11. Send the Data using MQTT - EnglishNo/ESP32 GitHub Wiki

ESP32를 사용할 때, MQTT를 통해 한 사이트로 데이터 보내기

MQTT Websocket Client 외 페이지 6개 - 개인 - Microsoft Edge 2023-05-20 오후 5_20_28

MQTT이란?

모바일 기기나 낮은 대역폭의 소형 디바이스들에 최적화된 메시징 프로토콜
MQTT 특징)
- M2M(machine-to-machine), IoT(Internet of things)에서 사용하려고 만든 것.
- 낮은 전력, 낮은 대역폭 환경에서도 사용할 수 있도록 설계됨.
- 저전력, 신뢰할 수 없는 네트워크, No TCP/IP 기반에서 운용할 수 있다는 장점이 있어, 소형기기의 제어와 센서정보 수집에 유리.
- 메시지 버스 시스템.
- 3단계의 QoS(Quality of service)를 제공함.
  - 1단계(0): 메시지 한번만 전달, 전달여부 확인x (Fire and Forget 타입)
  - 2단계(1): 메시지 한번 이상 전달, 근데 메시지의 핸드셰이킹 과정을 엄밀하게 추적x, 그러므로 중복 전송될 수도 있음.
  - 3단계(2): 메시지 한번만 전달, 메시지의 핸드셰이킹 과정 추적, 높은 품질을 보장하지만 성능의 희생이 따름.
MQTT 구조)
- publishing(게시), subscribe(구독) 하는 것을 기본 원칙으로 함.
- publisher, subscriber은 모두 broker에 대한 클라이언트로 작동, 즉 publisher는 topic(토픽)을 발행하기 위한 목적(broker한테 데이터를 전송하는 것과 비슷하다고 보면 될 것 같음.)으로, subscribe은 토픽을 구독하기 위한 목적(broker한테 데이터를 받은 것과 비슷하다고 보면 될 것 같음.)으로 broker 서버에 연결.
- topic은 슬래시(/)를 이용해서 계층적으로 구성할 수 있어서 대량의 센서 기기들을 효율적으로 관리할 수 있음.(정보를 저장하는 장소라고 보면 될 것 같음.)
  
  예시)
- MQTT 브로커는 메시지 버스를 만들 수 있는데, 메시지를 흘려보내면 버스에 붙은 애플리케이션들이 메시지를 읽어가는 방식임.(애플리케이션들은 Message Bus에 연결하고, 관심있는 topic을 등록해서 메시지를 구독(subscribe)하거나 발행(publishing)함.) 메시지를 구분하기 위해서 "Topic"을 이름으로 하는 메시지 채널을 만듬.
관련 용어들 정리)
- broker(브로커): 여러 클라이언트 간의 메시지를 조정하는 백엔드 시스템으로, 메시지 수신 및 필터링, 각 메시지를 구독하는 클라이언트 식별, 메시지 전송 등과 같은 작업을 담당.
- M2M: M2M은 ‘기계’ 중심의 연결. 즉, 사물인터넷(IoT)와 반대이며, 기계가 수동적으로 정보 수집, 가공하여 인간에게 전달.
- TCP: IP 프로토콜 위에서 연결형 서비스를 지원하는 전송계층 프로토콜로, 인터넷 환경에서 기본으로 사용.
  - 연결형 서비스 제공.
  - 전이중(Full Duplex)방식의 양방향 가상 회선을 제공.(데이터를 양방향으로 동시에 송수신 가능하다는 의미로 생각함.)
  - 신뢰성 있는 데이터 전송 보장.(데이터를 주고 받았는지 확인할 수 있기 때문에, 데이터를 중요하게 생각하여 확실히 주고 받고 싶을 때 사용.)
- UDP(User Datagram Protocol): 인터넷상에서 서로 정보를 주고 받을 때 정보를 보낸다는 신호나 받는다는 신호 절차를 거치지 않고, 보내는 쪽에서 일방적으로 데이터를 전달하는 통신 프로토콜.(보내는 쪽에서 받는 쪽이 데이터를 받았는지 확인할 수 없고, 확인할 필요도 없도록 만들어진 프로토콜.)
  - TCP와 같이 OSI 표준모델과 TCP/IP 모델의 전송계층에서 사용되는 프로토콜.
  - 신뢰성이 별로인 대신 신속성이 높음.
- 전송계층: 송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공하고 IP에 의해 전달되는 패킷의 오류를 검사하여 재전송 요구 제어 등을 담당하는 계층.
- 패킷: 네트워크를 통해 전송하기 쉽도록 자른 데이터의 전송단위.

ESP32을 통한 DHT11로 온도와 습도를 체크한 것을 MQTT broker로 보내는 방법

MQTT_Data _ Arduino IDE 2 1 0 2023-05-19 오후 8_42_02

"Arduino IDE"에서 해당 라이브러리를 설치한다.

 #include "EspMQTTClient.h" // MQTT 관련 라이브러리
 #include "DHT.h" // DTH.h 라이브러리 추가
 DHT dht(13, DHT11); // DHT 설정 dht(핀, DHT 종류)

 EspMQTTClient client(
     "(와이파이 이름 입력)", // SSID(와이파이 이름)
     "(와이파이 비밀번호 입력)", // PW (와이파이 비밀번호)
     "(broker 사이트에 들어가면 있는 Host 창 주소 입력)", // MQTT Broker 서버 IP (MQTT 브로커 사이트 주소)
     "(원하는 ClientID 입력)", // 클라이언트 이름(https://www.hivemq.com/demos/websocket-client/?fbclid=IwAR0BcrMLb13Doq5yrz-6aAo9PyMYH7btV8tD_bY11Olu12yRnScyu7G23xw 여기에 들어갈 때 나오는 "ClientID"를 가리킴.)
     1883 // MQTT 포트번호(1883를 입력해야 되는 것 같음.)
 );

 char temp[10];
 char humid[10];

 float tem;
 float hum;

 void setup() {
     Serial.begin(9600); // 함수 괄호 안의 숫자는 시리얼 통신 속도를 의미, 9600(9600bps (비트/초))는 가장 일반적인 값
     dht.begin(); // 센서와 통신하기 전 적절한 대기 시간을 설정하고, 통신 프로토콜을 초기화하는 함수, DHT11와의 통신 초기화하고, 측정을 시작하기 위한 작업을 수행하는 함수

     client.enableDebuggingMessages(); // MQTT 클라이언트가 디버그 메시지를 출력하게 해주는 함수.
     client.enableLastWillMessage("smartDevice/info", "I am going offline"); // 해당 MQTT topic에 클라이언트가 비정상적으로 연결이 끊어질 때 브로커에게 보낼 메시지를 정의하는 함수. 
 }

 void onConnectionEstablished() {
 }

 void loop() {
     client.loop();

     tem = dht.readTemperature(); // 온도 값 저장
     hum = dht.readHumidity(); // 습도 값 저장

     sprintf(temp, "%.1f", tem); // 실수형을 sprintf() 함수를 통해 소수점 아래 두번째까지의 숫자(그 이후는 반올림)을 문자열 형식으로 바꾸는 함수.
     sprintf(humid, "%.1f", hum);

     Serial.print("Temperature : "); Serial.print(tem); Serial.println("*C");
     Serial.print("Humidity : "); Serial.print(hum); Serial.println("%");

     client.publish("smartDevice/DHT_temp", temp); // MQTT broker한테 "smartDevice/DHT"이라는 Topic에 메시지를 publish할 때 사용.
     client.publish("smartDevice/DHT_humid", humid);
     delay(15000);
}