第 23 课：MQTT——远程控制与上报

我是吴老师。这节课是联网单元里最要紧的一节。

我先问你：你桌上那盏灯，离你多远？

零米——你伸手就够着了。所以前面那些课，我们干的是同一件事：让板子替你按开关。按得准、按得及时，但它终归还是"你手边的东西"。

那要是你在学校，灯在家呢？这节课就是解决这个的。 而且我提前说一句：学完你会有点小震动——市面上那些"智能家居"，拆开看就是这个东西。

一、MQTT 不是"打电话"

前面三节课，板子联网干的事都差不多：找到一个人，跟他说话。 第 20 课连上路由器、第 21 课自己当个小网站等着人来看、第 22 课跑去访问一个网址问一句答一句——这些全是"点对点"的：你得知道对方在哪，对方还得在线等着你。

MQTT 换了个完全不一样的思路——你别管对方是谁，你只管把消息扔进一个"邮局"。

邮局模型：发布 / 订阅

先看这张图。图里有三个角色，一个一个说。

"邮局"——中间那个蓝盒子，一台服务器，只干一件事：收消息、转消息。

"主题"（Topic）——邮局墙上一排一排的格子，图上写着 light002、sensor002。你就把它想成信箱格子：谁往这个格子投信，谁订阅了这个格子，谁就拿到信。

剩下就是两个动作，记住这两个词，MQTT 就懂一大半了：

最妙的地方在这儿——图里左边是板子，右边是电脑，它俩互相根本不知道对方存在。 板子不知道是谁发的消息，电脑也不知道板子长什么样——它们只认识那个主题名。

你就想成班里的公告栏。你在上面贴张"明天带跳绳"，你不需要知道谁会来看——张三路过看到了，李四路过也看到了。你贴的时候，是不知道有谁的，这就是"发布"。

那你想每次都看到新内容呢？每天去看一眼——这就是"订阅"。

这个模型为什么牛？ 举个例子你就懂了。假设你做了个"远程开灯"，今天是手机发、板子收。明天你想让妈妈手机也能开这盏灯。

• "打电话"那套：你得改代码，把妈妈手机的地址也加进去，还得重新烧程序。
• "邮局"这套：板子那边一行都不用改。 妈妈手机订阅同一个主题，发消息就完了——邮局自己会转。

看到没有？这就是"加一个设备不用动原来的东西"。 物联网设备能成千上万地往上堆，靠的就是这个。

二、那个"邮局"在哪？

不在你家，也不在板子上。它在互联网上，是别人的一台服务器。 MQTT 这套规矩里必须有一台服务器在中间——总得有个地方摆那些格子。自己在家搭一台也行，但太麻烦了（还得让外网能访问到你家），所以这节课我们用别人搭好的。

我用的是巴法云（bemfa.com）。

三件事，特别容易搞混

第一，它就是互联网上一台独立的服务器。 专门负责收发 MQTT 消息，跟我们前面用的任何东西都没关系。

第二，它跟你的板子走哪条路线没关系，跟 AI Scratch 平台也没关系。

巴法云不属于任何平台。 它就是一个对外的服务——你的 ESP32 能连，我的电脑能连，别人写的 Python 脚本也能连。 大家只是在同一个邮局里收发各自主题的信，跟你用什么工具、什么语言，一点关系都没有。 所以说白了，"MQTT 是什么"这个问题，一半的答案是：大家都去同一个邮局。

第三，参数是这样填的：

有一件事你必须自己动手确认：注册流程和界面。

我把参数核过了，但巴法云的注册页面、按钮位置、菜单叫什么，随时可能改——这类网站改版很勤。所以我不告诉你"点哪个按钮"：你打开 bemfa.com，自己找"注册"、找"控制台"、找"新建主题"、找那个私钥在哪儿显示。

找不着就翻它的帮助文档，或者把界面截图丢给 AI 问"我要新建一个 MQTT 主题，点哪里"——这是完全正当的用法。

一句话：参数按我表里填，界面按你看到的来。

三、本课最值钱的东西：网页调试台

巴法云有个网页调试台——你在浏览器里就能发消息、收消息，一行代码都不用写。

我说它"最值钱"，不是因为它方便，是因为它能救命。两个理由：

第一，它让你先验证"服务器这条路是通的"。 要是你一上来就写板子代码，然后灯不亮——你知道是哪儿的问题吗？ 不知道。可能 WiFi 名字错了、私钥抄错了、主题没建、地址打错了、代码写错了……六七种可能，全挤在一个"没反应"里。

