[系统运维]W5100S-EVB-Pico [Micropython] – MQTT

注：最初发表-By Louis_m?

组成：

硬件设施：

W5100S-EVB-Pico??????????????X 1

Raspberry Pi 4 ?????????????X 1

软件应用程序：

Micopython?

详细信息：

什么是MQTT?

??发布(Pub)/订阅(Sub)模型和发布者/订阅者模型是订阅客户端和发布客户端之间的通信模型。

?为在M2M和物联网中使用而创建的轻量级消息协议。

• ?在TCP操作。
• ??<发布者>主题问题。
• <订阅者>订阅主题。
• <代理(broker)>作为中继，适用于1：N的通信。
• ?适用于“设备对设备”的消息处理，如低功耗传感器、移动设备、嵌入式计算机、Arduinos和微控制器。

概述：

WIZnet以太网帽（硬件连接在顶部）是一个利用W5100S并支持3.3V和5V树莓派Pico引脚兼容板。

请参考这个链接获取更多关于W5100S的信息。

• 树莓派Pico pin兼容
• 以太网（W5100S 硬连线TCP/IP芯片）
• 产品页面：?Overview | WIZnet Document System
• 同时支持4个独立的硬件插槽
• 支持无socket的新命令：ARP-Request, PING-Request
• 仅在自协商模式下支持Auto-MDIX

RP2040数据表：

–?Raspberry Pi Documentation - Raspberry Pi Pico

RP2040

准备：

连接 Raspberry Pi

接通电源并连接以太网线缆

运行RPi-4 mosquitto到服务器：

在你的树莓派准备好树莓派OS后，你可以继续本教程，让我们安装Mosquitto Broker.

??? 1.树莓派通过SSH打开终端窗口。

打开Rpi终端

?2.执行以下命令升级和更新系统

pi@raspberry:~?$ sudo apt update && sudo apt upgrade

3.按“Y”及Enter。更新和升级需要一些时间（在我的例子中，大约需要10分钟）

4.要安装mosquitto Broker,请输入以下命令：

pi@raspberry:~?$ sudo apt install -y mosquitto mosquitto-clients

5.要使mosquitto在树莓派启动时自动启动，你需要运行以下命令（这意味着当树莓派启动时，mosquitto broker将启动）：

pi@raspberry:~?$ sudo systemctl enable mosquitto.service

6.现在，运行以下命令来测试安装：

pi@raspberry:~?$ mosquitto -v

7.检查mosquitto 服务器是否使用下面的命令运行。您还可以使用命令停止和启动服务器。

状态

pi@raspberry:~?$service?mosquitto status

停止

pi@raspberry:~?$service?mosquitto stop

开始

pi@raspberry:~?$service?mosquitto start

如果检查出现如下状态，说明服务器正常运行。

Mosquitto 状态

连接 W5100S-Pico-EVB：

?W5100S-PIco-EVB

连接树莓派Pico到台式机或笔记本使用5针微型USB电缆。

开发环境设置：

Micropython Thonny IDE

在树莓派Pico上安装Thonny IDE,请参考上面链接。

Thonny, Python IDE for beginners

1. 在所有的RP2040板上，该驱动器将被称为RPI-RP2。从下面的链接下载UF2(firmware.uf2）文件，并将该文件放到Pico中。

文件链接-firmware.uf2

(Release v1.0.0 firmware.uf2 · Wiznet/RP2040-HAT-MicroPython · GitHub)

2.如果你点击状态栏中的MicroPython(Raspberry Pi Pico)并选择“Configure interpreter...”，你也可以访问固件安装菜单。

3.查看壳牌面板底部的Thonny编辑器。你应该会得到以下结果：

进口MQTT库：

首先，将要使用的函数库从库中导入到电脑中，请遵循以下步骤使用Thonny IDE将文件上传。

Micropython以太网库：

• 创建一个新文件，使用你想要的名字并保存在电脑中，例如“（你的库名）.py”。
• 进入“Open>这台计算机”

该文件应以“（你的库名）.py”的名称保存在RPi Pico上。

• 进入文件>保存为>树莓派Pico>

发布：

#### MQTT Pico (1) #####?– publish

1. 设置SPI接口和初始化以太网配置

spi=SPI(0,2_000_000, mosi=Pin(19),miso=Pin(16),sck=Pin(18))

nic = network.WIZNET5K(spi,Pin(17),Pin(20)) #spi,cs,reset pin

nic.ifconfig(('192.168.1.20','255.255.255.0','192.168.1.1','8.8.8.8'))

while not nic.isconnected():

? ? time.sleep(1)

print(nic.regs())??

2.在MQTT配置中，代理IP地址是Raspberry Pi服务器的IP。

#mqtt config

mqtt_server = '192.168.1.7'client_id = 'wiz1'topic_pub = b'hello'topic_msg = b'Hello Pico'

last_message = 0

message_interval = 5

counter = 0

#MQTT connect

def mqtt_connect():

? ? client = MQTTClient(client_id, mqtt_server, keepalive=60)

? ? client.connect()

? ? print('Connected to %s MQTT Broker'%(mqtt_server))

? ? return client

#reconnect & reset

def reconnect():

? ? print('Failed to connected to MQTT Broker. Reconnecting...')

? ? time.sleep(5)

? ? machine.reset()

3.将使用MQTT发布

#MQTT Publish

def main():

? ? w5x00_init()

? ? try:

? ? ? ? client = mqtt_connect()

? ? except OSError as e:

? ? ? ? reconnect()

? ??

? ? while True:

? ? ? ? client.publish(topic_pub, topic_msg)

? ? ? ? time.sleep(3)

? ? ? ??

client.disconnect()

以“Hello”为主题向服务器发送“Hello WIZnet”消息

MQTT发布

订阅：

#### MQTT Pico (2) #####?– 订阅

1. 设置SPI接口和初始化以太网配置

spi=SPI(0,2_000_000, mosi=Pin(19),miso=Pin(16),sck=Pin(18))

nic = network.WIZNET5K(spi,Pin(17),Pin(20)) #spi,cs,reset pin

nic.ifconfig(('192.168.1.20','255.255.255.0','192.168.1.1','8.8.8.8'))

while not nic.isconnected():

? ? time.sleep(1)

? ? print(nic.regs())

2.在MQTT配置中，代理IP地址是Raspberry Pi服务器的IP。

#mqtt config

mqtt_server = '192.168.1.7'

client_id = "wiz"

topic_sub = b'hello'

last_message = 0

message_interval = 5

counter = 0

def sub_cb(topic, msg):

? ? print((topic.decode('utf-8'), msg.decode('utf-8')))

#MQTT connect

def mqtt_connect():

? ? client = MQTTClient(client_id, mqtt_server, keepalive=60)

? ? client.set_callback(sub_cb)

? ? client.connect()

? ? print('Connected to %s MQTT Broker'%(mqtt_server))

? ? return client

#reconnect & reset

def reconnect():

? ? print('Failed to connected to Broker. Reconnecting...')

? ? time.sleep(5)

? ? machine.reset()

3.使用MQTT订阅

#subscribe

def main():

? ? w5x00_init()

? ? try:?

? ? ? ? client = mqtt_connect()

? ? except OSError as e:

? ? ? ? reconnect()

? ? while True:

? ? ? ? client.subscribe(topic_sub)

? ? ? ? time.sleep(1)

? ? client.disconnect()

如果您订阅了“Hello”主题，则可以从发布服务器获得一条消息。

MQTT订阅

文档：

代码：

MQTT_pub

MQTT_sub?