STM32+ESP8266上传温湿度数据至新版OneNET
本文详细介绍了，STM32连接新版OneNET平台上报温湿度数据的操作与步骤。
使用资源：
STM32F103C8T6、ESP826612F、DHT11温湿度传感器
通讯协议：
MQTT
数据格式：
CJson
一、OneNET平台创建
1. 登录https://open.iot.10086.cn/，注册账号、登录。
2. 点击右上角的“开发者中心”进入产品开发界面
3. 创建产品，点击左侧“产品中心”然后在主界面右侧“创建产品”
创建产品信息：
添加产品物模型信息：点击创建产品的“产品开发”
编辑物模型：点击“设置物模型”，只保留当前温度和当前湿度，删除多余物模型即可
4. 添加设备
点击左侧“设备管理”，然后点击“添加设备”
添加设备信息：
5. 设备信息查看
二、设备端代码编写
主要代码包含：esp8266.c、mqtt.c、onenet.c、main.c
1. esp8266.c
首先对GPIOA进行初始化，将GPIOA0配置为复位引脚。然后进行ESP8266模块的复位操作。接着调用ESP8266_Clear函数清空ESP8266模块的接收缓存区。之后分别发送AT指令，设置模块为STA模式、连接WiFi、连接到OneNet平台。最后输出ESP8266初始化成功的信息。
//单片机头文件
#include "stm32f10x.h"
//网络设备驱动
#include "esp8266.h"
//硬件驱动
#include "delay.h"
#include "usart.h"
//C库
#include
#include
#define ESP8266_WIFI_INFO "AT+CWJAP=\"xxxxxx\",\"xxxxxxx\"\r\n"
#define ESP8266_ONENET_INFO "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"mqtts.heclouds.com\",1883\r\n" //新版OneNET地址
unsigned char esp8266_buf[128];
unsigned short esp8266_cnt = 0, esp8266_cntPre = 0;
//==========================================================
// 函数名称： ESP8266_Clear
//
// 函数功能： 清空缓存
//
// 入口参数： 无
//
// 返回参数： 无
//
// 说明：
//==========================================================
void ESP8266_Clear(void)
{
memset(esp8266_buf, 0, sizeof(esp8266_buf));
esp8266_cnt = 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： ESP8266_WaitRecive
//
// 函数功能： 等待接收完成
//
// 入口参数： 无
//
// 返回参数： REV_OK-接收完成 REV_WAIT-接收超时未完成
//
// 说明： 循环调用检测是否接收完成
//==========================================================
_Bool ESP8266_WaitRecive(void)
{
if(esp8266_cnt == 0) //如果接收计数为0 则说明没有处于接收数据中，所以直接跳出，结束函数
return REV_WAIT;
if(esp8266_cnt == esp8266_cntPre) //如果上一次的值和这次相同，则说明接收完毕
{
esp8266_cnt = 0; //清0接收计数
return REV_OK; //返回接收完成标志
}
esp8266_cntPre = esp8266_cnt; //置为相同
return REV_WAIT; //返回接收未完成标志
}
//==========================================================
// 函数名称： ESP8266_SendCmd
//
// 函数功能： 发送命令
//
// 入口参数： cmd：命令
// res：需要检查的返回指令
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败
//
// 说明：
//==========================================================
_Bool ESP8266_SendCmd(char *cmd, char *res)
{
unsigned char timeOut = 200;
Usart_SendString(USART2, (unsigned char *)cmd, strlen((const char *)cmd));
while(timeOut--)
{
if(ESP8266_WaitRecive() == REV_OK) //如果收到数据
{
if(strstr((const char *)esp8266_buf, res) != NULL) //如果检索到关键词
{
ESP8266_Clear(); //清空缓存
return 0;
}
}
delay_ms(10);
}
return 1;
}
//==========================================================
// 函数名称： ESP8266_SendData
//
// 函数功能： 发送数据
//
// 入口参数： data：数据
// len：长度
//
// 返回参数： 无
//
// 说明：
//==========================================================
void ESP8266_SendData(unsigned char *data, unsigned short len)
{
char cmdBuf[200];
ESP8266_Clear(); //清空接收缓存
sprintf(cmdBuf, "AT+CIPSEND=%d\r\n", len); //发送命令
if(!ESP8266_SendCmd(cmdBuf, ">")) //收到‘>’时可以发送数据
{
Usart_SendString(USART2, data, len); //发送设备连接请求数据
}
}
//==========================================================
// 函数名称： ESP8266_GetIPD
//
// 函数功能： 获取平台返回的数据
//
// 入口参数： 等待的时间(乘以10ms)
//
// 返回参数： 平台返回的原始数据
//
// 说明： 不同网络设备返回的格式不同，需要去调试
// 如ESP8266的返回格式为 "+IPD,x:yyy" x代表数据长度，yyy是数据内容
//==========================================================
unsigned char *ESP8266_GetIPD(unsigned short timeOut)
{
char *ptrIPD = NULL;
do
{
if(ESP8266_WaitRecive() == REV_OK) //如果接收完成
{
ptrIPD = strstr((char *)esp8266_buf, "IPD,"); //搜索“IPD”头
if(ptrIPD == NULL) //如果没找到，可能是IPD头的延迟，还是需要等待一会，但不会超过设定的时间
{
//UsartPrintf(USART_DEBUG, "\"IPD\" not found\r\n");
}
else
{
ptrIPD = strchr(ptrIPD, ':'); //找到':'
if(ptrIPD != NULL)
{
ptrIPD++;
return (unsigned char *)(ptrIPD);
