前端程序员是怎么做物联网开发的

上图是我历时一周做的在线的温湿度可视化项目，可以查看截至目前往前一天的温度、湿度变化趋势，并且实时更新当前温湿度 。

本文可能含有知识诅咒 。

概述和基础讲解

该项目用到的技术有:

• 前端：jq、less、echarts、mqtt.js
• 后端：eggjs、egg-emqtt
• 数据库：mysql
• 服务器：emqx（mqtt broker）
• 硬件：
  • 板子：wemos D1 R2(设计基于 Arduino Uno R3 , 搭载esp8266 wifi模块)
• 调试工具：mqttx、Arduino IDE v2.0.3 使用Arduino C开发

必备知识:

• nodejs（eggjs框架）能面向业务即可
• mysql 能写基本插入查询语句即可
• C语言的基本语法了解即可
• 知道mqtt协议的运作方式即可
• arduino 开发板或任何其他电路板的初步了解即可

简单介绍一下上面几个的知识点:

1. 从来没有后端学习经验的同学，推荐一个全栈项目供你参考： vue-xmw-admin-pro ，该项目用到了 前端VUE、后端eggjs、mysql、redis，对全栈学习很有帮助.

2. mysql 只需要知道最简单的插入和查询语句即可，在本项目中，其实使用mongodb是更合适的，但是我为了方便，直接用了现成的mysql 。

3. 即使你不知道C语言的基本语法，也可以在一小时内快速了解一下，知道简单的定义变量、函数、返回值即可 。

4. MQTT(消息队列遥测传输)是一种网络协议（长连接，意思就是除了客户端可以主动向服务器通信外，服务器也可以主动向客户端发起），也是基于TCP/IP的，适用于算力低下的硬件设备使用，基于发布\订阅范式的消息协议，具体示例如下:

   

   当某客户端想发布消息时，图大概长这样:

   

   由上图可知，当客户端通过验证上线后，还需要订阅主题，当某客户端向某主题发布消息时，只有订阅了该主题的客户端会收到broker的转发.

   举一个简单的例子：你和我，还有他，我们把自己的名字、学号报告给门卫大爷（broker），门卫大爷就同意我们在警卫室玩一会，警卫室有无数块黑板（topic），我们每个人都可以向门卫请求：如果某黑板上被人写了字，请转告给我。门卫会记住每个人的要求，比如当你向一块黑板写了字（你向某topic发送了消息），所有要求门卫告诉的人都会被门卫告知你写了什么（如果你也要求被告知，那么也包括你自己）.

5. 开发板可以被写入程序，程序可以使用简单的代码控制某个针脚的高低电平，或者读取某针脚的数据.

开始

1. 购买 wemos d1开发板、DHT11温湿度传感器，共计19.3元。
2. 使用arduino ide（以下简称ide） 对wemos d1编程需要下载esp8266依赖 参见： Arduino IDE安装esp8266 SDK
3. 在ide的菜单栏选择：文件>首选项>其他开发板管理器地址填入： http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json，可以顺便改个中文
4. 安装ch340驱动参见： win10 安装 CH340驱动 实测win11同样可用
5. 使用 micro-usb 线，连接电脑和开发板，在ide菜单中选择：工具>开发板>esp8266>LOLIN(WEMOS) D1 R2 & mini
6. 选择端口，按win+x，打开设备管理器，查看你的ch340在哪个端口，在ide中选择对应的端口
7. 当ide右下角显示LOLIN(WEMOS) D1 R2 & mini 在comXX上时，连接就成功了
8. 打开ide菜单栏 :文件>示例>esp8266>blink,此时ide会打开新窗口，在新窗口点击左上角的上传按钮，等待上传完成，当板子上的灯一闪一闪，就表明：环境、设置、板子都没问题，可以开始编程了，如果报错，那么一定是哪一步出问题了，我相信你能够根据错误提示找出到底是什么问题，如果实在找不出问题，那么可能买到了坏的板子（故障率还是蛮高的）

wemos d1 针脚中有一个 3.3v电源输出，三个或更多的GND接地口，当安装DHT11传感器元件时，需要将正极插入3.3v口，负极插入GND口，中间的数据线插入随便的数字输入口，比如D5口（D5口的PIN值是14，后面会用到）.

