Telegram +ESP32自動發報機

這套系統是一個典型的 IoT（物聯網）架構，結合了遠端配置（Python）、通訊中介（MQTT）與硬體執行（ESP32）。

以下我為您拆解這兩支程式的核心運作原理：

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一、 系統架構流程

1. Python 端 (控制台)：使用者輸入 Telegram 的金鑰 (Token) 與警報文字，透過 MQTT 發送到雲端。

2. MQTT Broker (中轉站)：負責在 Python 與 ESP32 之間傳遞訊息，兩者不需要在同一個區域網路。

3. ESP32 端 (執行器)：

   • 接收 MQTT 傳來的設定值。

   • 每 5 秒掃描一次硬體輸入（光耦）。

   • 若有觸發，執行輸出（Relay）並透過 Telegram API 發送通知。

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二、 Python Tkinter 程式詳細解釋

這支程式的角色是 「遠端遙控器」。

• MQTT 連線與 retain=True： 程式使用 paho-mqtt 函式庫。在發送訊息時設置了 retain=True（保留訊息）。這非常重要，因為即使 ESP32 暫時斷電，重新連線後 MQTT Broker 會立刻把最後一次設定好的 Token 發送給 ESP32，不需要人手動重新設定。

• 介面佈局 (GUI)： 使用 tk.Entry 建立輸入框。程式將 6 個 Relay 的訊息儲存在一個列表（List）中，並透過迴圈產生介面，方便擴展與維護。

• 非同步循環 loop_start()： 這讓 Python 介面在等待 MQTT 連線時不會「凍結」，使用者可以一邊修改文字，程式一邊在背景維持與 Server 的連線。

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三、 ESP32 Wokwi 程式詳細解釋

這支程式的角色是 「感測與通訊終端」。

• 定時器邏輯 (millis)： 程式沒有使用 delay(5000)，而是使用 millis() 檢查時間差。

  • 為什麼？ 如果用 delay，ESP32 在這 5 秒內會完全斷訊，無法接收 MQTT 的新訊息。使用 millis() 可以讓 MQTT 接收（mqttClient.loop()）與硬體掃描並行。

• 光耦輸入與 Relay 輸出：

  • 光耦 (Photo Coupler)：通常用於隔離高電壓雜訊，程式設定為 INPUT_PULLDOWN，代表預設是低電位，接收到信號時變為高電位。

  • Relay (繼電器)：對應 6 個輸出，當輸入為 HIGH 時，digitalWrite(relayPins[i], HIGH) 點亮 LED 或驅動繼電器。

• Telegram 通訊：

  • 使用 WiFiClientSecure：因為 Telegram 的伺服器強制要求 HTTPS 加密連線。

  • setInsecure()：在 Wokwi 模擬環境中，我們跳過複雜的憑證驗證，直接建立安全通道。

• 動態初始化 bot 物件： 這是本程式最精巧的地方。ESP32 啟動時並沒有 Token，它會一直等到 MQTT 接收到 alex9ufo/Token 後，才在 callback 函式裡執行 new UniversalTelegramBot。這就是為什麼介面上設定完後，ESP32 的 Pin 2 LED 會亮起。

python tkinter 程式

1) 畫面顯示 連接到 broker.mqtt-dashboard.com (連上綠色)

2) 畫面顯示 主題: alex9ufo/Token 內定 payload:8022701986:AAGymymK9_d12HcTGJWle3mtqHmilxB64_5Zw  可以變更

3) 畫面顯示 主題: alex9ufo/chatID  內定 payload:749652818469   可以變更

4) 畫面顯示 主題: alex9ufo/relay1 內定 payload: 輸入<1> 被觸動   可以變更

5) 畫面顯示 主題: alex9ufo/relay2 內定 payload: 輸入<2> 被觸動   可以變更

6) 畫面顯示 主題: alex9ufo/relay3 內定 payload: 輸入<3> 被觸動   可以變更

7) 畫面顯示 主題: alex9ufo/relay4 內定 payload: 輸入<4> 被觸動   可以變更

8) 畫面顯示 主題: alex9ufo/relay5 內定 payload: 輸入<5> 被觸動   可以變更

9) 畫面顯示 主題: alex9ufo/relay6 內定 payload: 輸入<6> 被觸動   可以變更

input  phtot coupler pin 34,35,32,33,25,26

output relay pin    23,22,21,19,18,5

1) input  phtot coupler pin 34,35,32,33,25,26 , output relay pin 23,22,21,19,18,5  LED pin 2

