MQTT教學（九）：使用ESP8266上傳資料到ThingSpeak MQTT伺服器

cubie2017/11/28

延續上一篇文章的說明，本文將使用ESP8266控制板（如：NodeMCU或Wemos D1 mini），經由Wi-Fi網路和MQTT協定傳送DHT11的溫濕度值到ThingSpeak雲端平台。底下是本文的硬體接線：

ESP8266連接DHT11

使用ESP8266控制板發布MQTT訊息的程式架構，和Arduino乙太網路程式相似，同樣採用PubSubClient程式庫（參閱《MQTT教學（六）：使用PubSubClient程式庫開發Arduino MQTT應用》）；兩者程式架構不同之處如下圖裡的紅字，登入ThingSpeak網站需要輸入使用者名稱和密碼。

使用ESP8266控制板發布MQTT訊息的程式架構

發布MQTT主題訊息的ESP8266 Arduino程式

程式開頭首先宣告一些變數，DHT11溫濕度感測器沿用書本裡的程式庫：

#include <ESP8266WiFi.h> 
#include <PubSubClient.h>
#include <dht11.h>
#define DHT11PIN 5 // DHT11資料接腳 

const char* ssid = "你的Wi-Fi網路名稱"; 
const char* password = "你的Wi-Fi網路密碼"; 
const char* mqttServer = "mqtt.thingspeak.com";	// MQTT伺服器位址 
const char* mqttUserName = "cubie";				// 使用者名稱，隨意設定。 
const char* mqttPwd = "你的MQTT API Key";			// MQTT密碼 
const char* clientID = "yard001";					// 用戶端ID，隨意設定。 
const char* topic = "channels/頻道ID/publish/你的寫入API KEY"; 

unsigned long prevMillis = 0;		// 暫存經過時間（毫秒） 
const long interval = 20000;		// 上傳資料的間隔時間，20秒。 
String msgStr = "";					// 暫存MQTT訊息字串 

int temp;	// 暫存溫度
int hum;	// 暫存濕度

底下是建立設定Wi-Fi連線的自訂函式：

void setup_wifi() { 
	delay(10); 

	WiFi.begin(ssid, password); // 連接到Wi-Fi基地台 

	// 如果尚未連上Wi-Fi，則每隔0.5秒顯示一個‘.’。 
	while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { 
		delay(500); 
		Serial.print("."); 
	} 

	Serial.println(""); 
	Serial.println("WiFi connected"); // 顯示「Wi-Fi已連線」 
}

連結MQTT伺服器的reconnect()自訂函式，要加入使用者名稱和密碼：

reconnect()自訂函式

完整的程式碼如下，請自行修改必要的參數：

#include <ESP8266WiFi.h> 
#include <PubSubClient.h>
#include <dht11.h>
#define DHT11PIN 5  // DHT11資料接腳

const char* ssid = "你的Wi-Fi網路名稱";
const char* password = "你的Wi-Fi網路密碼";
const char* mqttServer = "mqtt.thingspeak.com";  // MQTT伺服器位址
const char* mqttUserName = "cubie";  // 使用者名稱，隨意設定。
const char* mqttPwd = "你的MQTT API Key";  // MQTT密碼
const char* clientID = "yard001";      // 用戶端ID，隨意設定。
const char* topic = "channels/頻道ID/publish/你的寫入API KEY";

unsigned long prevMillis = 0;  // 暫存經過時間（毫秒）
const long interval = 20000;  // 上傳資料的間隔時間，20秒。
String msgStr = "";      // 暫存MQTT訊息字串

int temp;  // 暫存溫度
int hum;   // 暫存濕度

WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
dht11 DHT11;

void setup_wifi() {
  delay(10);

  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
}

void reconnect() {
  while (!client.connected()) {
    if (client.connect(clientID, mqttUserName, mqttPwd)) {
      Serial.println("MQTT connected");
    } else {
      Serial.print("failed, rc=");
      Serial.print(client.state());
      Serial.println(" try again in 5 seconds");
      delay(5000);  // 等5秒之後再重試
    }
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  setup_wifi();
  client.setServer(mqttServer, 1883);
}

void loop() {
  if (!client.connected()) {
    reconnect();
  }
  client.loop();

  // 等待20秒
  if (millis() - prevMillis > interval) {
    prevMillis = millis();

    // 讀取DHT11的溫濕度資料
    int chk = DHT11.read(DHT11PIN);
    if (chk == 0) {
      temp = DHT11.temperature;
      hum = DHT11.humidity;
    }

