();
if (millis() - lastPublishTime > PUBLISH_INTERVAL) {
sendToMQTT();
lastPublishTime = millis();
}
}
void connectToMQTT() {
// MQTT 브로커에 연결
mqtt.begin(MQTT_BROKER_ADRRESS, MQTT_PORT, network);
// 들어오는 메시지의 핸들러 생성
mqtt.onMessage(messageHandler);
Serial.print("ESP8266 - MQTT 브로커에 연결 중");
while (!mqtt.connect(MQTT_CLIENT_ID, MQTT_USERNAME, MQTT_PASSWORD)) {
Serial.print(".");
delay(100);
}
Serial.println();
if (!mqtt.connected()) {
Serial.println("ESP8266 - MQTT 브로커 연결 시간 초과!");
return;
}
// 주제를 구독하고 들어오는 메시지는 messageHandler() 함수에서 처리
if (mqtt.subscribe(SUBSCRIBE_TOPIC))
Serial.print("ESP8266 - 주제 구독 완료: ");
else
Serial.print("ESP8266 - 주제 구독 실패: ");
Serial.println(SUBSCRIBE_TOPIC);
Serial.println("ESP8266 - MQTT 브로커 연결 완료!");
}
void sendToMQTT() {
StaticJsonDocument<200> message;
message["timestamp"] = millis();
message["data"] = analogRead(0); // 다른 센서에서 데이터를 읽을 수도 있습니다
char messageBuffer[512];
serializeJson(message, messageBuffer);
mqtt.publish(PUBLISH_TOPIC, messageBuffer);
Serial.println("ESP8266 - MQTT에 보냄:");
Serial.print("- 주제: ");
Serial.println(PUBLISH_TOPIC);
Serial.print("- 페이로드:");
Serial.println(messageBuffer);
}
void messageHandler(String &topic, String &payload) {
Serial.println("ESP8266 - MQTT에서 수신함:");
Serial.println("- 주제: " + topic);
Serial.println("- 페이로드:");
Serial.println(payload);
}
사용 방법
Arduino IDE에서 ESP8266을 시작하는 방법은 다음 단계를 따르세요:
- ESP8266을 처음 사용하는 경우, Arduino IDE에서 ESP8266 환경 설정하는 방법 튜토리얼을 확인하세요.
- USB 케이블을 사용하여 ESP8266 보드를 컴퓨터에 연결하세요.
- 컴퓨터에서 Arduino IDE를 엽니다.
- 올바른 ESP8266 보드를 선택하세요, 예를 들면 (NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module))과 해당 COM 포트를 선택합니다.
- Arduino IDE의 왼쪽 탐색 바에 있는 Library Manager 아이콘을 클릭하여 라이브러리 관리자를 엽니다.
- 검색 박스에 MQTT를 입력한 다음, Joel Gaehwiler의 MQTT 라이브러리를 찾습니다.
- MQTT 라이브러리를 설치하려면 Install 버튼을 클릭하세요.
검색 창에 ArduinoJson을 입력한 후, Benoit Blanchon이 만든 ArduinoJson 라이브러리를 찾으세요.
Install 버튼을 클릭하여 ArduinoJson 라이브러리를 설치하세요.
- 위의 코드를 복사하여 Arduino IDE로 열기
- 코드에서 WiFi 정보(SSID와 비밀번호)를 당신의 것으로 교체하세요.
- 코드에서 'YOUR-NAME'이라는 단어를 세 번 볼 수 있습니다. 이 단어를 당신의 이름이나 임의의 문자(알파벳 문자만, 공백 없음)로 교체하세요. 이 변경을 하지 않으면 동시에 이 코드를 실행하는 여러 사람이 있을 수 있고, MQTT 클라이언트 ID와 주제가 모두 같기 때문에 충돌이 발생할 수 있습니다.
- Arduino IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 ESP8266에 코드를 업로드하세요
- 시리얼 모니터 열기
- 시리얼 모니터에서 결과 확인하기
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'Nodemcu 1.0 (ESP-12E Module)' on 'COM15')
New Line
9600 baud
ESP8266 - Connecting to MQTT broker
ESP8266 - Subscribed to the topic: YOUR-NAME-esp8266-001/loopback
ESP8266 - MQTT broker Connected!