}
else
return NULL;
}
}
// UsartPrintf(USART_DEBUG,"ESP8266_WaitRecive: %s\n", esp8266_buf); //提示打印信息
delay_ms(5); //延时等待
} while(timeOut--);
return NULL; //超时还未找到，返回空指针
}
//==========================================================
// 函数名称： ESP8266_Init
//
// 函数功能： 初始化ESP8266
//
// 入口参数： 无
//
// 返回参数： 无
//
// 说明：
//==========================================================
void ESP8266_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
//ESP8266复位引脚
GPIO_Initure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Initure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //GPIOA0-复位
GPIO_Initure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_Initure);
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);
delay_ms(250);
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_SET);
delay_ms(500);
ESP8266_Clear();
UsartPrintf(USART_DEBUG, "1. AT\r\n");
while(ESP8266_SendCmd("AT\r\n", "OK"))
delay_ms(500);
UsartPrintf(USART_DEBUG, "2. CWMODE\r\n");
while(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n", "OK"))
delay_ms(500);
UsartPrintf(USART_DEBUG, "3. CWJAP\r\n");
while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_WIFI_INFO, "GOT IP"))
delay_ms(500);
UsartPrintf(USART_DEBUG, "4. CIPSTART\r\n");
while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_ONENET_INFO, "CONNECT"))
delay_ms(500);
UsartPrintf(USART_DEBUG, "5. ESP8266 Init OK\r\n");
}
//==========================================================
// 函数名称： USART2_IRQHandler
//
// 函数功能： 串口2收发中断
//
// 入口参数： 无
//
// 返回参数： 无
//
// 说明：
//==========================================================
void USART2_IRQHandler(void)
{
if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断
{
if(esp8266_cnt >= sizeof(esp8266_buf)) esp8266_cnt = 0; //防止串口被刷爆
esp8266_buf[esp8266_cnt++] = USART2->DR;
USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_RXNE);
}
}
2. mqtt.c
MQTT程序编写流程如下：
引入MQTT库和所需的头文件。
连接WiFi网络。
连接MQTT服务器。
订阅需要接收的主题。
在程序中实现消息的发布和接收。
关闭MQTT连接。
主要代码如下：
//协议头文件
#include "MqttKit.h"
//C库
#include
#include "usart.h"
#define CMD_TOPIC_PREFIX "$creq"
//==========================================================
// 函数名称： EDP_NewBuffer
//
// 函数功能： 申请内存
//
// 入口参数： edpPacket：包结构体
// size：大小
//
// 返回参数： 无
//
// 说明： 1.可使用动态分配来分配内存
// 2.可使用局部或全局数组来指定内存
//==========================================================
void MQTT_NewBuffer(MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket, uint32 size)
{
uint32 i = 0;
if(mqttPacket->_data == NULL)
{
mqttPacket->_memFlag = MEM_FLAG_ALLOC;
mqttPacket->_data = (uint8 *)MQTT_MallocBuffer(size);
if(mqttPacket->_data != NULL)
{
mqttPacket->_len = 0;
mqttPacket->_size = size;
for(; i _size; i++)
mqttPacket->_data[i] = 0;
}
}
else
{
mqttPacket->_memFlag = MEM_FLAG_STATIC;
for(; i _size; i++)
mqttPacket->_data[i] = 0;
mqttPacket->_len = 0;
if(mqttPacket->_size _data = NULL;
}
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_DeleteBuffer
//
// 函数功能： 释放数据内存
//
// 入口参数： edpPacket：包结构体
//
// 返回参数： 无
//
// 说明：
//==========================================================
void MQTT_DeleteBuffer(MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
if(mqttPacket->_memFlag == MEM_FLAG_ALLOC)
MQTT_FreeBuffer(mqttPacket->_data);
mqttPacket->_data = NULL;
mqttPacket->_len = 0;
mqttPacket->_size = 0;
mqttPacket->_memFlag = MEM_FLAG_NULL;
}
int32 MQTT_DumpLength(size_t len, uint8 *buf)
{
int32 i = 0;
for(i = 1; i >= 7;
if(len > 0)
{
*buf |= 128;
++buf;
}
else
{
return i;
}
}
return -1;
}
int32 MQTT_ReadLength(const uint8 *stream, int32 size, uint32 *len)
{
int32 i;
const uint8 *in = stream;