    // 組合MQTT訊息；field1填入溫度、field2填入濕度
    msgStr=msgStr+"field1="+temp+"&field2="+hum;
    
    // 宣告字元陣列
    byte arrSize = msgStr.length() + 1;
    char msg[arrSize];

    Serial.print("Publish message: ");
    Serial.println(msgStr);
    msgStr.toCharArray(msg, arrSize); // 把String字串轉換成字元陣列格式
    client.publish(topic, msg);       // 發布MQTT主題與訊息
    msgStr = "";
  }
}

編譯並上傳程式到ESP8266控制板，它將每隔20秒上傳溫濕度資料到你的ThingSpeak通道。

40 thoughts on “MQTT教學（九）：使用ESP8266上傳資料到ThingSpeak MQTT伺服器”

yj1099表示:

2017/12/3112:16 下午

請問在Node-RED mqtt broker server 可以自定設定 username 、 password 、server port
來源：https://flows.nodered.org/node/node-red-contrib-mqtt-broker

在 pubsubclient.h 裡面有 boolean connect(const char* id, const char* user, const char* pass);
可以由 Arduino 直接傳送 clientID、username、 password 字串嗎？
資料來源：
https://pubsubclient.knolleary.net/index.html

可是只要加上 username 、 password Arduino Connect .. 就斷線

回覆
1. cubie表示:
  
  2017/12/316:28 下午
  
  拍謝，我沒有使用Node-RED，但我相信它肯定有支援MQTT帳號密碼設置。
  
  thanks,
  jeffrey
jack lu表示:

2018/01/108:39 下午

插画不错，请问用什么软件画的？

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/01/1010:31 下午
  
  谢谢，我是用Adobe Flash（现已改名Animate）软件，搭配鼠标（偶尔用第一代微软Surface Pro平板的Wacom笔）徒手绘制的。
  
  thanks,
  jeffrey
ckwin03表示:

2018/04/147:08 下午

我跟隨了你上面的所有做法是用得了的
可是我的DHT 出來的溫度濕度不知道為什麼不怎麼動，我吹氣或者用電腦的發熱都改變不了數值，
過了一段時間才會有一些的變化(就幾度) ，是因為那20S出來的數值DELAY?
但我用點arduino uno 就完全沒問題，我這Wemos 用其他功能也是沒問題

請問會不會是我的板子有問題? 還是其他問題?

回覆
samuche表示:

2018/05/245:40 下午

赵老师，你好！
请问Thingspeak平台现在登录是不是有问题？
我注册了但总登录不上去。
谢谢！

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/05/2411:27 下午
  
  剛才測試登入沒問題～
  
  thanks,
  jeffrey
jimmy表示:

2018/05/3012:50 上午

請問如果我想讓nodemcu讀到的數值傳到arduino的序列埠監控視窗要如何辦到?我希望用vb讀取序列埠監控視窗的數值

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/05/301:12 上午
  
  執行 Serial.print(資料) 或 Serial.println(資料) 即可。
  
  thanks,
  jeffrey
jimmy表示:

2018/05/311:35 下午

sorry,老師我沒表達清楚，我是想讓nodemcu用wifi無線的方式傳到序列埠監控視窗，懇請指點 : )

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/06/011:26 上午
  
  「用wifi無線的方式傳到序列埠監控視窗」，我猜想你的意思是：
  
  從nodemcu透過wi-fi，傳遞資料給某個裝置（如：PC），該裝置再將接收到的資料輸出到序列埠。
  
  你可以在兩端寫個網路socket程式，互傳訊息，或者用HTTP前端和後端的概念，以nodemcu當前端，電腦上執行HTTP伺服器程式接收資料，再轉發到序列埠。
  
  thanks,
  jeffrey
Tsai表示:

2018/07/0312:01 上午

老師請問
最近剛學習ESP8266 ,要傳到Thingspeak,已經可以順利傳上去了,
但是不知道要怎麼做才能使用另外一塊ESP8266去Thingspeak上讀取數值
上傳的程式是這樣
if (client.connect(server,80)) // “184.106.153.149” or api.thingspeak.com
{

