stm32+AT指令+ESP8266接入华为云物联网平台并完成属性上报与命令响应

(示例:stm32f103c8t6+esp01s串口AT指令模式)

流程简介:

stm32+AT指令+ESP8266接入华为云物联网平台并完成属性上报与命令响应

一、 MQTT透传AT固件烧录

      本期教程使用的是stm32+AT指令控制esp01s接入华为云联网平台完成数据上报与命令处理,在先前如果使用Arduino开发过后的esp8266可能已经无法使用AT指令,或者出厂固件不支持全部的MQTT功能,这里我们首先对esp8266进行MQTT固件烧录,如果平时一直在使用原厂固件开发,可跳过第一步,若AT指令无效再按第一步操作。

1. 官网下载烧录工具和固件

烧录工具链接:https://docs.ai-thinker.com/tools

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固件链接:

https://docs.ai-thinker.com/%E5%9B%BA%E4%BB%B6%E6%B1%87%E6%80%BB

大家根据自己需要选择相应的版本,我使用的是esp01s,下载的是1471号

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2. 打开固件烧录工具

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连接usb转ttl模块,点击START,然后保持esp01s的IO0拉低后重新上电

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打开串口助手,按下复位,输入命令”AT”,注意要取消勾选十六进制发送,勾选发送新行,然后检查串口打印工作状况,下图表示正常:

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3. 串口调试

我们即将用到的AT指令可以从官方手册中学习:

https://docs.ai-thinker.com/%E5%9B%BA%E4%BB%B6%E6%B1%87%E6%80%BB

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1) AT+CWMODE=1

设置模块为STA模式

2) AT+CWJAP=”填写wifi名称”,”填写WiFi密码”

连接WiFi,需略微等待片刻,等显示连接后再进行下面的操作

3) AT+MQTTUSERCFG=0,1,”NULL”,”填写用户名”,”填写密码”,0,0,””

设置MQTT的登陆用户名与密码

用户名与密码为华为云MQTT三元组的相关信息,可以在下面的网站生成:https://iot-tool.obs-website.cn-north-4.myhuaweicloud.com/

具体可以参考之前的文章

4) AT+MQTTCLIENTID=0,”填写ClientID”

设置MQTT的ClientID,ClientID华为云MQTT三元组的相关信息,在上一步骤中获取的三元组中查看

5) AT+MQTTCONN=0,”填写MQTT接入的地址”,1883,1

设置MQTT接入地址,华为云物联网平台的地址,比如iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com,具体参考控制台首页的平台接入地址

6) AT+MQTTSUB=0,”订阅的主题tpoic”,1

完成属性上报的话需要先订阅设备属性上报的主题,此处可填写为:

$oc/devices/填写设备ID/sys/properties/report

7) AT+MQTTPUB=0,” 订阅的主题tpoic “,”上报的json数据”,0,0

订阅的主题:

$oc/devices/填写设备ID/sys/properties/report

上报的json数据:

{“services”:[{“service_id”:”填写服务ID”,”properties”:{“填写设备属性”: 填写属性数据值}}]}

建议大家完成这步时,先使用MQTT.fx进行设备属性上报测试,确保数据无误正常上传,具体参数因个人的配置而异

在完成上面的每一步时,系统都会打印一个OK,正常效果如下:

    

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    此时我们可以查看华为云物联网平台的设备属性以及消息记录:

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8) AT+MQTTSUB=0,”订阅的主题topic “,1

此时我们在这填写的是平台下发命令的主题:$oc/devices/填写设备ID/sys/commands/#

9)  进入华为云物联网平台的->监控运维->在线调试,完成命令下发

服务ID与下发命令的创建方法参考以前的文章:

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此时设备会接收到下发的命令:

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接收到命令后我们需要对命令进行响应,即下一步的步骤

10) 特别注意!!!下面两步的操作时间建议接收到命令后的20s以内,超时后平台会认定为同步命令设备响应异常!

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11) AT+MQTTSUB=0,”$oc/devices/填写设备ID /sys/commands/response/request_id=填写接收到的request_id “,1

订阅设备响应平台命令主题,其中接收到的request_id在上图接收到的数据中,我们需要把它拿出来放到新订阅的tpoic的对应位置里

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12)  AT+MQTTPUB=0,”填写上面订阅的含request_id的完整主题”,”填写响应值,可以为空”,0,0

例如:AT+MQTTPUB=0,”$oc/devices/填写设备id/sys/commands/response/request_id=填写request_id “,””,0,0

13) 完成上面的三步操作后,我们可以看到华为云物联网平台已经完成了命令的接收与响应

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此时,我们的设备属性上报与设备命令的接收响应功能就已经完成了,接下来我们完成STM32代替串口助手完成对esp8266的上述控制。

二、 STM32编程

1. 打开STM32CubeMX创建工程

(1)配置串口与LED的GPIO

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(2)打开串口并使能串口中断

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2. 打开工程,编译,下载,检查无误

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3. 串口收发

1) 添加头文件:

#include 
#include 

2) printf重定向

//支持printf函数串口发送
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)
struct __FILE
{
    int handle;
};
FILE __stdout;
void _sys_exit(int x)//避免半主机模式
{
    x=x;
}
int fputc(int ch,FILE *f)
{
    while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕
    USART1->DR=(uint8_t)ch;
    return ch;
}
#endif