使用DHT11传感器，需要安装库：DHT sensor library by Adafruit , 在ide的左侧栏中的库管理中直接搜索安装即可 。

下面是一个获取DHT11数据的简单示例，如果正常的话，在串口监视器中，会每秒输出温湿度数据 。

                        
                          #include "DHT.h"  //这是依赖或者叫库，或者叫驱动也行
#include "string.h"
#define DHTPIN 14      // DHT11数据引脚连接到D5引脚 D5引脚的PIN值是14
#define DHTTYPE DHT11  // 定义DHT11传感器
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);  //初始化传感器

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  //wemos d1 的波特率是 115200
  pinMode(BUILTIN_LED, OUTPUT); //设置一个输出的LED
  dht.begin();  //启动传感器
}

char* getDHT11Data() {
  float h = dht.readHumidity();  //获取湿度值
  float t = dht.readTemperature(); //获取温度值
  static char data[100];
  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    sprintf(data, "Temperature: %.1f, Humidity: %.1f", 0.0, 0.0); //如果任何一个值没有值，直接返回两个0.0，这样我们就知道传感器可能出问题了
    return data;
  }
  sprintf(data, "Temperature: %.1f, Humidity: %.1f", t, h); //正常就取到值，我这里拼成了一句话
  return data;
}

void loop() {
  char* data = getDHT11Data(); //此处去取传感器值
  Serial.println("got: " + String(data));  // 打印主题内容
  delay(1000); //每次循环延迟一秒
}

                        
                      

继续

到了这一步，如果你用的是普通的arduino uno r3板子，就可以结束了.

取到数据之后，你就可以根据数据做一些其他的事情了，比如打开接在d6引脚上的继电器，而这个继电器控制着一个加湿器.

如果你跟我一样，使用了带wifi网络的板子，就可以继续跟我做.

我们继续分步操作:

设备端：

1. 引入esp8266库（上面已经提到安装过程） 。

   1.                                 
                                        #include "ESP8266WiFi.h"
      
                                      
                                    

2. 安装mqtt客户端库 ，直接在库商店搜索 PubSubClient ，下载 PubSubClient by Nick O'Leary 那一项，下载完成后:

   1.                                 
                                        #include "PubSubClient.h"
      
                                      
                                    

3. 至此，库文件已全部安装引入完毕 。

4. 设置 wifi ssid（即名字） 和 密码，如:

   1.                                 
                                        char* ssid = "2104";
      char* passwd = "13912428897";
      
                                      
                                    

5. 尝试连接 wifi 。

   1.                                 
                                        WiFiClient espClient;
      int isConnect = 0;
      void connectWIFI() {
        isConnect = 0; 
        WiFi.mode(WIFI_STA);  //不知道什么意思，照着写就完了
        WiFi.begin(ssid, passwd); //尝试连接
        int timeCount = 0;  //尝试次数
        while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { //如果没有连上，继续循环
          for (int i = 200; i <= 255; i++) {
            analogWrite(BUILTIN_LED, i);
            delay(2);
          }
          for (int i = 255; i >= 200; i--) {
            analogWrite(BUILTIN_LED, i);
            delay(2);
          }
          // 上两个循环共计200ms左右，在控制LED闪烁而已，你也可以不写
          Serial.println("wifi connecting......" + String(timeCount));
          timeCount++;
          isConnect = 1; //每次都需要把连接状态码设置一下，只有连不上时设置为0
          // digitalWrite(BUILTIN_LED, LOW);
          if (timeCount >= 200) {
            // 当40000毫秒时还没连上，就不连了
            isConnect = 0; //设置状态码为 0
            break;
          }
        }
        if (isConnect == 1) {
          Serial.println("Connect to wifi successfully!" + String("SSID is ") + WiFi.SSID());
          Serial.println(String("mac address is ") + WiFi.macAddress());
          // digitalWrite(BUILTIN_LED, LOW);
          analogWrite(BUILTIN_LED, 250); //设置LED常亮，250的亮度对我来说已经很合适了
          settMqttConfig();  //尝试连接mqtt服务器，在下一步有详细代码
        } else {
          analogWrite(BUILTIN_LED, 255); //设置LED常灭，不要问我为什么255是常灭，因为我的灯是高电平熄灭的
          //连接wifi失败,等待一分钟重连
          delay(60000);
        }
      }
      
                                      
                                    