String postStr = apiKey;
postStr +=”&field1=”;
postStr += String(t);
postStr +=”&field2=”;
postStr += String(h);
postStr +=”&field3=”;
postStr += String(BPM);
postStr += “\r\n\r\n”;

client.print(“POST /update HTTP/1.1\n”);
client.print(“Host: api.thingspeak.com\n”);
client.print(“Connection: close\n”);
client.print(“X-THINGSPEAKAPIKEY: “+apiKey+”\n”);
client.print(“Content-Type: application/x-www-form-urlencoded\n”);
client.print(“Content-Length: “);
client.print(postStr.length());
client.print(“\n\n”);
client.print(postStr);

但是使用另一塊板子讀取時,我改成這樣
client.print(“GET /channels//1.json?&results=2 HTTP/1.1\n”);
client.print(“Host: api.thingspeak.com\n”);
client.print(“Connection: close\n”);
client.println();

while (client.available() == 0);

unsigned long lastRead = millis();
while (millis() – lastRead < 2000) {
while (client.available()) {
Serial.print(client.read());
lastRead = millis();
}
}
在序列埠監控視窗會出現一大串數字,不知道要怎麼修改才能得到我要的每個Field的值
先謝謝老師

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/07/0712:50 上午
  
  你有先嘗試使用MQTTLens訂閱MQTT訊息嗎？
  
  訂閱ThingSpeak MQTT主題的API語法格式為：channels/頻道ID/subscribe/格式/你的讀取API KEY
  相關說明請參閱官網的Subscribe to a Channel Feed說明。
  
  thanks
  jeffrey
Hans表示:

2018/07/302:05 下午

請問老師您有連過AWS IOT嗎?
AWS IOT 連線據我所知只支援憑證認證，請問老師知不知道有甚麼支援憑證認證的Library

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/07/302:09 下午
  
  抱歉，我沒用過AWS IOT。
  
  thanks,
  jeffrey
BH表示:

2018/08/0311:07 上午

請問老師,可以將nodemcu的資料上傳至mcs嗎?
程式的寫法,是不是跟Thingspeak類似?

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/08/032:31 下午
  
  程式概念都一樣，只是API要查閱說明。
  
  thanks,
  jeffrey
BH表示:

2018/08/0411:40 上午

請問老師要怎麼把keypad的值上傳至mcs上,序列埠有出現值,但網站上卻沒有?
#include
#include
#include

const char* ssid = “EE420”;
const char* password = “xxxxxx”;
const char* mqttServer = “mqtt.mcs.mediatek.com”; // MQTT伺服器位址
const char* mqttUserName = “nodemcu”; // 使用者名稱，隨意設定。
const char* mqttPwd = “J0Gsxxxxxx”; // MQTT密碼
const char* clientID = “nodemcu”; // 用戶端ID，隨意設定。
const char* topic = “channels/nodemcu/publish/DUCADaW9”;

unsigned long prevMillis = 0;
const long interval = 500;
String msgStr = “”;

#define n_rows 4
#define n_cols 4

char keys[n_rows][n_cols] = {
{‘1′,’2′,’3’},
{‘4′,’5′,’6’},
{‘7′,’8′,’9’},
{‘-‘,’0’}
};

byte colPins[n_rows] = {D3, D2, D1, D0};
byte rowPins[n_cols] = {D7, D6, D5, D4};

Keypad myKeypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, n_rows, n_cols);

WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);

void setup_wifi() {
delay(10);

WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(“.”);
}

Serial.println(“”);
Serial.println(“WiFi connected”);
}

void reconnect() {
while (!client.connected()) {
if (client.connect(clientID, mqttUserName, mqttPwd)) {
Serial.println(“MQTT connected”);
} else {
Serial.print(“failed, rc=”);
Serial.print(client.state());
Serial.println(” try again in 5 seconds”);
delay(5000);
}
}
}

void setup() {
Serial.begin(115200);
setup_wifi();
client.setServer(mqttServer, 1883);
}

void loop() {
if (!client.connected()) {
reconnect();
}
client.loop();

if (millis() – prevMillis > interval) {
prevMillis = millis();

char myKey = myKeypad.getKey();
if (myKey){
Serial.println(myKey);
}

msgStr=msgStr+”number=”+myKey;

byte arrSize = msgStr.length() + 1;
char msg[arrSize];

Serial.print(“Publish message: “);
Serial.println(msgStr);
client.publish(topic, msg);
msgStr = “”;
}
}

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/08/058:22 上午
  
  建議先上傳一個簡單的數值或字串測試連線程式是否正確執行，我沒用過mcs，煩請自行查閱相關API文件。
  
  thanks,
  jeffrey
opencat表示:

