实验目的：通过自己制作的手机APP，连接MQTT服务器，获取ESP32单片机的温湿度信息，控制ESP32单片机上的LED开关。
实验准备：
1、硬件：ESP32开发板（型号不限，esp01s也可以）、LED灯、DH11温湿度传感器、面包板等
2、软件：
（1）arduino软件，可以到官网https://www.arduino.cc/en/Main/Software下载。
（2）App Inventor 2 集成版，可以到官网https://www.wxbit.com/下载。（解释一下：这个软件是适用于初学者的手机APP制作软件，界面设计所见即所得，程序设计通过拖拽积木块来实现。）
（3）需要一台服务器。（可以是自己的电脑，也可以到网上买云服务器，笔者是购买的腾讯云服务器（每年79元），除了运行网站外，再捎带着提供MQTT服务。）
实验步骤：
一、总体设想
1、建一个MQTT服务器，提供订阅/发布 消息的功能。
2、用App Inventor 2 制作一个APP，功能是连接MQTT服务器，订阅ESP32单片机的温湿度信息，控制ESP32单片机上的LED开关。
3、为ESP32编写程序并烧录，完成连接MQTT服务器，发布温湿度信息，订阅LED控制主题，根据消息来开、关LED灯。
二、MQTT服务器的建立
MQTT是IBM开发的一个即时通讯协议。MQTT是面向M2M和物联网的连接协议，采用轻量级发布和订阅消息传输机制。可以发布或接收特定主题的消息，基于发布/订阅模式。
笔者使用的是腾讯云服务器，操作系统是centos7.5,我使用的软件是Mosquitto，这是一款实现了 MQTT v3.1 协议的开源消息代理软件，提供轻量级的，支持发布/订阅的的消息推送模式，使设备对设备之间的短消息通信简单易用。
安装比较简单：
# 首先要下载源代码包，目前最高版本是1.6.9
wget http://mosquitto.org/files/source/mosquitto-1.6.9.tar.gz
# 下载后，首先是解压
tar zxfv mosquitto-1.6.9.tar.gz
# 进入解压后的目录
cd mosquitto-1.6.9
# 先编译
make
# 最后安装
make instal安装过程中，可以出现找不**文件的情况，可以使用yum install命令进行安装 。
安装完成后，通过使用以下命令启动。
mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf -d对于这个软件，笔者也不太熟悉，仅用到了最基本的功能。
三、设计制作手机APP
设计手机APP，有很多专业软件，功能强大，但对于这些极其简单的应用来说，安装、使用都过于复杂，所以笔者选用了为中小学生设计的一款软件，App Inventor 2 。
WxBit 汉化版由华南理工大学杨道全老师基于 MIT App Inventor 开源项目二次开发，为志同道合的 App Inventor 爱好者服务。通过界面设计和逻辑设计来完成APP的制作，比较简单。
具体使用方法因过于简单，在这儿就不说了，直接贴图吧。
首先是界面的设计 ：
最后是逻辑设计，也就是咱们常说的程序代码：
因为是图形的界面，比较简单，就不逐一解释了。
四、ESP32单片机的程序、连接
（一）编写arduino程序，用于完成连接MQTT服务器，发布温湿度信息，订阅LED控制主题，根据消息来开、关LED灯。
1、安装arduino软件，下载直接安装就可以了。Windows安装USB驱动时会弹出安全提示，一定要选择“安装”。
2、简单介绍一下软件的界面：（看图）
3、编程前的准备工作：
（1）安装对ESP32硬件的支持，一般有两种方法，一种是下载硬件包，解压到程序所在文件夹中的hardware文件夹里，一般适用于一些非常见类型的板子。二种是在首选项中设置附加开发板管理网址：https://github.com/espressif/arduino-esp32/releases/download/1.0.2/package_esp32_index.json。
然后在软件中选择工具－－开发板****－－开发板管理器，在这里输入ESP32进行查找，然后点击安装。（操作看图）
选择合适的开发板及相应参数。
（2）安装DH11温湿度传感器的程序包。
在arduino UNO等硬件中，使用DH11温湿度传感器比较简单，但是在ESP32开发板中使用它，就需要选择合适的程序包了
单击more info链接，可以进入Github网站源码仓库，可以看一下它的例程，因为使用很简单，这里就不详说了。
4、正式编程
思路前边已经说了，在程序中，我也进行了注释，比较简单，为节省时间，直接上代码吧。
#include <WiFi.h> //wlan连接库，有很多种，如esp8266.h……等
#include <PubSubClient.h>//发布订阅库，也可以使用mqtt.h
#include "DHT.h" //这是一个读取DHT温湿度仪的库，用这个库能省点事。这个库也有很多种，这是其中一个。
#define DHTPIN 15 //定义15号口为DHT11温湿度仪的控制口。
#define DHTTYPE DHT11 //定义DHT温湿度仪的类型。如DHT11、DHT21、DHT22，这个要根据实际来选。
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); //构造函数
const char* ssid = "ssid"; //WIFI的ID
const char* password = "password"; //WIFI的PASSWORD
const char* mqtt_server = "*.*.*.*"; // mqtt服务器的地址。
const char* TOPIC = "ledconc"; // 订阅信息主题
const char* client_id = "cid_dnt_led";//设备的客户端编号
char* sh = new char[10]; //定义两个字符串数组，用来存放温湿度的浮点数转换过来的字符串。
char* st = new char[10];
WiFiClient espClient; // 定义WLAN实例
PubSubClient client(espClient); // 定义PubSubClient的实例
long lastMsg = 0; // 记录上一次发送信息的时间。
void setup() {
dht.begin(); //初始化DHT11温湿度仪。
pinMode(18, OUTPUT); // 定义18号口连接LED灯，设为输出方式
//连接WIFI，如果连接不成功，则等待0.5秒后，继续连接。
delay(10);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
{
delay(500);
}
//
client.setServer(mqtt_server, 1883);//设定MQTT服务器与使用的端口
client.setCallback(leddev); //设定回调程序，当ESP32收到订阅消息时会调用此方法
}
void leddev(char* topic, byte* payload, unsigned int length)
{
if ((char)payload[0] == '1')
{
digitalWrite(18, HIGH); // 亮灯
}
else
{
digitalWrite(18, LOW); // 熄灯
}
}
void reconnect() {
while (!client.connected()) {
if (client.connect(client_id))
{
client.subscribe(TOPIC);
}
else
{
delay(5000);
}
}
}
void loop() {
if (!client.connected()) //如果MQTT服务器连接不成功，则反复重试，连接成功后重新订阅。
{
reconnect();
}
delay(2000);
float h = dht.readHumidity(); //获取温湿度，是float格式 的。
float t = dht.readTemperature();
dtostrf(h, 2, 2, sh); // dtostrf()函数将float格式转换为字符串。
dtostrf(t, 2, 2, st);
client.loop();
long now = millis();
if (now - lastMsg > 2000)//每过2秒，发送温湿度数据。
{
lastMsg = now;
client.publish("temperature", st);
client.publish("humidity", sh);
}
}5、进行烧录
这个比较简单，连接设备，选择合适的COM端口，直接上传即可，这里有一个小技巧，如果提示一直无法连接硬件，可以按一下ESP32板上的BOOT键。