ESP8266 - sent to MQTT:
- topic: YOUR-NAME-esp8266-001/loopback
- payload:{"timestamp":11757,"data":255}
ESP8266 - received from MQTT:
- topic: YOUR-NAME-esp8266-001/loopback
- payload:
{"timestamp":11757,"data":255}
ESP8266 - sent to MQTT:
- topic: YOUR-NAME-esp8266-001/loopback
- payload:{"timestamp":16896,"data":259}
ESP8266 - received from MQTT:
- topic: YOUR-NAME-esp8266-001/loopback
- payload:
{"timestamp":16896,"data":259}
보시다시피, ESP8266은 MQTT 브로커에 메시지를 게시한 다음, 동일한 메시지를 다시 받습니다. 그 이유는 위의 코드가 데이터를 게시하는 동일한 주제를 구독하기 때문입니다. 만약 ESP8266이 게시한 메시지를 받지 않길 원한다면, 단순히 구독하는 주제를 게시하는 주제와 다르게 만들면 됩니다.
PC에 설치된 MQTT 브로커에 ESP8266 연결하기
Mosquitto MQTT 브로커 설치
- Mosquitto MQTT Broker를 다운로드하세요.
- C: 드라이브가 아닌 D: 드라이브에 설치하세요. 잠재적인 문제를 방지하기 위해 C: 드라이브에 Mosquitto 브로커를 설치하지 마세요.
Mosquitto MQTT 브로커 실행하기
이제 다음 단계를 따라 MQTT 브로커가 제대로 작동하는지 확인해 봅시다:
- Mosquitto가 설치된 디렉토리로 이동하세요. 예를 들어: D:\mqtt\mosquitto>
- test.conf라는 이름의 새 파일을 만들고, 아래 내용을 복사하여 그 디렉토리에 저장하세요:
listener 1883
allow_anonymous true
PC에서 명령 프롬프트를 관리자로 실행하세요. 이것을 Broker Window라고 부릅시다. 튜토리얼이 끝날 때까지 이 창을 닫지 마세요.
아래의 명령어들을 차례대로 실행하세요:
cd /d D:\mqtt\mosquitto
mosquitto -v -c test.conf
당신은 보게 될 것입니다:
Command Prompt
Microsoft Windows [Version 10.0.19045.3930]
(c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
C:\WINDOWS\system32>cd /d D:\mqtt\mosquitto
D:\mqtt\mosquitto>mosquitto -v -c test.conf
1710918939: mosquitto version 2.0.18 starting
1710918939: Config loaded from test.conf.
1710918939: Opening ipv6 listen socket on port 1883.
1710918939: Opening ipv4 listen socket on port 1883.
1710918939: mosquitto version 2.0.18 running
- PC에서 다른 커맨드 프롬프트를 관리자로 열기.
- 아래 명령어를 실행하여 PC의 IP 주소를 찾으세요:
ipconfig
Command Prompt
C:\WINDOWS\system32>ipconfig
Windows IP Configuration
Ethernet adapter:
Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.0.0.0
IPv4 Address. . . . . . . . . . . : 192.168.0.26
Subnet Mask . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
Default Gateway . . . . . . . . . :
나중에 사용할 IP 주소를 적어두세요. 위의 예시에서: 192.168.0.26
모기토 브로커가 작동하는지 테스트하세요
- PC에서 관리자 권한으로 또 다른 명령 프롬프트를 엽니다. 이것을 구독자 창이라고 합시다.
- 아래의 명령어들을 차례대로 실행하여 주제를 구독하세요 (당신의 IP 주소로 교체하세요):
cd /d D:\mqtt\mosquitto
mosquitto_sub -h 192.168.0.26 -p 1883 -t esp8266-001/send
- PC에서 관리자로 다른 명령 프롬프트를 엽니다. 이를 발행자 창이라고 합시다.
- 아래의 명령어들을 차례로 실행하여 동일한 주제에 메시지를 발행합니다 (IP 주소로 교체하세요):
cd /d D:\mqtt\mosquitto
mosquitto_pub -h 192.168.0.26 -p 1883 -t esp8266-001/send -m "Hello, MQTT!"
