ESP32物联网开发实战：基础环境搭建

确保开发环境配置正确是ESP32开发的第一步。安装Arduino IDE或PlatformIO，添加ESP32开发板支持。以Arduino IDE为例，需在首选项中添加以下开发板管理器网址：

https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

安装完成后，选择ESP32开发板型号（如ESP32 Dev Module）。

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连接Wi-Fi网络

ESP32作为物联网设备的核心功能是联网。以下代码演示如何连接Wi-Fi：

#include <WiFi.h>

const char* ssid = "你的Wi-Fi名称";
const char* password = "你的Wi-Fi密码";

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  WiFi.begin(ssid, password);
  
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("\n连接成功，IP地址: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void loop() {}

代码说明：

• WiFi.begin()初始化连接，WiFi.status()检查状态，成功后会打印本地IP地址。

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MQTT协议通信实例

MQTT是物联网常用的轻量级协议。以下代码使用PubSubClient库实现MQTT消息发布：

#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>

const char* mqtt_server = "mqtt.eclipseprojects.io";
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);

void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  Serial.print("收到消息 [");
  Serial.print(topic);
  Serial.print("]: ");
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    Serial.print((char)payload[i]);
  }
  Serial.println();
}

void reconnect() {
  while (!client.connected()) {
    if (client.connect("ESP32Client")) {
      client.subscribe("test/topic");
    } else {
      delay(5000);
    }
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  WiFi.begin(ssid, password);
  client.setServer(mqtt_server, 1883);
  client.setCallback(callback);
}

void loop() {
  if (!client.connected()) reconnect();
  client.loop();
  client.publish("test/topic", "Hello from ESP32");
  delay(2000);
}

代码说明：

• PubSubClient库实现MQTT客户端功能，callback处理接收到的消息，reconnect确保断线重连。

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传感器数据采集与上传

以DHT11温湿度传感器为例，采集数据并上传至MQTT服务器：

#include <DHT.h>
#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>

#define DHTPIN 4
#define DHTTYPE DHT11
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
  WiFi.begin(ssid, password);
  client.setServer(mqtt_server, 1883);
}

void loop() {
  float humidity = dht.readHumidity();
  float temperature = dht.readTemperature();
  
  if (isnan(humidity) || isnan(temperature)) {
    Serial.println("读取传感器失败");
    return;
  }
  
  char msg[50];
  snprintf(msg, 50, "温度: %.2f°C, 湿度: %.2f%%", temperature, humidity);
  client.publish("sensor/data", msg);
  delay(10000);
}

代码说明：

• DHT库读取传感器数据，snprintf格式化字符串后通过MQTT发布。

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OTA远程固件更新

ESP32支持OTA（Over-The-Air）更新，无需物理连接：

#include <WiFi.h>
#include <ESPmDNS.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <ArduinoOTA.h>

void setup() {
  ArduinoOTA
    .onStart([]() { Serial.println("开始更新"); })
    .onEnd([]() { Serial.println("\n更新完成"); })
    .onError([](ota_error_t error) { Serial.printf("错误[%u]: ", error); });

  ArduinoOTA.begin();
  Serial.println("OTA就绪");
}

void loop() {
  ArduinoOTA.handle();
}

代码说明：

• ArduinoOTA库实现远程更新功能，需与Wi-Fi配合使用，可通过IDE或espota.py工具上传固件。

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以上实例覆盖了ESP32物联网开发的核心场景，可根据实际需求扩展功能（如HTTPS加密、数据存储等）。