手把手教你完成STM32毗连阿里云平台，代码开源！！！
一、概要[*]利用STM32单片机毗连阿里云平台，实现数据上传与接收
二、整体架构流程
项目详细说明主控STM32F103ZET6通讯串口通讯，波特率：115200、数据位：8、停止位：1、校验：None开发软件STM32CubeMX硬件ESP32-01S 将ESP32-01S单片机串口毗连到STM32串口二，利用AT指令控制wifi模块，毗连阿里云平台；
三、软件流程
3.1 STM32CubeMX生成根本软件
[*]选择主芯片，这里我选择STM32F103ZET6，根据本身环境选择，常用的型号都可以，思绪是一样的；
[*]配置调试口
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/2ffe803e332e45af98999ebc4f895996.png#pic_center这里需要配置为图中所示，因为我用的STLink仿真器，利用Jlink也是一样的。
[*]配置时钟
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/9732ccc48ad245a7a48d018c7a898c4d.png#pic_center因为我利用的是开发板，上面有外部晶振，所以这里我配置为外部时钟。各人可以根据本身的环境选择；
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/36300b73c30e4eefbe5c818057a2a6e6.png#pic_center这里我利用的时钟为外部8M晶振，系统时钟为72M，可以按照这个配置；
[*]串口配置
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/0a3e40a411bd41689bffcefe10106bea.png#pic_center因为这里需要和esp32-01s通讯，所以需要配置串口，波特率115200，其他稳定。我也配置了串口DMA，看各自需求，实在也可以不消配置；
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/994b7994ca324f78a434b131a2051210.png#pic_center
以上就是根本工程配置，输出用Keil编程框架；
3.2 ESP32-01S初始化及配置
这里接纳的是AT指令操作，说直白一点就是，我单片机发送这些指令就可以控制esp32-01s这个wifi模块操作相应动作；
AT：测试AT启动，返回OK
AT+RST：重启模块，返回OK
AT+GMR：查看版本信息，返回 OK ，为8位版本号
AT+CWJAP=“WiFi名字”,“密码”：毗连WiFi
AT+CWAUTOCONN=1：设置开机主动连入Wifi
AT+CIPMUX=1：设置单毗连
AT+CIOBAUD=115200：修改波特率
指令说明实例AT+RST软重启模块TX:OKAT+RESTORE规复出厂设置TX:OK
[*]串口调试助手测试
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e87bb8fadbd34ca4b361f93bd06f02b1.png#pic_center这里发送了一条复位指令，串口会返回相应指令，这样的话，我们STM32就知道是否执行乐成。这就是与wifi模块根本的通讯标题；
[*]毗连wifi热点
首先我们需要对wifi模块进行小小的更新，买到手的模块大概是AT固件，我们需要更新为MQTT固件，详细操作不在这里说明，网上很多；
我们先来毗连一下整个毗连流
1.刚上电，我们可以复位一下wifi模块，发送指令：AT+RST
2.可以重置一下旧配置，以免影响本次操作，发送指令：AT+RESTORE
3.我们需要让wifi模块主动去毗连手机热点，全部需要配置一下模式，发送指令：AT+CWMODE=1
4.因为模块是不知道我们手机热点的名字和密码的，全部我们需要告知模块这两个信息，发送指令AT+CWJAP=“wifi名字”,“wifi密码”
以上操作后在手机上就会看到有设备毗连，名字大概就是esp32…，类似，大差不差的
[*]毗连阿里云平台
毗连阿里云需要本身注册一个平台账号，在平台创建产品与设备，这里就不在阐述了，网上很多的；附上截图一张
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/21e5815bb6974ad3b347ac53df189d25.png#pic_center
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/f3967858bd0d43f39abf94117539a18c.png#pic_center
上面为阿里云平台入口，创建好产品和设备后得到一些数据如下：
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/d56a6f8710284fba8193f2d469985969.png#pic_center这里的MQTT参数就是我们需要的，需要通过AT指令告知wifi模块这里信息数据
3.3 STM32软件实现
以上操作都是通过串口发送字符串，所以我们需要实现的是STM32串口发送字符串，参考程序如下：
void ESP8266_SendString(uint8_t *str,uint8_t len)
{
uint8_t i=0;
for(i=0;i<len;i++)
{
USART2->DR = *str;
str++;
HAL_Delay(1);
}
}
uint8_t ESP8266_SendCmd(uint8_t *cmd,uint8_t *res)
{
uint8_t num = 200;
ESP8266_Clear();
ESP8266_SendString(cmd,strlen((const char *)cmd));
while(num--)
{
if(strstr((const char*)esp_buff,(const char *)res)!=NULL)
{
ESP8266_Clear();
return 0;
}
HAL_Delay(10);
}
return 1;
}
通过上述两个函数，就可以简单实现AT指令发送了，例如：
#define WIFI_NAME "spx24" // wifi名
#define WIFI_PASS "52xiaobai999" // wifi密码
void ESP8266_Init(void)
{
HAL_UART_Receive_DMA(&huart2,esp_buff,ESPBUFF_MAX_SIZE); // 开启DMA接收
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2,UART_IT_IDLE); // 开启串口的空闲中断
while(ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n", "ready"))
while(ESP8266_SendCmd("AT\r\n","OK")){}
while(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n","OK")){}
while(ESP8266_SendCmd("AT+CWJAP=\""WIFI_NAME"\",\""WIFI_PASS"\"\r\n","OK")){}
}
毗连阿里云也是一样的原理，替换成本身的参数即可：
// 设置阿里账号,上云
#define ALI_USERNAME "xxx&k1v5xYRUyUn"
#define ALICLIENTLD "xxx"
#define ALI_PASSWD "xxx"
#define ALI_MQTT_HOSTURL "xxx"