4. 发送测试

-------------------------------
-------------------------------
//主函数中插入
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
      printf("Hello esp8266rn");
      delay(4000);
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
​
void delay(int t)
{
  int i,j=0;
  for(i=0;i

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5. 接收测试

​(1)main.c中添加下列声明

char R_data[1024];      //定义结束数据的缓冲区
uint8_t R_length=0;      //定义结束数据的长度
uint8_t R_i=0;        //由于遍历缓冲区数据

(2)重写串口接收中断回调函数

//重写串口接收中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  char analysis_Str[256];
  if(huart->Instance == USART1)
  {
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuffer1,1);
    // save char from uart receive
    if(aRxBuffer1!='n')
      R_data[R_length++]=aRxBuffer1;
                 else 
     for(R_i=0;R_i

(3)在串口初始化后使能串口中断

HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuffer1,1); //使能串口接收中断

运行测试:

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6.  完善主要接入华为云物联网平台的相关代码

(1)接入华为云初始化

void HuaweiIot_init(void)
{
    uint8_t i=0;
    for(i=0;i

 (2) AT命令发送

void AT_write(char atstring[1024])//阻塞等待OK
{
    printf("%s",atstring);
    while(1)
    {
            if(R_data[0]=='O'&&R_data[1]=='K') break;
            else if(R_data[0]=='b'&&R_data[1]=='u'&&R_data[2]=='s'&&R_data[3]=='y')
            {
            }
            else delay(50);
    }
    R_data[0]=R_data[1]=0;
    delay(50);
}

(3) 属性上报

void HuaweiIot_publish(void)
{
    char pubtemp[256];
    if(at_start_flag==1)
    {    
        sprintf(pubtemp,"AT+MQTTPUB=0,"$oc/devices/设备ID/sys/properties/report","{"services":[{"service_id":"服务ID","properties":{"属性": %d}}]}",0,0rn",hometemp++);
        AT_write(pubtemp);
    }
}

(4)串口接收中断回调

//重写串口接收中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    char analysis_Str[256];
    if(huart->Instance == USART1)
    {
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuffer1,1);
        // save char from uart receive
        if(aRxBuffer1!='n')
            R_data[R_length++]=aRxBuffer1;
        else
        {
            if(R_length>=5)
            {
                    if(R_data[0]=='r'&&R_data[1]=='e'&&R_data[2]=='a'&&R_data[3]=='d'&&R_data[4]=='y')
                    {
                            at_start_flag=1;
                            printf("检测到readyrn");
                            memset(R_data,0,sizeof(R_data));//清空缓存区
                    }
            }
                //我的接收数据长度为201,下面采用JSON字符串硬解析的方式,具体下标请根据自己实际接收的参数处理
    //+MQTTSUBRECV:0,"$oc/devices/61fb2d7fde9933029be5ff9e_esp8266_test01/sys/commands/request_id=4152fb5d-e5ae-4b89-b39d-283ba59cf033",68,{"paras":{"led":1},"service_id":"Dev_data","command_name":"Control"}
            if(R_length>200)
            {
                    strncpy(analysis_Str, R_data, 12);//提取出“+MQTTSUBRECV”
                    if(strcmp(analysis_Str,"+MQTTSUBRECV")==0)
                    {
                            memset(analysis_Str,0,sizeof(analysis_Str));//清空缓存区
                            //printf("MQTT命令接收头正确rn");
                            strncpy(request_id, R_data+92, 36);        //提取出request_id
                            //printf("request_id=%srn",request_id);
                            strncpy(analysis_Str, R_data+135, 5);    //提取出"paras"
                            //printf("paras=%srn",analysis_Str);
                            if(strcmp(analysis_Str,"paras")==0)        //有效参数体
                            {
                                    memset(analysis_Str,0,sizeof(analysis_Str));//清空缓存区
                                    strncpy(analysis_Str, R_data+144,3);    //提取出"led"
                                    //printf("att is %srn",analysis_Str);
                                    if(strcmp(analysis_Str,"led")==0)
                                    {
                                            //printf("led set %c",R_data[149]);
                                            memset(analysis_Str,0,sizeof(analysis_Str));//清空缓存区
                                            if(R_data[149]=='0')
                                            {
                                                    //printf("关灯rn");
                                                    printf("AT+MQTTPUB=0,"$oc/devices/设备ID/sys/commands/response/request_id=%s","",0,0rn",request_id);
                                                    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);
                                                    memset(analysis_Str,0,sizeof(analysis_Str));//清空缓存区    
                                            }
                                           else if(R_data[149]=='1')
                                            {
                                                    //printf("开灯rn");
                                                    printf("AT+MQTTPUB=0,"$oc/devices/设备ID/sys/commands/response/request_id=%s","",0,0rn",request_id);
                                                    memset(analysis_Str,0,sizeof(analysis_Str));//清空缓存区        
                                                    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
                                            }                                        
                                    }        
                            }
                    }
                    else
                    {
                        //printf("MQTT命令接收头异常:%srn",analysis_Str);
                        memset(analysis_Str,0,sizeof(analysis_Str));//清空缓存区
                    }
            }
            //else printf("MQTT命令长度异常,长度:%d",R_length);            
            R_length=0;
        }
    }
}

最终效果:

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上述教程完成基本功能的核心代码已经给出,如果需要keil项目文件,可公-众,号搜索“IOT趣制作”,回复关键字“8266at”即可。

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