6. 尝试连接 mqtt 。

   1.                                 
                                        const char* mqtt_server = "larryblog.top";  //这里是我的服务器，当你看到这篇文章的时候，很可能已经没了，因为我的服务器还剩11天到期
      const char* TOPIC = "testtopic";            // 设置信息主题
      const char* client_id = "mqttx_3b2687d2";   //client_id不可重复，可以随便取，相当于你的网名
      PubSubClient client(espClient);
      void settMqttConfig() {
        client.setServer(mqtt_server, 1883);  //设定MQTT服务器与使用的端口，1883是默认的MQTT端口
        client.setCallback(onMessage);  //设置收信函数，当订阅的主题有消息进来时，会进这个函数
        Serial.println("try connect mqtt broker");
        client.connect(client_id, "wemos", "aa995231030");  //后两个参数是用户名密码
        client.subscribe(TOPIC); //订阅主题
        Serial.println("mqtt connected");  //一切正常的话，就连上了
      }
      //收信函数
      void onMessage(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
        Serial.print("Message arrived [");
        Serial.print(topic);  // 打印主题信息
        Serial.print("]：");
        char* payloadStr = (char*)malloc(length + 1);
        memcpy(payloadStr, payload, length);
        payloadStr[length] = '\0';
        Serial.println(payloadStr);  // 打印主题内容
        if (strcmp(payloadStr, (char*)"getDHTData") == 0) {
          char* data = getDHT11Data();
          Serial.println("got: " + String(data));  // 打印主题内容
          client.publish("wemos/dht11", data);
        }
        free(payloadStr);  // 释放内存
      }
      
                                      
                                    

7. 发送消息 。

   1.                                 
                                        client.publish("home/status/", "{device:client_id,'status':'on'}");
      //注意，这里向另外一个主题发送的消息，消息内容就是设备在线，当有其他的客户端（比如web端）订阅了此主题，便能收到此消息
      
                                      
                                    

至此，板子上的代码基本上就写完了，完整代码如下:

                        
                          #include "ESP8266WiFi.h"
#include "PubSubClient.h"
#include "DHT.h"
#include "string.h"
#define DHTPIN 14      // DHT11数据引脚连接到D5引脚
#define DHTTYPE DHT11  // DHT11传感器
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

char* ssid = "2104";
char* passwd = "13912428897";
const char* mqtt_server = "larryblog.top";
const char* TOPIC = "testtopic";            // 订阅信息主题
const char* client_id = "mqttx_3b2687d2";
int isConnect = 0;
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
long lastMsg = 0;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // Set WiFi to station mode
  connectWIFI();
  pinMode(BUILTIN_LED, OUTPUT);
  dht.begin();
}
char* getDHT11Data() {
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();
  static char data[100];
  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
    sprintf(data, "Temperature: %.1f, Humidity: %.1f", 0.0, 0.0);
    return data;
  }
  sprintf(data, "Temperature: %.1f, Humidity: %.1f", t, h);
  return data;
}
void connectWIFI() {
  isConnect = 0;
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, passwd);
  int timeCount = 0;
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    for (int i = 200; i <= 255; i++) {
      analogWrite(BUILTIN_LED, i);
      delay(2);
    }
    for (int i = 255; i >= 200; i--) {
      analogWrite(BUILTIN_LED, i);
      delay(2);
    }
    // 上两个循环共计200ms左右
    Serial.println("wifi connecting......" + String(timeCount));
    timeCount++;
    isConnect = 1;
    // digitalWrite(BUILTIN_LED, LOW);
    if (timeCount >= 200) {
      // 当40000毫秒时还没连上，就不连了
      isConnect = 0;
      break;
    }
  }
  if (isConnect == 1) {
    Serial.println("Connect to wifi successfully!" + String("SSID is ") + WiFi.SSID());
    Serial.println(String("mac address is ") + WiFi.macAddress());
    // digitalWrite(BUILTIN_LED, LOW);
    analogWrite(BUILTIN_LED, 250);
    settMqttConfig();
  } else {
    analogWrite(BUILTIN_LED, 255);
    //连接wifi失败,等待一分钟重连
    delay(60000);
  }
}
void settMqttConfig() {
  client.setServer(mqtt_server, 1883);  //设定MQTT服务器与使用的端口，1883是默认的MQTT端口
  client.setCallback(onMessage);
  Serial.println("try connect mqtt broker");
  client.connect(client_id, "wemos", "aa995231030");
  client.subscribe(TOPIC);
  Serial.println("mqtt connected");
}
void onMessage(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  Serial.print("Message arrived [");
  Serial.print(topic);  // 打印主题信息
  Serial.print("]：");
  char* payloadStr = (char*)malloc(length + 1);
  memcpy(payloadStr, payload, length);
  payloadStr[length] = '\0';
  Serial.println(payloadStr);  // 打印主题内容
  if (strcmp(payloadStr, (char*)"getDHTData") == 0) {
    char* data = getDHT11Data();
    Serial.println("got: " + String(data));  // 打印主题内容
    client.publish("wemos/dht11", data);
  }
  free(payloadStr);  // 释放内存
}
void publishDhtData() {
  char* data = getDHT11Data();
  Serial.println("got: " + String(data));  // 打印主题内容
  client.publish("wemos/dht11", data);
  delay(2000);
}
void reconnect() {
  Serial.print("Attempting MQTT connection...");
  // Attempt to connect
  if (client.connect(client_id, "wemos", "aa995231030")) {
    Serial.println("reconnected successfully");
    // 连接成功时订阅主题
    client.subscribe(TOPIC);
  } else {
    Serial.print("failed, rc=");
    Serial.print(client.state());
    Serial.println(" try again in 5 seconds");
    // Wait 5 seconds before retrying
    delay(5000);
  }
}
void loop() {
  if (!client.connected() && isConnect == 1) {
    reconnect();
  }
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    connectWIFI();
  }
  client.loop();
  publishDhtData();
  long now = millis();
  if (now - lastMsg > 2000) {
    lastMsg = now;
    client.publish("home/status/", "{device:client_id,'status':'on'}");
  }
  // Wait a bit before scanning again
  delay(1000);
}