2) 透過 mqtt  broker.mqtt-dashboard.com 接收主題 : alex9ufo/Token的內容 為telegram bot token 

   接收主題 : alex9ufo/chatID的內容 為telegram chat id 若成功 則 pin 2 輸出 hi LED亮

3) 檢查 input  phtot coupler pin 34,35,32,33,25,26  若是輸入為 hi 則對應 output relay pin    23,22,21,19,18,5 輸出Hi  並 透過 telegram  Token chatID , 輸出對應的內容 輸入<1> .....<6> 被觸動 到 telegram 上通知使用者 

 

Wokwi程式

#include <WiFi.h>

#include <PubSubClient.h>

#include <WiFiClientSecure.h>

#include <UniversalTelegramBot.h>

// WiFi & MQTT 設定

const char* ssid = "Wokwi-GUEST";

const char* password = "";

const char* mqtt_server = "broker.mqtt-dashboard.com";

// 引腳定義

const int inputPins[] = {34, 35, 32, 33, 25, 26};

const int relayPins[] = {23, 22, 21, 19, 18, 5};

const int ledPin = 2; // 系統狀態燈 (MQTT/Telegram 配置成功)

// 設定變數

String telegramToken = "";

String telegramChatID = "";

String relayMessages[6] = {"輸入<1> 被觸動", "輸入<2> 被觸動", "輸入<3> 被觸動",

                           "輸入<4> 被觸動", "輸入<5> 被觸動", "輸入<6> 被觸動"};

bool botInitialized = false;

WiFiClient espClient;

PubSubClient mqttClient(espClient);

WiFiClientSecure secured_client;

UniversalTelegramBot *bot = nullptr;

unsigned long lastCheckTime = 0;

const unsigned long checkInterval = 5000; // 5秒檢查一次

void setup() {

  Serial.begin(115200);

  pinMode(ledPin, OUTPUT);

  digitalWrite(ledPin, LOW);

  for (int i = 0; i < 6; i++) {

    pinMode(inputPins[i], INPUT_PULLDOWN);

    pinMode(relayPins[i], OUTPUT);

    digitalWrite(relayPins[i], LOW);

  }

  setup_wifi();

  mqttClient.setServer(mqtt_server, 1883);

  mqttClient.setCallback(callback);

}

void setup_wifi() {

  WiFi.begin(ssid, password);

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

  Serial.println("\nWiFi Connected");

}

void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {

  String msg = "";

  for (int i = 0; i < length; i++) msg += (char)payload[i];

  String strTopic = String(topic);

  if (strTopic == "alex9ufo/Token") telegramToken = msg;

  else if (strTopic == "alex9ufo/chatID") telegramChatID = msg;

  else {

    for (int i = 1; i <= 6; i++) {

      if (strTopic == "alex9ufo/relay" + String(i)) relayMessages[i-1] = msg;

    }

  }

  // 配置成功檢查

  if (telegramToken.length() > 20 && telegramChatID.length() > 5) {

    digitalWrite(ledPin, HIGH);

    secured_client.setInsecure();

    if (bot != nullptr) delete bot;

    bot = new UniversalTelegramBot(telegramToken, secured_client);

    botInitialized = true;

    Serial.println("Telegram Bot Initialized");

  }

}

void reconnect() {

  while (!mqttClient.connected()) {

    if (mqttClient.connect("ESP32_Alex_Monitor")) {

      mqttClient.subscribe("alex9ufo/Token");

      mqttClient.subscribe("alex9ufo/chatID");

      for(int i=1; i<=6; i++) mqttClient.subscribe(("alex9ufo/relay" + String(i)).c_str());

    } else { delay(5000); }

  }

}

void loop() {

  if (!mqttClient.connected()) reconnect();

  mqttClient.loop();

  // 每 5 秒執行一次檢查

  if (millis() - lastCheckTime > checkInterval) {

    lastCheckTime = millis();

    Serial.println("--- 5秒自動檢查中 ---");

    for (int i = 0; i < 6; i++) {

      if (digitalRead(inputPins[i]) == HIGH) {

        // 1. 點亮對應 Relay/LED

        digitalWrite(relayPins[i], HIGH);

        Serial.printf("Pin %d is HIGH. Relay %d ON.\n", inputPins[i], i+1);

        // 2. 如果 Telegram 已配置，發送對應訊息

        if (botInitialized) {

          if (bot->sendMessage(telegramChatID, relayMessages[i], "")) {

            Serial.println("Telegram sent: " + relayMessages[i]);

          } else {

            Serial.println("Telegram send failed.");