2018/08/176:52 上午

老師您好平常我使用THINGSPEAK後
會將數值至data import/export下方有一個下載CSV檔
但是我今日在用時發現他竟然改成要寄信過去他們那邊
這功能導致我無法對100筆之前的數值進行觀看

這是他們最近改的新功能嗎?如果想要再直接載成CSV檔的話要怎麼做呢

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/08/179:29 上午
  
  咦？我按底下的Data Export按鈕，可以選擇匯出JSON, XML或CSV；按右上角的連結才需要發送Channel ID和Read API Key給他們（我相信這只需要發送一次，由程式自動認可）。
  
  thanks,
  jeffrey
opencat表示:

2018/08/179:23 下午

老師感謝您的回覆
因實驗需要
我要下載的就是右上方的而也只有右上方的才能匯出我全部的數值
您底下的那個可以下載，不過那個下載按鈕卻只有最後的100筆數值(沒記錯筆數的話)

而剛剛我試著寄信過去確的到這樣的回覆
{
Your mail message to the following address(es) could not be delivered.
This is a permanent error. Please verify the address(es) and try again.

:
The e-mail message could not be delivered because the user’s mailfolder is full.
}
他跟我說信箱已經爆炸了…
看來大家也都在嘗試寄信給他，寄到他的信箱都已經爆滿了…

在這特別感謝您願意回復謝謝您

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/08/186:14 上午
  
  原來審核不是自動化的啊…這應該是最近才修改的政策，感謝告知！
  
  請試試它的Read API Key，後面加上results參數；results參數預設值是100，底下的請求將能傳回最多前1000筆資料：
  
  https://api.thingspeak.com/channels/你的通道ID/feeds.json?api_key=你的Read_API_Key&results=1000
  
  thanks,
  jeffrey
OPENCAT表示:

2018/09/128:09 上午

老師您好
我之前都採用HTTP協定傳輸資料上去THINGSPEAK
近期看到您MQTT協定的寫法最近也剛完成CODE

HTTP我可以上傳最多8組都沒什麼問題
MQTT模式目前測得最高上傳4組數值，超過後竟然莫名的不能上傳

剛剛前去您的MQTT協定介紹那邊觀看他最高上傳65536個字元
根據規定我也沒超過想請問一下這個狀況還有甚麼可能性呢

下方是我愈的字串
msgStr=msgStr+”field1=”+temp1+”&field2=”+temp2+”&field3=”+temp3+”&field4=”+temp4+”&field5=”+temp5+”&field6=”+temp6+”&field7=”+temp7+”&field8=”+temp8

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/09/1211:14 下午
  
  你有用MQTTLens測試過嗎？我之前上傳6個欄位資料沒問題。
  
  thanks,
  jeffrey
OPENCAT表示:

2018/09/135:20 上午

老師您好
剛剛使用MQTTLens教學操作發現到我竟然是使用頻道內之APIKEY 故而按照您的教學前往申請一MQTT APIKEY
不過這時卻發現不管怎麼使用都會失敗，在無他法的情況改成頻道內APIKEY竟然意外成功了，且能傳8個值
這時改用ESP8266再次上傳仍然最多只能6個值，這還真令我覺得困惑。

另外上次跟您詢問的全部DATA下載之功能，目前ThingSpeak已經將之前的下載按鈕加回來了，特此通知一下

回覆
1. cubie表示:
  
  2018/09/1311:45 下午
  
  感謝告知！
  
  thanks,
  jeffrey
ALLEN表示:

2019/02/213:23 下午

想請問如何在arduino 開發版上使用ESP8266，AT+CWMODE=3 狀況下，在thingspeak做上傳及下載
目前皆可以做到兩隻上下傳程式，但將兩組程式，整合共同使用，發現下載的副程式不能動

回覆
1. cubie表示:
  
  2019/02/2110:40 下午
  
  請參閱「燒錄與執行ESP8266 AT指令韌體/固件（二）：連結與上傳資料到ThingSpeak網站」說明。
  
  thanks,
  jeffrey
70tw表示:

2019/06/2111:53 上午

第一次玩NodeMCU+DHT11，參考您的資料，受益良多。
發現一個方法，應該可以更省電的使用DHT11，可參考:
https://70tw.blogspot.com/2019/06/iot-dht11.html

回覆
1. cubie表示:
  
  2019/06/241:50 上午
  
  比較好的省電方法是讓控制器進入睡眠模式。
  
  thanks,
  jeffrey
johnny表示:

2019/08/026:58 下午

老師您好，我使用的程式是motoduino mqtt publish，我想要把超音波感測器的數值上傳資料，但似乎不知道哪裡接錯了，想請問老師我該如何將感測器資料上傳呢?