#define ALI_PORT "1883"
#define ALI_TOPIC_SET "/sys/k1v5xYRUyUn/xxx/thing/service/property/set"
#define ALI_TOPIC_POST "/sys/k1v5xYRUyUn/xxx/thing/event/property/post"
void Ali_Yun_Init(void)
{
//设置用户名，密码
while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTUSERCFG=0,1,\"NULL\",\""ALI_USERNAME"\",\""ALI_PASSWD"\",0,0,\"\"\r\n","OK")){}
HAL_Delay(10);
// 设置客服id
while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTCLIENTID=0,\""ALICLIENTLD"\"\r\n","OK")){}
// 连接腾讯云AT+MQTTCONN=0,"iot-06z00b28nanp9ew.mqtt.iothub.aliyuncs.com",1883,1
while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTCONN=0,\""ALI_MQTT_HOSTURL"\",1883,1\r\n","OK")){}
Ali_Yun_Topic();
}
void Ali_Yun_Topic(void)
{
//"AT+MQTTPUB=0,\"发布的主题\",\"";
while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTSUB=0,\""ALI_TOPIC_SET"\",0\r\n","OK")){}
while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTSUB=0,\""ALI_TOPIC_POST"\",0\r\n","OK")){}
}
现在需要上传数据至云平台，或者从云平台下发指令等等操作。在云平台创建一些模块，例如，温度湿度，LED灯等。
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/fe47ca2fe5fb44caaf48e054ebbc5071.png#pic_center
单片机软件实现：
void Ali_Yun_Send(void)
{
uint8_t msg_buf;
uint8_t params_buf;
uint8_t data_value_buf;
uint16_t move_num = 0;
cJSON *send_cjson = NULL;
char *str = NULL;
int i=0;
cJSON *params_cjson = NULL;
memset(msg_buf,0,sizeof(msg_buf));
memset(params_buf,0,sizeof(params_buf));
memset(data_value_buf,0,sizeof(data_value_buf));
send_cjson = cJSON_CreateObject();
params_cjson = cJSON_CreateObject();
cJSON_AddNumberToObject(params_cjson,"temperature",temp_value++);
cJSON_AddNumberToObject(params_cjson,"Humidity",humi_value++);
cJSON_AddItemToObject(send_cjson, "params", params_cjson);
cJSON_AddItemToObject(send_cjson,"version",cJSON_CreateString("1.0.0"));
str = cJSON_PrintUnformatted(send_cjson);
for(i=0;*str!='\0';i++)
{
params_buf = *str;
if(*(str+1)=='"'||*(str+1)==',')
{
params_buf[++i] = '\\';
}
str++;
move_num++;
}
str = str - move_num;
sprintf((char *)msg_buf,"AT+MQTTPUB=0,\""ALI_TOPIC_POST"\",\"%s\",0,0\r\n",params_buf);
ESP8266_SendCmd(msg_buf,"OK");
ESP8266_Clear();
cJSON_Delete(send_cjson);
if(str!=NULL)
{
free(str);
str = NULL;
}
}
四、技能细节
4.1 MQTT
[*]什么是MQTT
消息队列遥测传输协议，是一种基于发布/订阅（Publish/Subscribe）模式的轻量级通讯协议，并且该协议构建于TCP/IP协议之上，我们知道TCP协议本身就具有高可靠性的特点，因此基于其上的MQTT协议同样也是具有高可靠、低开销的特点，之所以低开销，是以为MQTT协议传输的最小的报文也只有两个字节。
https://i-blog.csdnimg.cn/direct/908f64224cc24d0baea70d8424582410.png#pic_center
实现MQTT协议需要客户端和服务器端通讯完成，在通讯过程中，MQTT协议中有三种身份：发布者（Publish）、署理（Broker）（服务器）、订阅者（Subscribe）。其中，消息的发布者和订阅者都是客户端，消息署理是服务器，消息发布者可以同时是订阅者。
MQTT传输的消息分为：主题（Topic）和负载（payload）两部门
[*]Topic，可以理解为消息的类型，订阅者订阅（Subscribe）后，就会收到该主题的消息内容（payload）
[*]payload，可以理解为消息的内容，是指订阅者详细要利用的内容
在我们这里，单片机上传数据时，我们就作为发布者，当接收数据时，我们则作为订阅者，其他操作我们不消过多关心；
[*]cJson
JSON(JavaScript Object Notation, JS 对象简谱) 是一种轻量级的数据交换格式。它基于 ECMAScript (欧洲计算机协会制定的js规范)的一个子集，接纳完全独立于编程语言的文本格式来存储和表现数据。简洁和清晰的条理布局使得 JSON 成为理想的数据交换语言。 易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，并有用地提拔网络传输效率
语法规则如下：
JSON 语法衍生于 JavaScript 对象标志法语法：
[*]数据在名称/值对中
[*]数据由逗号分隔
[*]花括号{}容纳对象
[*]方括号[]容纳数组
举个例子：
{
"information":{
"school": "编程大学",
"grade": 4,
"专业": "软件工程"
}
}
对于我们这里来说，为了完成这个功能，不消相识过多，能用即可。
小结
以上是一个简单的STM32毗连阿里云平台的实例，没有过多操作，很简单。也是为了方便记载本身调试心得，内容有错地方还请各位指出，共同砚习进步；实现这个功能之后就可以由此衍生，如下：
[*]完成真实的数据上传，例如温湿度，GPS定位，烟雾等；
[*]可以云平台下发指令开灯，关灯，以及控制电机等；
[*]也可以编写App对接平台，长途控制单片机；
[*]还可以通过云平台进行IAP升级，云平台好像支持这个长途升级功能；
最后这个程序很简单，网上也有很多参考教程，我也可以发出来给各人一起参考；
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