                        
                      

服务器

刚才的一同操作很可能让人一头雾水，相信大家对上面mqtt的操作还是一知半解的，不过没有关系，通过对服务端的设置，你会对mqtt的机制了解的更加透彻 。

我们需要在服务端部署 mqtt broker，也就是mqtt的消息中心服务器 。

在网络上搜索 emqx , 点击 EMQX: 大规模分布式物联网 MQTT 消息服务器 ，这是一个带有可视化界面的软件，而且画面特别精美，操作特别丝滑，功能相当强大，使用起来基本上没有心智负担。点击立即下载，并选择适合你的服务器系统的版本:

这里拿 ubuntu和windows说明举例，相信其他系统也都大差不差 。

在ubuntu上，推荐使用apt下载，按上图步骤操作即可，如中途遇到其他问题，请自行解决 。

1. sudo ufw status 查看开放端口，一般情况下，你只会看到几个你手动开放过的端口，或者只有80、443端口
2. udo ufw allow 18083 此端口是 emqx dashboard 使用的端口，开启此端口后，可以在外网访问 emqx看板控制台

当你看到如图所示的画面，说明已经开启成功了 。

windows下直接下载安装包，上传到服务器，双击安装即可 。

1. 打开 “高级安全Windows Defender 防火墙”，点击入站规则>新建规则
2. 点击端口 > 下一步
3. 点击TCP、特定本地端口 、输入18083，点击下一步
4. 一直下一步到最后一步，输入名称，推荐输入 emqx 即可

当你看到如图所示画面，说明你已经配置成功了.

完成服务端程序安装和防火墙端口配置后，我们需要配置服务器后台的安全策略，这里拿阿里云举例:

如果你是 ESC 云主机，点击实例>点击你的服务器名>安全组>配置规则>手动添加 。

添加这么一条即可:

如果你是轻量服务器，点击安全>防火墙>添加规则 即可，跟esc设置大差不差.

完成后，可以在本地浏览器尝试访问你的emqx控制台 。

直接输入域名:18083即可，初始用户名为admin，初始密码为public,登录完成后，你便会看到如下画面 。

接下来需要配置 客户端登录名和密码，比如刚刚在设备中写的用户名密码，就是在这个系统中设置的 。

点击 访问控制>认证 > 创建，然后无脑下一步即可，完成后你会看到如下画面 。

点击用户管理，添加用户即可，用户名和密码都是自定义的，这些用户名密码可以分配给设备端、客户端、服务端、测试端使用，可以参考我的配置 。

userClient是准备给前端页面用的 ，server是给后端用的，995231030是我个人自留的超级用户，wemos是设备用的，即上面设备连接时输入的用户名密码.

至此，emqx 控制台配置完成.

下载 mqttx，作为测试端尝试连接一下 。

点击连接，你会发现，根本连接不上...... 。

因为，1883（mqtt默认端口）也是没有开启的，当然，和开启18083的方法一样.

同时，还建议你开启:

• 1803 websocket 默认端口
• 1804 websockets 默认端口
• 3306 mysql默认端口

后面这四个端口都会用到.

当你开启完成后，再次尝试使用mqttx连接broker,会发现可以连接了 。

这个页面的功能也是很易懂的，我们在左侧添加订阅，右侧的聊天框里会出现该topic的消息 。

你是否还记得，在上面的设备代码中，我们在loop中每一秒向 home/status/ 发送一条设备在线的提示，我们现在在这里就收到了.

当你看到这些消息的时候，就说明，你的设备、服务器、emqx控制台已经跑通了.