回覆
1. cubie表示:
  
  2019/08/029:29 下午
  
  請參閱上文先用簡單的數據上傳測試。
  
  thanks,
  jeffrey
Jason表示:

2019/10/071:56 上午

請問您用的dht11.h是哪個函式庫啊? 搜尋dht相關的都安裝一輪了還是找不到XD

回覆
1. cubie表示:
  
  2019/10/076:41 上午
  
  我是沿用《超圖解Arduino 互動設計入門》書本裡的dht11程式庫，你可以用其他程式庫，只要改一下讀取溫濕度的指令即可。
  
  thanks,
  jeffrey
k表示:

2020/12/287:13 下午

請問程式中的MQTT密碼是指thingspeak的密碼嗎？

回覆
1. cubie表示:
  
  2020/12/2810:10 下午
  
  MQTT API Key，請參閱這篇貼文說明。
  
  thanks,
  jeffrey
空老表示:

2021/05/111:55 下午

老師您好，想請問3行程式碼:

const char* mqttUserName = “cubie”; // 使用者名稱，隨意設定

const char* clientID = “yard001”; // 用戶端ID，隨意設定

const char* topic = “channels/頻道ID/publish/你的寫入API KEY”;

使用者名稱以及用戶端ID是只要隨便打就好嗎? 需要按照thingspeak上面的甚麼去打嗎? 還是怎麼樣?

topic的部分是 channels或頻道ID或寫入的API KEY 其中選一個就好嗎?

謝謝老師

回覆
1. cubie表示:
  
  2021/05/117:55 下午
  
  請參閱:
  
  MQTT教學（八）：使用MQTTlens上傳資料到ThingSpeak的MQTT伺服器
  
  thanks,
  jeffrey
kkk777表示:

2022/04/2610:28 上午

請問老師我的序列埠有出現數值,但網站上卻沒有是哪裡有問題嗎?

#include
#include
#include “Timer.h”

#define random(num) (rand() % (num))
#define realtype float
#define NearZero 1.0e-10
#define MoreZero 1.0e-5
#define NearInfi 1.0e10
#define LessInfi 1.0e5
#define pi 3.141592654

uint8_t DACH[]={25, 26};
uint8_t ADCH[]={32, 33, 34, 35, 36, 39, 12, 13, 14, 25, 26, 27};
uint16_t AD_VAL[20];
#define PWM_LED 19
#define BLINK_LED 23
#define LED_BUILTIN 2

#define SERIAL_BAUDRATE 9600

Timer T;
uint32_t TS;

// Replace the next variables with your SSID/Password combination
//const char* ssid = “astrom_wifi”;
//const char* ssid = “astrom1211”;
const char* ssid = “00000000”;
const char* password = “00000000”;

// Add your MQTT Broker IP address, example:
const char* mqttServer = “mqtt3.thingspeak.com”; //ThingSpeak MQTT Server
const char* mqttUserName = “yu”;
//const char* mqttServer = “3.139.80.99”; // NOT WORK
const char* mqttPwd = “kSXyHw/tANI6Rg45SiW8/jpI”; //ThingSpeak MQTT API_Key
const char* clientID = “ExANOjkVFyYCGgcROAgUKwk”;
const char* mqttTopic = “channels/1712894/publish/8MU9ROL8UUQE1UR9”;

WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
uint32_t lastMsg = 0;
char msg[50];
int value = 0;

TaskHandle_t Task[4];
void DaqTask(uint16_t dt)
{
static uint32_t Millis, Micros;
uint32_t nMillis, nMicros;

nMillis = millis();
uint16_t millis_ts = nMillis-Millis;

nMicros = micros();
uint16_t micros_ts = nMicros-Micros;

if (millis_ts>=dt) {
for (uint8_t i=0; i 15000) {
lastMsg = now;
for (uint8_t i=0; i<5; i++) {
msgStr += field[i]+String(AD_VAL[i]); // By "mqtt.thingspeak.com", ThingSpeak MQTT Server to upload datas
}
byte arrSize = msgStr.length() + 1;
char msg[arrSize];

Serial.print("Publish message: ");
Serial.println(msgStr);
msgStr.toCharArray(msg, arrSize);
client.publish(mqttTopic, msg);
}
vTaskDelay(1);
}

回覆