先用调试台自己发一条、自己收一条：通了 → 服务器没问题，毛病在你板子这边，范围直接砍一半；不通 → 跟板子一点关系都没有，你连板子都不用碰。

这就是"对半砍"——链条从中间砍一刀，先确定是哪一半坏了，再砍那一半。这个思路比这门课里任何一行代码都值钱。

第二，你能亲眼看见消息长什么样。 on 到底是 on，还是 on\n，还是别的什么？看得见，你就不会瞎猜。

四、动手

第 1 步：注册，新建一个主题

去 bemfa.com 注册，进控制台，新建一个主题。名字随便起，但要短、好记、别用中文和空格。我用 light002 当例子，你换成你自己的。再找到私钥——那一串字符就是你的"客户端 ID"，等下要填进代码。

私钥别往网上贴。 它相当于你在这个邮局里的账号，别人拿到就能冒充你的设备。截图记得打码。

第 2 步：在调试台里发一条消息

打开调试台，订阅你自己的主题，然后发一条消息，内容写 on。你应该能看到自己发的消息又回来了。 这一步通了，说明服务器这边完全没问题。

等一下，on 是什么意思？

没什么意思。 这就是你自己定的一门暗号——你跟板子说好："发 on 就是开灯，发 off 就是关灯。"服务器完全不管内容，你发"芝麻开门"也行，只要板子那边也认。

（正式叫法是消息内容或者载荷（payload），你以后查资料会看到这个词。）

第 3 步：接好灯

接线跟第 21 课一模一样：VCC → 3.3V，GND → GND，Signal → GPIO3。

还是那盏灯，还是 GPIO3——我们只是换了个方法让它亮。

第 4 步：让板子连上邮局

代码要装一个库。库管理器里搜 PubSubClient（作者是 Nick O'Leary），装上。

然后分三步写，一步一个现象，别一口气全写完。

第一步，只连 WiFi 和服务器，不干别的：

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

const char* WIFI_SSID = "你家的WiFi名字";
const char* WIFI_PASS = "你家的WiFi密码";
const char* MQTT_HOST = "bemfa.com";
const int   MQTT_PORT = 9501;
const char* CLIENT_ID = "你的私钥";
const char* TOPIC     = "light002";   // 换成你建的那个主题名

WiFiClient net;
PubSubClient mqtt(net);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(3, OUTPUT);

  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println();
  Serial.print("WiFi 连上了，IP：");
  Serial.println(WiFi.localIP());   // 能看到 IP，说明 WiFi 这关过了
  mqtt.setServer(MQTT_HOST, MQTT_PORT);
}

void loop() {
  if (!mqtt.connected()) {
    Serial.print("连邮局...");
    if (mqtt.connect(CLIENT_ID)) {
      Serial.println("成功");
      mqtt.subscribe(TOPIC);
      Serial.println("已订阅：" + String(TOPIC));
    } else {
      Serial.print("失败，错误码 ");
      Serial.println(mqtt.state());   // 这个错误码很有用，别忽略它
      delay(3000);
    }
  }
  mqtt.loop();
}

烧进去，看串口。 你要看到三句话：WiFi 连上了、连邮局...成功、已订阅：light002。

那句 mqtt.state() 打印出来的错误码千万别删——连不上的时候，它就是你唯一的线索，比"没反应"强一百倍。这就是第 7 课那句"先打印，再判断"。

第二步，加上"收到消息就点灯"：

void onMessage(char* topic, byte* payload, unsigned int len) {
  String msg;
  for (unsigned int i = 0; i < len; i++) {
    msg += (char)payload[i];
  }

  Serial.print("收到消息：");
  Serial.println(msg);          // 先打印出来看！

  if (msg == "on")  digitalWrite(3, HIGH);
  if (msg == "off") digitalWrite(3, LOW);
}

然后在 setup() 里加一句 mqtt.setCallback(onMessage);——意思是"收到消息就调 onMessage 这个函数"。

现在去网页调试台发一条 on。灯应该亮了。

灯不亮？先看串口有没有打印"收到消息：xxx"。

打印了、但灯不动 → 毛病在你的判断上（on 前面是不是有看不见的空格或换行？一个字符一个字符对）。压根没打印 → 消息没送到板子（回调试台确认主题对不对、板子订阅成功没）。

这就是"对半砍"：先分清是"没收到"还是"收到了没处理"。 这两种毛病的修法完全不一样。

第三步，让板子往回说话——上报。

灯能听你的了，现在反过来：让板子把读到的数据发上去。 顺手把第 11 课的光敏接上（AO 接一个模拟引脚），然后在 loop() 里加：

unsigned long lastSend = 0;

void loop() {
  // ... 前面连服务器的代码不动 ...