前后端以及数据库

前端

前端不必多说，我们使用echarts承载展示数据，由于体量较小，我们不使用任何框架，直接使用jq和echarts实现，这里主要讲前端怎么连接mqtt 。

首先引入mqtt库 。

                        
                          <script src="https://cdn.bootcdn.net/ajax/libs/mqtt/4.1.0/mqtt.min.js"></script>

                        
                      

然后设置连接参数 。

                        
                            const options = {
    clean: true, // true: 清除会话, false: 保留会话
    connectTimeout: 4000, // 超时时间
    clientId: 'userClient_' + generateRandomString(),
    //前端客户端很可能比较多，所以这里我们生成一个随机的6位字母加数字作为clientId，以保证不会重复
    username: 'userClient',
    password: 'aa995231030',
  }
   function generateRandomString() {
    let result = '';
    let characters = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789';
    let charactersLength = characters.length;
    for (let i = 0; i < 6; i++) {
      result += characters.charAt(Math.floor(Math.random() * charactersLength));
    }
    return result;
  }
 

                        
                      

连接 。

                        
                            // const connectUrl = 'mqtt://larryblog.top/mqtt' 当然你可以使用mqtt协议，但是有可能会遇到 ssl 跨域的问题，如果你不使用 https 可以忽略这一项，直接使用mqtt即可
  const connectUrl = 'wss://larryblog.top/mqtt' //注意，这里使用了nginx进行转发，后面会讲
  const client = mqtt.connect(connectUrl, options)

                        
                      

因为前端代码不多，我这里直接贴了 。

html

index.html 。

                        
                          <!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <link rel="stylesheet/less" href="./style.less">
  <link rel="stylesheet" href="//at.alicdn.com/t/c/font_3712319_bzaequy11dn.css">
  <script src="https://cdn.bootcdn.net/ajax/libs/less.js/4.1.3/less.js"></script>
  <title>wemos d1 test</title>
</head>

<body>
  <div class="app" id="app">
    <div id="deviceStatus">
      <span class="statusLight"></span>
      <span id="statusText">Loading device status</span>
      <!-- <span class="iconfont icon-xinxi"></span> -->
    </div>
    <div class="container">
      <div class="Temperature">
        <div id="echartsViewTemperature"></div>
        <span>Current temperature:</span>
        <span id="Temperature">loading...</span>
      </div>
      <div class="Humidity">
        <div id="echartsViewHumidity"></div>
        <span>Current humidity:</span>
        <span id="Humidity">loading...</span>
      </div>
    </div>
  </div>
</body>
<script src="./showTip.js"></script>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/moment.js/2.29.4/moment.min.js"></script>
<script src="https://libs.baidu.com/jquery/2.0.0/jquery.min.js"></script>
<script src="https://cdn.bootcdn.net/ajax/libs/mqtt/4.1.0/mqtt.min.js"></script>
<script src="https://cdn.staticfile.org/echarts/4.7.0/echarts.js"></script>
<script src="./echarts.js?v=1.0.0"></script>
<script src="./mqttController.js"></script>

</html>

                        
                      

mqttController.js 。

                        
                          // const mqtt = require('mqtt')
$(document).ready(() => {
  // Welcome to request my open interface. When the device is not online, the latest 2000 pieces of data will be returned
  $.post("https://larryblog.top/api", {
    topic: "getWemosDhtData",
    skip: 0
  },
    (data, textStatus, jqXHR) => {
      setData(data.res)
      // console.log("line:77 data==> ", data)
    },
  );
  // for (let i = 0; i <= 10; i++) {
  //   toast.showToast(1, "test")
  // }
  const options = {
    clean: true, // true: 清除会话, false: 保留会话
    connectTimeout: 4000, // 超时时间
    // Authentication information
    clientId: 'userClient_' + generateRandomString(),
    username: 'userClient',
    password: 'aa995231030',
    // You are welcome to use my open mqtt broker(My server is weak but come on you). When connecting, remember to give yourself a personalized clientId to prevent being squeezed out
    // Topic rule:
    // baseName/deviceId/events
  }
  // 连接字符串, 通过协议指定使用的连接方式
  // ws 未加密 WebSocket 连接
  // wss 加密 WebSocket 连接
  // mqtt 未加密 TCP 连接
  // mqtts 加密 TCP 连接
  // wxs 微信小程序连接
  // alis 支付宝小程序连接
  let timer;
  let isShowTip = 1
  const connectUrl = 'wss://larryblog.top/mqtt'
  const client = mqtt.connect(connectUrl, options)
  client.on('connect', (error) => {
    console.log('已连接:', error)
    toast.showToast("Broker Connected")
    timer = setTimeout(onTimeout, 3500);
    // 订阅主题
    client.subscribe('wemos/dht11', function (err) {
      if (!err) {
        // 发布消息
        client.publish('testtopic', 'getDHTData')
      }
    })
    client.subscribe('home/status/')
    client.publish('testtopic', 'Hello mqtt')