당신은 보게 될 것입니다:
Command Prompt
Microsoft Windows [Version 10.0.19045.3930]
(c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
C:\WINDOWS\system32>cd /d D:\mqtt\mosquitto
D:\mqtt\mosquitto>mosquitto_pub -h 192.168.0.26 -p 1883 -t esp8266-001/send -m "Hello, MQTT!"
D:\mqtt\mosquitto>
다음과 같이 메시지가 구독자 창으로 전달됨을 볼 수 있습니다:
Command Prompt
Microsoft Windows [Version 10.0.19045.3930]
(c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
C:\WINDOWS\system32>cd /d D:\mqtt\mosquitto
D:\mqtt\mosquitto>mosquitto_sub -h 192.168.0.26 -p 1883 -t esp8266-001/send
Hello, MQTT!
이제 PC에 Mosquitto MQTT 브로커를 성공적으로 설치했습니다. 다음의 세 창을 닫지 말아 주세요: 브로커 창, 구독자 창, 그리고 발행자 창. 우리는 이들을 이어서 사용할 것입니다.
ESP8266 코드
아래 ESP8266 코드는 다음과 같은 기능을 합니다:
- MQTT 브로커에 연결하기
- 토픽 구독하기
- 다른 토픽에 주기적으로 메시지 발행하기
/*
* 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 ESP8266 NodeMCU 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/esp8266/esp8266-mqtt
*/
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <MQTTClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
#define CLIENT_ID "ESP8266-001" // 원하는대로 변경하세요
const char WIFI_SSID[] = "YOUR_WIFI_SSID"; // 당신의 WIFI SSID로 변경하세요
const char WIFI_PASSWORD[] = "YOUR_WIFI_PASSWORD"; // 당신의 WIFI 비밀번호로 변경하세요
const char MQTT_BROKER_ADRRESS[] = "192.168.0.26"; // MQTT 브로커의 IP 주소로 변경하세요
const int MQTT_PORT = 1883;
const char MQTT_USERNAME[] = ""; // 필요하다면 변경하세요
const char MQTT_PASSWORD[] = ""; // 필요하다면 변경하세요
// 이 장치가 발행/구독해야 하는 MQTT 토픽
#define PUBLISH_TOPIC "esp8266-001/send"
#define SUBSCRIBE_TOPIC "esp8266-001/receive"
#define PUBLISH_INTERVAL 5000 // 4초
WiFiClient network;
MQTTClient mqtt = MQTTClient(256);
unsigned long lastPublishTime = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
Serial.println("ESP8266 - Wi-Fi에 연결 중");
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.print("Wi-Fi 네트워크에 연결되었습니다. IP 주소: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
connectToMQTT();
}
void loop() {
mqtt.loop();
if (millis() - lastPublishTime > PUBLISH_INTERVAL) {
sendToMQTT();
lastPublishTime = millis();
}
}
void connectToMQTT() {
// MQTT 브로커에 연결
mqtt.begin(MQTT_BROKER_ADRRESS, MQTT_PORT, network);
// 들어오는 메시지를 위한 핸들러 생성
mqtt.onMessage(messageHandler);
Serial.print("ESP8266 - MQTT 브로커에 연결 중");
while (!mqtt.connect(CLIENT_ID, MQTT_USERNAME, MQTT_PASSWORD)) {
Serial.print(".");
delay(100);
}
Serial.println();
if (!mqtt.connected()) {
Serial.println("ESP8266 - MQTT 브로커 연결 시간 초과!");
return;
}
// 토픽을 구독하고, 들어오는 메시지는 messageHandler() 함수로 처리됩니다
if (mqtt.subscribe(SUBSCRIBE_TOPIC))
Serial.print("ESP8266 - 토픽 구독 성공: ");
else
Serial.print("ESP8266 - 토픽 구독 실패: ");
Serial.println(SUBSCRIBE_TOPIC);
Serial.println("ESP8266 - MQTT 브로커 연결 됨!");
}
void sendToMQTT() {
StaticJsonDocument<200> message;
message["timestamp"] = millis();
message["data"] = analogRead(0); // 또는 다른 센서에서 데이터를 읽을 수 있습니다
char messageBuffer[512];
serializeJson(message, messageBuffer);
mqtt.publish(PUBLISH_TOPIC, messageBuffer);
Serial.println("ESP8266 - MQTT로 보냄:");
Serial.print("- 토픽: ");
Serial.println(PUBLISH_TOPIC);
Serial.print("- 페이로드:");
Serial.println(messageBuffer);
}
void messageHandler(String &topic, String &payload) {
Serial.println("ESP8266 - MQTT로부터 받음:");
Serial.println("- 토픽: " + topic);
Serial.println("- 페이로드:");
Serial.println(payload);
// 들어오는 데이터를 json 객체로 처리한 후 무언가를 제어할 수 있습니다
/*
StaticJsonDocument<200> doc;
deserializeJson(doc, payload);
const char* message = doc["message"];
*/
}
사용 방법
- 위의 코드를 복사하여 아두이노 IDE로 열기
- 코드 내의 WiFi 정보(SSID 및 비밀번호)를 자신의 것으로 교체하세요.