  if (millis() - lastSend > 5000) {     // 每 5 秒上报一次
    lastSend = millis();
    int light = analogRead(0);
    mqtt.publish("sensor002", String(light).c_str());   // 注意：发到另一个主题！
    Serial.print("已上报：");
    Serial.println(light);
  }
}

⚠ 这里有个坑，我专门标出来：上报用的是 sensor002，不是 light002。

为什么？因为 MQTT 的规矩是：一条消息会投给所有订阅了这个主题的人——包括发消息的人自己。 你要是在 light002 上又收又发，板子就会把自己刚发出去的数据当成一条新命令收回来，然后一脸茫然地拿光敏数值去跟 on 比——现象就是灯莫名其妙地闪，你查半天代码也查不出来。

这个坑很经典，你迟早会踩，我先说了。 想亲眼看看就把上报也改成 light002 跑一遍——看到灯开始抽风，你就真记住了。规矩就一条：收命令一个主题，发数据一个主题。

记得在控制台里把 sensor002 也建出来。 然后在调试台订阅它，你就能看到板子报上来的光敏数字了。

看到这一步你会有点特别的感觉： 你和板子，一个在电脑前，一个在桌上，中间隔着互联网来回说话——这不就是"物联网"吗？是的，就是。

五、连不上？按这个顺序查

联网的毛病特别烦，因为你什么都看不见。接错一根线你能看见灯不亮，可连不上邮局，你只能看见"没反应"。所以别乱试，按这个顺序一步一步砍：

① 先看串口，看板子说什么。 WiFi 连上了吗？IP 拿到了吗？"连邮局"那句后面跟的是成功还是错误码？第 7 课就讲过：先打印，再判断。 没有串口输出，后面全是在猜。

② 分清楚是哪一段断了。

• WiFi 没连上 → 跟 MQTT、巴法云一点关系都没有。去查第 20 课那套：名字对不对、密码对不对、路由器是不是把新设备挡住了、是不是连了 5G 频段的信号（C3 只认 2.4G）。
• WiFi 通了，邮局连不上 → 才开始查巴法云那边。

③ 一个字符一个字符地核对参数。 这一条最能气死人：bemfa.com 写成 bemfa.con、私钥少复制了一位、主题名多个空格、端口写成 9503 但没开加密。这些错误肉眼看不出来，只能一个字一个字对。

④ 去服务端看一眼——这就是"对半砍"。 调试台订阅一下主题，自己发一条：收得到 → 服务器没问题，是你的设备没上来；收不到 → 服务器这边的事，跟板子无关。 用一个你信得过的客户端替掉一半链路，通不通立刻知道该往哪半边找。

还有一条最重要的：改一个地方，测一次。 学生最常见的自毁操作是一口气改五处然后跑——通了，你不知道是哪一处的功劳；不通，你不知道是哪一处的锅。

六、本课的重点，真不是灯

我知道你最兴奋的是"灯亮了"。但这课的重点不在灯上，在"控制"这件事本身。

你想想刚才发生了什么：你人坐在电脑前，按了一下，桌上（或者几十公里外）的一个东西动了。 你的指令穿过路由器、穿过互联网、经过一台你从没见过的服务器，最后落在一个巴掌大的板子上——中间没有任何一段是你亲手接的。

智能家居、共享单车、远程抄表、大棚的自动浇水，全是这个东西。 换成继电器是空调，换成电机是窗帘，骨架一模一样。

你已经把这个骨架搭出来跑通了。 说实话，很多成年人买回一整套智能家居，也不知道里面到底是怎么回事。你知道了。

自测

本节你要动手做的事

• [ ] 注册巴法云，新建两个主题（一个收命令、一个发数据），把私钥记下来
• [ ] 先在网页调试台里自己发一条、自己收一条——不通就别往下走
• [ ] 接好 LED 模块：Signal → GPIO3，跑通"WiFi + 连邮局 + 订阅"，串口能看到"已订阅"
• [ ] 在调试台发 on / off，看着灯亮灭——这就是远程控制
• [ ] 让板子每 5 秒上报一次光敏读数，在调试台里订阅 sensor002 看它冒数字
• [ ] 故意把主题名改错一个字符，跑一遍，看看串口打印什么——这个错你以后一定会犯，先认识它

这节课的东西很多，你要是卡了两三个小时，太正常了。 联网的坑就是这样：看不见、摸不着，还特别多。

但你带走了两个很重要的东西：一个是"对半砍"的排查思路，一个是"发布/订阅"这个模型。 后面那个，会跟着你很久。

下一节我们换个玩法：不用路由器、不用服务器、不用互联网，两块板子隔空直接说话。

对，两块。 下一节我会先说清楚要准备什么。