uint32 multiplier = 1;
*len = 0;
for(i = 0; i 4; //类型检查
if(type 14)
return status;
if(type == MQTT_PKT_PUBLISH)
{
uint8 *msgPtr;
uint32 remain_len = 0;
msgPtr = dataPtr + MQTT_ReadLength(dataPtr + 1, 4, &remain_len) + 1;
if(remain_len _data, 0, total_len);
/*************************************固定头部***********************************************/
//固定头部----------------------连接请求类型---------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MQTT_PKT_CONNECT _data + mqttPacket->_len);
if(len _len += len;
/*************************************可变头部***********************************************/
//可变头部----------------------协议名长度 和 协议名--------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 0;
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 4;
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 'M';
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 'Q';
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 'T';
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 'T';
//可变头部----------------------protocol level 4-----------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 4;
//可变头部----------------------连接标志(该函数开头处理的数据)-----------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = flags;
//可变头部----------------------保持连接的时间(秒)----------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(cTime);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(cTime);
/*************************************消息体************************************************/
//消息体----------------------------devid长度、devid-------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(devid_len);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(devid_len);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, devid, devid_len);
mqttPacket->_len += devid_len;
// UsartPrintf(USART_DEBUG,"111: %s\r\n", PROID);
// UsartPrintf(USART_DEBUG,"mqttPacket._data content: %s\n", mqttPacket->_data);
//消息体----------------------------will_flag 和 will_msg---------------------------------
if(flags & MQTT_CONNECT_WILL_FLAG)
{
unsigned short mLen = 0;
if(!will_msg)
will_msg = "";
mLen = strlen(will_topic);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(mLen);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(mLen);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, will_topic, mLen);
mqttPacket->_len += mLen;
mLen = strlen(will_msg);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(mLen);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(mLen);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, will_msg, mLen);
mqttPacket->_len += mLen;
}
//消息体----------------------------use---------------------------------------------------
if(flags & MQTT_CONNECT_USER_NAME)
{
unsigned short user_len = strlen(user);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(user_len);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(user_len);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, user, user_len);
mqttPacket->_len += user_len;
}
//消息体----------------------------password----------------------------------------------
if(flags & MQTT_CONNECT_PASSORD)
{
unsigned short psw_len = strlen(password);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(psw_len);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(psw_len);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, password, psw_len);
mqttPacket->_len += psw_len;
}
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_UnPacketConnectAck
//
// 函数功能： 连接消息解包
//
// 入口参数： rev_data：接收的数据
//
// 返回参数： 1、255-失败 其他-平台的返回码
//
// 说明：
//==========================================================