- 코드 내의 MQTT 브로커 주소(도메인 이름 또는 IP 주소)를 교체하세요.
- 아두이노 IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 코드를 ESP8266으로 업로드하세요.
ESP8266에서 PC로 MQTT를 통해 메시지 보내기
ESP8266 코드는 MQTT 토픽 esp8266-001/send 에 데이터를 게시합니다, PC의 구독자 창이 해당 토픽을 구독하여 데이터를 수신합니다.
시리얼 모니터를 열면, ESP8266이 주기적으로 토픽에 메시지를 게시하는 것을 볼 수 있습니다.
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'Nodemcu 1.0 (ESP-12E Module)' on 'COM15')
New Line
9600 baud
ESP8266 - Connecting to MQTT broker
ESP8266 - Subscribed to the topic: esp8266-001/receive
ESP8266 - MQTT broker Connected!
ESP8266 - sent to MQTT:
- topic: esp8266-001/send
- payload:{"timestamp":10708,"data":311}
ESP8266 - sent to MQTT:
- topic: esp8266-001/send
- payload:{"timestamp":15837,"data":298}
ESP8266 - sent to MQTT:
- topic: esp8266-001/send
- payload:{"timestamp":20965,"data":291}
ESP8266 - sent to MQTT:
- topic: esp8266-001/send
- payload:{"timestamp":26094,"data":286}
- 다음과 같이 ESP8266에 의해 발행된 메시지를 받는 것을 볼 수 있습니다. 구독자 창을 확인하세요.
Command Prompt
Microsoft Windows [Version 10.0.19045.3930]
(c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
C:\WINDOWS\system32>cd /d D:\mqtt\mosquitto
D:\mqtt\mosquitto>mosquitto_sub -h 192.168.0.26 -p 1883 -t esp8266-001/send
Hello, MQTT!
{"timestamp":10708,"data":311}
{"timestamp":15837,"data":298}
{"timestamp":20965,"data":291}
{"timestamp":26094,"data":286}
PC에서 ESP8266으로 MQTT를 통해 메시지 보내기
ESP8266은 esp8266-001/receive 토픽을 구독하고, PC의 발행자 창은 그 토픽에 메시지를 발행하여 ESP8266으로 전송합니다.
다음 명령을 실행하여 ESP8266이 구독한 주제에 메시지를 게시하세요. 발행자 창에서:
mosquitto_pub -h 192.168.0.26 -p 1883 -t esp8266-001/receive -m "Hello, ESP8266!"
다음과 같이 ESP8266에서 이 메시지가 수신되었음을 시리얼 모니터에서 볼 수 있습니다:
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'Nodemcu 1.0 (ESP-12E Module)' on 'COM15')
New Line
9600 baud
ESP8266 - received from MQTT:
- topic: esp8266-001/receive
- payload:
Hello, ESP8266!
동영상
비디오 제작은 시간이 많이 걸리는 작업입니다. 비디오 튜토리얼이 학습에 도움이 되었다면, YouTube 채널 을 구독하여 알려 주시기 바랍니다. 비디오에 대한 높은 수요가 있다면, 비디오를 만들기 위해 노력하겠습니다.