  })
  client.on('reconnect', (error) => {
    console.log('正在重连:', error)
    toast.showToast(3, "reconnecting...")
  })

  client.on('error', (error) => {
    console.log('连接失败:', error)
    toast.showToast(2, "connection failed")
  })
  client.on('message', (topic, message) => {
    // console.log('收到消息：', topic, message.toString())
    switch (topic) {
      case "wemos/dht11":
        const str = message.toString()
        const arr = str.split(", "); // 分割字符串
        const obj = Object.fromEntries(arr.map(s => s.split(": "))); // 转化为对象

        document.getElementById("Temperature").innerHTML = obj.Temperature + " ℃"
        optionTemperature.xAxis.data.push(moment().format("MM-DD/HH:mm:ss"))
        optionTemperature.xAxis.data.length >= 100 && optionTemperature.xAxis.data.shift()
        optionTemperature.series[0].data.length >= 100 && optionTemperature.series[0].data.shift()
        optionTemperature.series[0].data.push(parseFloat(obj.Temperature))
        ChartTemperature.setOption(optionTemperature, true);

        document.getElementById("Humidity").innerHTML = obj.Humidity + " %RH"
        optionHumidity.xAxis.data.push(moment().format("MM-DD/HH:mm:ss"))
        optionHumidity.xAxis.data.length >= 100 && optionHumidity.xAxis.data.shift()
        optionHumidity.series[0].data.length >= 100 && optionHumidity.series[0].data.shift()
        optionHumidity.series[0].data.push(parseFloat(obj.Humidity))
        ChartHumidity.setOption(optionHumidity, true);
        break
      case "home/status/":
        $("#statusText").text("device online")
        deviceOnline()
        $(".statusLight").removeClass("off")
        $(".statusLight").addClass("on")
        clearTimeout(timer);
        timer = setTimeout(onTimeout, 3500);
        break

    }

  })

  function deviceOnline() {
    if (isShowTip) {
      toast.showToast(1, "device online")
    }
    isShowTip = 0
  }

  function setData(data) {
    // console.log("line:136 data==> ", data)
    for (let i = data.length - 1; i >= 0; i--) {
      let item = data[i]
      // console.log("line:138 item==> ", item)
      optionTemperature.series[0].data.push(item.temperature)
      optionHumidity.series[0].data.push(item.humidity)
      optionHumidity.xAxis.data.push(moment(item.updateDatetime).format("MM-DD/HH:mm:ss"))
      optionTemperature.xAxis.data.push(moment(item.updateDatetime).format("MM-DD/HH:mm:ss"))
    }
    ChartTemperature.setOption(optionTemperature);
    ChartHumidity.setOption(optionHumidity);
  }

  function onTimeout() {
    $("#statusText").text("device offline")
    toast.showToast(3, "device offline")
    isShowTip = 1
    document.getElementById("Temperature").innerHTML = "No data"
    document.getElementById("Humidity").innerHTML = "No data"
    $(".statusLight").removeClass("on")
    $(".statusLight").addClass("off")
  }

  function generateRandomString() {
    let result = '';
    let characters = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789';
    let charactersLength = characters.length;
    for (let i = 0; i < 6; i++) {
      result += characters.charAt(Math.floor(Math.random() * charactersLength));
    }
    return result;
  }
});


                        
                      

showTip.js 是我发布在npm上的一个包，如果有需要可以自行npm下载 。

style.less 。

                        
                          * {
  padding: 0;
  margin: 0;
  color: #fff;
}

.app {
  background: #1b2028;
  width: 100vw;
  height: 100vh;
  display: flex;
  flex-direction: column;
  overflow: hidden;

  #deviceStatus {
    display: flex;
    align-items: center;
    gap: 10px;
    padding: 20px;

    .statusLight {
      display: block;
      height: 10px;
      width: 10px;
      border-radius: 100px;
      background: #b8b8b8;

      &.on {
        background: #00a890;
      }

      &.off {
        background: #b8b8b8;
      }
    }
  }

  .container {
    width: 100%;
    height: 0;
    flex: 1;
    display: flex;

    @media screen and (max-width: 768px) {
      flex-direction: column;
    }

    >div {
      flex: 1;
      height: 100%;
      text-align: center;

      #echartsViewTemperature,
      #echartsViewHumidity {
        width: 80%;
        height: 50%;
        margin: 10px auto;
        // background: #eee;
      }
    }
  }
}