uint8 MQTT_UnPacketConnectAck(uint8 *rev_data)
{
if(rev_data[1] != 2)
return 1;
if(rev_data[2] == 0 || rev_data[2] == 1)
return rev_data[3];
else
return 255;
}
3. onenet.c
函数OneNet_DevLink用于与OneNet平台建立连接；函数MqttOnenet_Savedata将温湿度数据转换为JSON数据形式；函数OneNet_SendData用于上传数据到平台。该代码使用了MQTT协议进行通信。
#define PROID "xxxx" //产品ID
#define AUTH_INFO "xxxxx" //鉴权信息
#define DEVID "xxxx" //设备名称
extern unsigned char esp8266_buf[128];
//==========================================================
// 函数名称： OneNet_DevLink
//
// 函数功能： 与onenet创建连接
//
// 入口参数： 无
//
// 返回参数： 1-成功 0-失败
//
// 说明： 与onenet平台建立连接
//==========================================================
_Bool OneNet_DevLink(void)
{
MQTT_PACKET_STRUCTURE mqttPacket = {NULL, 0, 0, 0}; //协议包
unsigned char *dataPtr;
_Bool status = 1;
UsartPrintf(USART_DEBUG, "OneNet_DevLink\r\n"
"PROID: %s, AUIF: %s, DEVID:%s\r\n"
, PROID, AUTH_INFO, DEVID);
if(MQTT_PacketConnect(PROID, AUTH_INFO, DEVID, 256, 1, MQTT_QOS_LEVEL0, NULL, NULL, 0, &mqttPacket) == 0) //修改clean_session=1
{
ESP8266_SendData(mqttPacket._data, mqttPacket._len); //上传平台
dataPtr = ESP8266_GetIPD(250); //等待平台响应
if(dataPtr != NULL)
{
if(MQTT_UnPacketRecv(dataPtr) == MQTT_PKT_CONNACK)
{
switch(MQTT_UnPacketConnectAck(dataPtr))
{
case 0:UsartPrintf(USART_DEBUG, "Tips: 连接成功\r\n");status = 0;break;
case 1:UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: 连接失败：协议错误\r\n");break;
case 2:UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: 连接失败：非法的clientid\r\n");break;
case 3:UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: 连接失败：服务器失败\r\n");break;
case 4:UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: 连接失败：用户名或密码错误\r\n");break;
case 5:UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: 连接失败：非法链接(比如token非法)\r\n");break;
default:UsartPrintf(USART_DEBUG, "ERR: 连接失败：未知错误\r\n");break;
}
}
}
MQTT_DeleteBuffer(&mqttPacket); //删包
}
else
UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: MQTT_PacketConnect Failed\r\n");
return status;
}
//访问ONENET需要提交JSON数据，就获取到的温湿度转换为JSON数据形式
unsigned char MqttOnenet_Savedata(char *t_payload)
{
extern u8 temperature;
extern u8 humidity;
// u8 temperature = 12; //调试使用
// u8 humidity = 12;
char json[]="{\"id\":\"0\",\"version\":\"1.0\",\"params\":{\"humidity_value\":{\"value\":%d},\"temp_value\":{\"value\":%d}}}"; //更换了JSON数据形式，符合OneNET需求
char t_json[200];
unsigned short json_len;
sprintf(t_json, json, temperature, humidity);
json_len = strlen(t_json)/sizeof(char);
memcpy(t_payload, t_json, json_len);
return json_len;
}
//==========================================================
// 函数名称： OneNet_SendData
//
// 函数功能： 上传数据到平台
//
// 入口参数： type：发送数据的格式
//
// 返回参数： 无
//
// 说明：
//==========================================================
void OneNet_SendData(void)
{
MQTT_PACKET_STRUCTURE mqttPacket = {NULL, 0, 0, 0}; //协议包
char buf[128];
short body_len = 0, i = 0;
UsartPrintf(USART_DEBUG, "Tips: OneNet_SendData-MQTT\r\n");
memset(buf, 0, sizeof(buf)); //清空buff
body_len=MqttOnenet_Savedata(buf);
if(body_len)
{
if(MQTT_PacketSaveData(DEVID, body_len, NULL, 5, &mqttPacket) == 0) //封包
{
for(; i = '0' && *dataPtr = 50) //发送间隔5s
{
UsartPrintf(USART_DEBUG, "温度：%d\r\n",temperature);
UsartPrintf(USART_DEBUG, "湿度：%d\r\n",humidity);
UsartPrintf(USART_DEBUG, "OneNet_SendData\r\n");
// data_len=MqttOnenet_Savedata(send_jason,temperature, humidity);
OneNet_SendData(); //发送数据
timeCount = 0;
ESP8266_Clear();
}
dataPtr = ESP8266_GetIPD(0);
if(dataPtr != NULL)
OneNet_RevPro(dataPtr);
}
}
三、上报效果
不知为何，源码始终上传不成功，需要源码请在评论区留言。
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