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
  
  
  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
  
  
  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；
  
  
  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
  
  
  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；
  
  
  
  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
  
  
  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
  
  
  
  
  
  
  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：
  
  
  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：

1. void ESP8266_SendString(uint8_t *str,uint8_t len)
2. {
3.         uint8_t i=0;
4.         for(i=0;i<len;i++)
5.         {
6.                 USART2->DR = *str;
7.                 str++;
8.                 HAL_Delay(1);
9.         }
10. }
12. uint8_t ESP8266_SendCmd(uint8_t *cmd,uint8_t *res)
13. {
14.         uint8_t num = 200;
15.         ESP8266_Clear();
16.         ESP8266_SendString(cmd,strlen((const char *)cmd));
17.         while(num--)
18.         {
19.                 if(strstr((const char*)esp_buff,(const char *)res)!=NULL)
20.                 {
21.                         ESP8266_Clear();
22.                         return 0;
23.                 }
24.                 HAL_Delay(10);
25.         }
26.         return 1;
27. }

复制代码

通过上述两个函数，就可以简单实现AT指令发送了，例如：

1. #define          WIFI_NAME           "spx24"       // wifi名
2. #define          WIFI_PASS                "52xiaobai999"                // wifi密码
3. void ESP8266_Init(void)
4. {
5.         HAL_UART_Receive_DMA(&huart2,esp_buff,ESPBUFF_MAX_SIZE);    // 开启DMA接收
6.   __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2,UART_IT_IDLE);      // 开启串口的空闲中断
8.         while(ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n", "ready"))
9.        
10.         while(ESP8266_SendCmd("AT\r\n","OK")){}
11.                
12.         while(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n","OK")){}
13.                
14.         while(ESP8266_SendCmd("AT+CWJAP=""WIFI_NAME"",""WIFI_PASS""\r\n","OK")){}
15. }

复制代码

毗连阿里云也是一样的原理，替换成本身的参数即可：

1. // 设置阿里账号,上云
2. #define                 ALI_USERNAME                    "xxx&k1v5xYRUyUn"                     
3. #define                 ALICLIENTLD                    "xxx"       
4. #define                 ALI_PASSWD                            "xxx"
5. #define                 ALI_MQTT_HOSTURL            "xxx"
6. #define                 ALI_PORT                            "1883"       
8. #define      ALI_TOPIC_SET          "/sys/k1v5xYRUyUn/xxx/thing/service/property/set"
9. #define      ALI_TOPIC_POST         "/sys/k1v5xYRUyUn/xxx/thing/event/property/post"
10. void Ali_Yun_Init(void)
11. {
12.         //设置用户名，密码
13.         while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTUSERCFG=0,1,"NULL",""ALI_USERNAME"",""ALI_PASSWD"",0,0,""\r\n","OK")){}
14.         HAL_Delay(10);
15.         // 设置客服id
16.         while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTCLIENTID=0,""ALICLIENTLD""\r\n","OK")){}
17.                
18.         // 连接腾讯云  AT+MQTTCONN=0,"iot-06z00b28nanp9ew.mqtt.iothub.aliyuncs.com",1883,1
19.         while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTCONN=0,""ALI_MQTT_HOSTURL"",1883,1\r\n","OK")){}
20.                
21.         Ali_Yun_Topic();
22. }
24. void Ali_Yun_Topic(void)
25. {
26.         //"AT+MQTTPUB=0,"发布的主题","";
27.         while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTSUB=0,""ALI_TOPIC_SET"",0\r\n","OK")){}
28.                
29.         while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTSUB=0,""ALI_TOPIC_POST"",0\r\n","OK")){}
30. }

复制代码

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。

单片机软件实现：

1. void Ali_Yun_Send(void)
2. {
3.     uint8_t msg_buf[1024];
4.         uint8_t params_buf[1024];
5.         uint8_t data_value_buf[24];
6.         uint16_t move_num = 0;
7.         cJSON *send_cjson = NULL;
8.    
9.         char *str = NULL;
10.         int i=0;       
11.         cJSON *params_cjson = NULL;
12.         memset(msg_buf,0,sizeof(msg_buf));
13.         memset(params_buf,0,sizeof(params_buf));
14.         memset(data_value_buf,0,sizeof(data_value_buf));
15.         send_cjson = cJSON_CreateObject();
16.         params_cjson = cJSON_CreateObject();
17.         cJSON_AddNumberToObject(params_cjson,"temperature",temp_value++);
18.         cJSON_AddNumberToObject(params_cjson,"Humidity",humi_value++);
19.         cJSON_AddItemToObject(send_cjson, "params", params_cjson);
20.         cJSON_AddItemToObject(send_cjson,"version",cJSON_CreateString("1.0.0"));
21.         str = cJSON_PrintUnformatted(send_cjson);
22.         for(i=0;*str!='\0';i++)
23.         {
24.                 params_buf[i] = *str;
25.                 if(*(str+1)=='"'||*(str+1)==',')
26.                 {
27.                         params_buf[++i] = '\\';
28.                 }
29.                 str++;
30.                 move_num++;               
31.         }
32.         str = str - move_num;
33.         sprintf((char *)msg_buf,"AT+MQTTPUB=0,""ALI_TOPIC_POST"","%s",0,0\r\n",params_buf);
34.         ESP8266_SendCmd(msg_buf,"OK");
35.         ESP8266_Clear();
36.         cJSON_Delete(send_cjson);
37.         if(str!=NULL)
38.     {
39.                 free(str);
40.                 str = NULL;
41.         }
42. }

复制代码

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。
  

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：

1. {
2.         "information":{
3.                 "school": "编程大学",
4.              "grade":   4,
5.              "专业":    "软件工程"
6.         }
7. }

复制代码

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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