                        
                      

echarts.js 这个文件是我自己写的，别学我这种命名方式，这是反例 。

                        
                          let optionTemperature = null
let ChartTemperature = null
$(document).ready(() => {
  setTimeout(() => {
    // waiting
    ChartTemperature = echarts.init(document.getElementById('echartsViewTemperature'));
    ChartHumidity = echarts.init(document.getElementById('echartsViewHumidity'));
    // 指定图表的配置项和数据
    optionTemperature = {
      textStyle: {
        color: '#fff'
      },
      tooltip: {
        trigger: 'axis',
        // transitionDuration: 0,
        backgroundColor: '#fff',
        textStyle: {
          color: "#333",
          align: "left"
        },
      },
      xAxis: {
        min: 0,
        data: [],
        boundaryGap: false,
        splitLine: {
          show: false
        },
        axisLine: {
          lineStyle: {
            color: '#fff'
          }
        }
      },
      yAxis: {
        splitLine: {
          show: false
        },
        axisTick: {
          show: false // 隐藏 y 轴的刻度线
        },
        axisLine: {
          show: false,
          lineStyle: {
            color: '#fff'
          }
        }
      },
      grid: {
        // 为了让标尺和提示框在图表外面，需要将图表向外扩展一点
        left: '10%',
        right: '5%',
        bottom: '5%',
        top: '5%',
        containLabel: true,
      },
      series: [{
        // clipOverflow: false,
        name: '温度',
        type: 'line',
        smooth: true,
        symbol: 'none',
        data: [],
        itemStyle: {
          color: '#00a890'
        },
        areaStyle: {
          color: {
            type: 'linear',
            x: 0,
            y: 0,
            x2: 0,
            y2: 1,
            colorStops: [{
              offset: 0,
              color: '#00a89066' // 0% 处的颜色
            }, {
              offset: 1,
              color: '#00a89000' // 100% 处的颜色
            }],
            global: false // 缺省为 false
          }
        },
        hoverAnimation: true,
        label: {
          show: false,
        },
        markLine: {
          symbol: ['none', 'none'],
          data: [
            {
              type: 'average',
              name: '平均值',
            },
          ],
        },
      }]
    };
    optionHumidity = {
      textStyle: {
        color: '#fff'
      },
      tooltip: {
        trigger: 'axis',
        backgroundColor: '#fff',
        textStyle: {
          color: "#333",
          align: "left"
        },
      },
      xAxis: {
        min: 0,
        data: [],
        boundaryGap: false,
        splitLine: {
          show: false
        },
        axisTick: {
          //x轴刻度相关设置
          alignWithLabel: true,
        },
        axisLine: {
          lineStyle: {
            color: '#fff'
          }
        }
      },
      yAxis: {
        splitLine: {
          show: false
        },
        axisTick: {
          show: false // 隐藏 y 轴的刻度线
        },
        axisLine: {
          show: false,
          lineStyle: {
            color: '#fff'
          }
        }
      },
      grid: {
        // 为了让标尺和提示框在图表外面，需要将图表向外扩展一点
        left: '5%',
        right: '5%',
        bottom: '5%',
        top: '5%',
        containLabel: true,
      },
      // toolbox: {
      //   feature: {
      //     dataZoom: {},
      //     brush: {
      //       type: ['lineX', 'clear'],
      //     },
      //   },
      // },
      series: [{
        clipOverflow: false,
        name: '湿度',
        type: 'line',
        smooth: true,
        symbol: 'none',
        data: [],
        itemStyle: {
          color: '#ffa74b'
        },
        areaStyle: {
          color: {
            type: 'linear',
            x: 0,
            y: 0,
            x2: 0,
            y2: 1,
            colorStops: [{
              offset: 0,
              color: '#ffa74b66' // 0% 处的颜色
            }, {
              offset: 1,
              color: '#ffa74b00' // 100% 处的颜色
            }],
            global: false // 缺省为 false
          }
        },
        hoverAnimation: true,
        label: {
          show: false,
        },
        markLine: {
          symbol: ['none', 'none'],
          data: [
            {
              type: 'average',
              name: '平均值',
            },
          ],
        },
      }]
    };

    // 使用刚指定的配置项和数据显示图表。
    ChartTemperature.setOption(optionTemperature);
    ChartHumidity.setOption(optionHumidity);
  }, 100)
});


                        
                      

当你看到这里，你应该可以在你的前端页面上展示你的板子发来的每一条消息了，但是还远远做不到首图上那种密密麻麻的数据，我并不是把页面开了一天，而是使用了后端和数据库存储了一部分数据.

