STM32+ESP8266上传温湿度数据至新版OneNET |
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STM32+ESP8266上传温湿度数据至新版OneNET
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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 < mqttPacket->_size; i++) mqttPacket->_data[i] = 0; } } else { mqttPacket->_memFlag = MEM_FLAG_STATIC; for(; i < mqttPacket->_size; i++) mqttPacket->_data[i] = 0; mqttPacket->_len = 0; if(mqttPacket->_size < size) mqttPacket->_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 < size; ++i) { *len += (in[i] & 0x7f) * multiplier; if(!(in[i] & 0x80)) { return i + 1; } multiplier > 4; //类型检查 if(type < 1 || 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 < 2 || dataPtr[0] & 0x01) //retain return 255; if(remain_len < ((uint16)msgPtr[0] _data == NULL) return 4; memset(mqttPacket->_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 < 0) { MQTT_DeleteBuffer(mqttPacket); return 5; } else mqttPacket->_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 < body_len; i++) mqttPacket._data[mqttPacket._len++] = buf[i]; ESP8266_SendData(mqttPacket._data, mqttPacket._len); //上传数据到平台 UsartPrintf(USART_DEBUG, "Send %d Bytes\r\n", mqttPacket._len); MQTT_DeleteBuffer(&mqttPacket); //删包 } else { UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: EDP_NewBuffer Failed\r\n"); } } } //========================================================== // 函数名称： OneNet_RevPro // // 函数功能： 平台返回数据检测 // // 入口参数： dataPtr：平台返回的数据 // // 返回参数： 无 // // 说明： //========================================================== void OneNet_RevPro(unsigned char *cmd) { MQTT_PACKET_STRUCTURE mqttPacket = {NULL, 0, 0, 0}; //协议包 char *req_payload = NULL; char *cmdid_topic = NULL; unsigned short req_len = 0; unsigned char type = 0; short result = 0; char *dataPtr = NULL; char numBuf[10]; int num = 0; type = MQTT_UnPacketRecv(cmd); switch(type) { case MQTT_PKT_CMD: //命令下发 result = MQTT_UnPacketCmd(cmd, &cmdid_topic, &req_payload, &req_len); //解出topic和消息体 if(result == 0) { UsartPrintf(USART_DEBUG, "cmdid: %s, req: %s, req_len: %d\r\n", cmdid_topic, req_payload, req_len); if(MQTT_PacketCmdResp(cmdid_topic, req_payload, &mqttPacket) == 0) //命令回复组包 { UsartPrintf(USART_DEBUG, "Tips: Send CmdResp\r\n"); ESP8266_SendData(mqttPacket._data, mqttPacket._len); //回复命令 MQTT_DeleteBuffer(&mqttPacket); //删包 } } break; case MQTT_PKT_PUBACK: //发送Publish消息，平台回复的Ack if(MQTT_UnPacketPublishAck(cmd) == 0) UsartPrintf(USART_DEBUG, "Tips: MQTT Publish Send OK\r\n"); break; default: result = -1; break; } ESP8266_Clear(); //清空缓存 if(result == -1) return; dataPtr = strchr(req_payload, '}'); //搜索'}' if(dataPtr != NULL && result != -1) //如果找到了 { dataPtr++; while(*dataPtr >= '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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