          }

        }

      } else {

        // 如果輸入為 LOW，則關閉 Relay

        digitalWrite(relayPins[i], LOW);

      }

    }

  }

}

Python程式

import tkinter as tk

from tkinter import messagebox

import paho.mqtt.client as mqtt

# MQTT 設定

MQTT_BROKER = "broker.mqtt-dashboard.com"

MQTT_PORT = 1883

class MqttGui:

    def __init__(self, root):

        self.root = root

        self.root.title("MQTT Telegram 遠端配置工具")

        self.root.geometry("550x680")

        # --- 連線狀態區域 ---

        self.status_frame = tk.Frame(root)

        self.status_frame.pack(pady=10)

        self.status_label = tk.Label(self.status_frame, text="MQTT 狀態: 嘗試中...", fg="black")

        self.status_label.pack(side=tk.LEFT)

        self.canvas = tk.Canvas(self.status_frame, width=20, height=20)

        self.status_light = self.canvas.create_oval(5, 5, 15, 15, fill="red")

        self.canvas.pack(side=tk.LEFT)

        # --- Telegram 基本設定 ---

        tk.Label(root, text="[Step 1] 設定 Telegram 憑證", font=('Arial', 10, 'bold')).pack(pady=5)

        

        tk.Label(root, text="主題: alex9ufo/Token").pack()

        self.token_entry = tk.Entry(root, width=60)

        self.token_entry.insert(0, "80122700986:AAGym1ymK9_rd1eHcTGJWl3mtqHmilxB64_5Zw")

        self.token_entry.pack()

        tk.Label(root, text="主題: alex9ufo/chatID").pack(pady=(5,0))

        self.chatid_entry = tk.Entry(root, width=60)

        self.chatid_entry.insert(0, "7916522184369")

        self.chatid_entry.pack()

        # 修正後的分隔線 (使用 Frame 代替 Separator)

        line = tk.Frame(root, height=2, bd=1, relief=tk.SUNKEN)

        line.pack(fill='x', padx=10, pady=15)

        # --- Relay 訊息設定 ---

        tk.Label(root, text="[Step 2] 設定觸發訊息 (可變更)", font=('Arial', 10, 'bold')).pack(pady=5)

        

        self.relay_entries = []

        for i in range(1, 7):

            frame = tk.Frame(root)

            frame.pack(pady=2, anchor="w", padx=40)

            tk.Label(frame, text=f"Relay {i} 訊息:", width=12, anchor="e").pack(side=tk.LEFT)

            entry = tk.Entry(frame, width=35)

            entry.insert(0, f"輸入<{i}> 被觸動")

            entry.pack(side=tk.LEFT, padx=5)

            self.relay_entries.append(entry)

        # --- 按鈕 ---

        self.send_btn = tk.Button(root, text="發送所有設定到 ESP32", 

                                  bg="#4CAF50", fg="white", font=('Arial', 12, 'bold'),

                                  command=self.publish_all_config)

        self.send_btn.pack(pady=25)

        # 初始化 MQTT

        self.client = mqtt.Client()

        self.client.on_connect = self.on_connect

        try:

            # 這裡增加了一個 try-except 避免沒網路時程式崩潰

            self.client.connect(MQTT_BROKER, MQTT_PORT, 60)

            self.client.loop_start()

        except Exception as e:

            print(f"Connect error: {e}")

    def on_connect(self, client, userdata, flags, rc):

        if rc == 0:

            self.status_label.config(text="MQTT 狀態: 已連線", fg="green")

            self.canvas.itemconfig(self.status_light, fill="green")

        else:

            self.status_label.config(text="MQTT 狀態: 連線失敗", fg="red")

    def publish_all_config(self):

        try:

            # 發送 Token 與 ID (保留 retain 讓 ESP32 斷線回來也能抓到)

            self.client.publish("alex9ufo/Token", self.token_entry.get(), retain=True)

            self.client.publish("alex9ufo/chatID", self.chatid_entry.get(), retain=True)

            

            # 發送 6 個 Relay 的自定義訊息

            for i, entry in enumerate(self.relay_entries):

                topic = f"alex9ufo/relay{i+1}"

                self.client.publish(topic, entry.get(), retain=True)

                

            messagebox.showinfo("發送成功", "所有設定已透過 MQTT 更新！")

        except Exception as e:

            messagebox.showerror("錯誤", f"發送失敗: {e}")

if __name__ == "__main__":

    root = tk.Tk()

    app = MqttGui(root)

    root.mainloop()