后端

后端我们分为了两个部分，一个是nodejs的后端程序，一个是nginx代理，这里先讲代理，因为上一步前端的连接需要走这个代理 。

nginx

如果你没有使用https连接，那么可以不看本节，直接使用未加密的mqtt协议，如果你有自己的域名，且申请了ssl证书，那么可以参考我的nginx配置，配置如下 。

                        
                          http {
	sendfile on;
	tcp_nopush on;
	tcp_nodelay on;
	keepalive_timeout 65;
	types_hash_max_size 2048;
	include /etc/nginx/mime.types;
	default_type application/octet-stream;

	##
	# SSL Settings
	##
	server {
    listen 80;
    server_name jshub.cn;
    #将请求转成https
    rewrite ^(.*)$ https://$host$1 permanent;
	}
	server {
        listen 443 ssl;
				server_name jshub.cn;
				location / {
					root /larryzhu/web/release/toolbox;
					index index.html index.htm;
					try_files $uri $uri/ /index.html;
				}
	 location /mqtt {
           proxy_pass http://localhost:8083;
           proxy_http_version 1.1;
           proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
           proxy_set_header Connection "upgrade";
      	 }
        # SSL 协议版本
        ssl_protocols TLSv1.2;
        # 证书
        ssl_certificate /larryzhu/web/keys/9263126_jshub.cn.pem;
        # 私钥
        ssl_certificate_key /larryzhu/web/keys/9263126_jshub.cn.key;
        # ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
        # ssl_ciphers AES128-GCM-SHA256:AES256-GCM-SHA384:AES128-SHA256;

        # 与False Start没关系，默认此项开启，此处减少抓包的干扰而关闭
        # ssl_session_tickets off;

        # return 200 "https ok \n";
  }

                        
                      

注意这只是部分配置，切不可全部覆盖你的配置.

如果你不会使用nginx，说明你无需配置 ssl ,直接使用 mqtt协议即可.

后端程序部分

这里以egg.js框架为例 。

首先需要下载egg.js的插件 egg-emqtt ,直接使用npm下载即可，详细配置和启用方法 参见 MQTT系列实践二 在EGG中使用mqtt 。

上面教程的方法并不全面，可以下载我的示例，仿照着写一下，因为内容相对复杂，地址： https://gitee.com/zhu_yongbo/mqttineggjs 。

其中还包含了 mysql 数据库的连接方法，内有我服务器的地址、mysql开放端口，用户名以及密码，我服务器还剩不到十天到期，有缘人看到我的文章可以对我的服务器为所欲为，没有什么重要数据.

mysql

mysql方面，只需要一个库，一个表即可完成全部工作 。

如图所示，不复杂，仿照我的建库即可 。

有一点，比较重要，因为mysql本身不适用于存储量级太大的数据，我们的数据重复的又比较多，可以考虑一下压缩算法，或者添加一个事件（每次插入时检查数据量是否超过一定值）。像我的板子大概正常累计运行了几天的时间（每两秒一条数据），到目前可以看到已经累计了七十万条数据了，如果不是因为我设置了插入事件，这个数据量已经可以明显影响查询速度了.

可以仿照我的事件，语句如下:

                        
                          DELIMITER $$
CREATE TRIGGER delete_oldest_data
AFTER INSERT ON wemosd1_dht11
FOR EACH ROW
BEGIN
    -- 如果数据量超过43200(每两秒插入一条，这是一天的量)条，调用存储过程删除最早的一条数据
    IF (SELECT COUNT(*) FROM wemosd1_dht11) > 43200 THEN
        CALL delete_oldest();
    END IF;
END$$
DELIMITER ;

-- 创建存储过程
CREATE PROCEDURE delete_oldest()
BEGIN
    -- 删除最早的一条数据
    delete from wemosd1_dht11 order by id asc limit 1
    
END$$
DELIMITER ;


                        
                      

BTW：这是chatGPT教我的，我只进行了一点小小的修改.

这样做会删除id比较小的数据，然后就会导致，id会增长的越来越大，好处是可以看到一共累计了多少条数据。但是如果你不想让id累计，那么可以选择重建id，具体做法，建议你咨询一下chatGPT 。

结语

至此，我们已经完成了前端、后端、设备端三端连通.

我们整体梳理一下数据是怎么一步一步来到我们眼前的:

首先wemos d1开发板会在DHT11温湿度传感器上读取温湿度值，然后开发板把数据通过mqtt广播给某topic，我们的前后端都订阅了此topic，后端收到后，把处理过的数据存入mysql，前端直接使用echarts进行展示，当前端启动时，还可以向后端程序查询历史数据，比如前8000条数据，之后的变化由在线的开发板提供，我们就得到了一个实时的，并且能看到历史数据的温湿度在线大屏.

如果你觉得牛逼，就给我点个赞吧.

最后此篇关于前端程序员是怎么做物联网开发的的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于前端程序员是怎么做物联网开发的的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。