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STM32第十七课：连接云平台进行数据传输

🕗 发布于 2024-07-07 13:19 stm32  嵌入式硬件  单片机  物联网  mcu  

目录

需求

1.通过生活物联网平台设计一个空气质量检测仪app。
2.连接阿里云平台将硬件数据传输到云端，使手机端能够实时收到。
在这里插入图片描述

一、云平台项目创建

先进入阿里云生活服务平台创建一个新项目
在这里插入图片描述
接下来根据步骤一步一步做就行在这里插入图片描述
在定义功能时，记得进行使变量类型和之前代码中定义类型保持一致。
标识符要尽可能简洁明了，后续代码中要一一对应。
在这里插入图片描述

最后点击发布完，扫描二维码下载一个app就能看到设备了。（云智能）

二、代码编写

1.导入MQTT包

本次数据通信模式为MQTT协议，需要按照要求拼接指令。
该指令拼接有大佬在github上发布过做好的函数，所以我们先把人家写好的包加入进来，方便我们后续的快速开发。githubMQTT协议包
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
要使用只需把src里的所有文件加入到工程中即可。

2.连接阿里云

连接阿里云就是先拼接报文，再将拼接好的数组通过wifi模块发送给云端阿里云。
整个包的头文件：#include "MQTTPacket.h"
拼接连接报文函数：MQTTSerialize_connect(unsigned char* buf, int buflen, MQTTPacket_connectData* options)。
参数1：存放连接报文的数组地址。
参数2：存放连接报文数组的大小。
参数3：MQTTPacket_connectData options结构体的数组。
主要就是填一下clientID，password和username。
该部分均可以在阿里云上获取。
返回值：连接报文的长度。

代码如下：

//发送连接报文，链接阿里云
void Ali_SendConnect()
{
uint8_t buf[300]={0};//存放连接报文
uint16_t buflen=0;//报文长度
MQTTPacket_connectData options = MQTTPacket_connectData_initializer;
options.clientID.cstring = clientId;
options.password.cstring = passwd;
options.username.cstring = Username;

//拼接连接报文,返回值是；连接报文的长度
buflen = MQTTSerialize_connect(buf,300,&options);
if(buflen==0)
{
printf("连接报文拼接失败\r\n");
return ;
}
printf("连接报文拼接成功\r\n");
//发送连接
U3_Sendarr(buf,buflen);
}

3.发布数据

发布数据就是将数据传输到云端。
主要就是用到MQTTSerialize_publish()函数

参数1：buf
类型：unsigned char*
描述：指向存储序列化后消息的缓冲区的指针。调用函数时，需要提供足够大小的缓冲区来存储序列化后的消息。

参数2：buflen
类型：int
描述：指定缓冲区的大小，即buf指向的内存块的最大长度。在调用函数之前，需要确保该缓冲区足够大，以防止消息序列化时溢出。

参数3：dup
类型：unsigned char
描述：指示消息是否是一个重复发布的标志。
值：0表示这是第一次发布，1表示这是一个重复发布。

参数4：qos
类型：int
描述：指定发布消息的服务质量等级（QoS级别）。
值：可以是0、1或2，分别代表不同的QoS级别，详情如下：
0：最多一次（At most once）
1：至少一次（At least once）
2：恰好一次（Exactly once）

参数5：retained
类型：unsigned char
描述：指示消息是否应保留在代理（broker）上。
值：0表示不保留，1表示保留。

参数6：packetid
类型：unsigned short
描述：消息标识符（Packet Identifier），用于标识QoS级别为1或2的消息。
值：如果QoS为0，则忽略该字段；如果QoS为1或2，则这个字段用来标识消息。

参数7：topicName
类型：char*
描述：指向发布主题名的C字符串指针。
注意：topicName必须在调用MQTTSerialize_publish函数时已经设置好。

参数8：payload
类型：unsigned char*
描述：指向要发布的消息内容的字节流的指针。
注意：payload必须在调用MQTTSerialize_publish函数时已经设置好。

参数9：payloadlen
类型：int
描述：指定payload的长度，即消息内容的字节数。

注意：payloadlen必须在调用MQTTSerialize_publish函数时已经设置好，并且与实际消息内容长度相匹配。

void MQTT_Send_Publish()
{
char baowen[900]={0};
int baowenlen;
MQTTString topicName;
topicName.cstring =TOPICNAME;
char Load_Massage[500]={0};
sprintf(Load_Massage,"{\
\"method\":\"thing.event.property.post\",\
   \"id\":\"1820044024\",\
    \"params\":{\
       \"TVOC\":%.2f,\
    \"HCHO\":%.2f,\
\"co2\":%.2f,\
\"Humidity\":%.2f,\
\"temperature\":%.2f,\
\"Smoke\":%d,\
        \"lightp\":1\
   },\
   \"version\":\"1.0.0\"\
}",voc,ch2o,co2,hum,tem,adcData.mq2);
baowenlen=MQTTSerialize_publish(baowen,900,0,0,0,0,topicName,Load_Massage,strlen(Load_Massage));
U3_Sendarr(baowen,baowenlen);
}

payload格式：
在这里插入图片描述
版本和id无所谓，主要就是method和参数。

三、关键代码

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "usart.h"
#include "stdio.h"
#include "delay.h"
#include "string.h"
#include "pwm.h"
#include "adc.h"
#include "su03t.h"
#include "dht11.h"
#include "kqm.h"
#include "key.h"
#include "RTC.h"
#include "bsp_lcd.h"
#include "wifi.h"
#include "aliot.h"
uint8_t Send_wifidata[102];
char D_wen[20];
char D_shi[20];
char D_time[20];

extern float voc;
extern float ch2o;
extern float co2;
extern float hum;
extern float tem;
extern ADCARR adcData;
extern const unsigned char gImage_hengliu[153600];
uint8_t key3flag,cntt;
uint32_t sec=0;

int main()
{
  NVIC_SetPriorityGrouping(5);//两位抢占两位次级
      Usart1_Config(); 
  SysTick_Config(72000);
  Esp8266_Config();
  strcpy((char*)Send_wifidata, "hello world");
  Kqm_U4Config();
  Su03t_U5Config();
  DHT11_Config(); 
     Adc_Config();
  RTC_Configuration();
  Wifi_ConnectIP();
  Ali_SendConnect();
    while(1)
    { 
if(ledcnt[0]>=ledcnt[1]){//过去500ms
ledcnt[0]=0;
  Get_Smoke_Light_MidValue();//烟雾光照中位数
DHT11_ReadData();//温湿度
KQM_DealData();//空气质量
Get_Smoke_Light_MidValue();
Delay_ms(5000);
MQTT_Send_Publish();
}
    }
return 0;
}

aliot.c

#include "aliot.h"


//发送连接报文，链接阿里云
void Ali_SendConnect()
{
uint8_t buf[300]={0};//存放连接报文
uint16_t buflen=0;//报文长度
MQTTPacket_connectData options = MQTTPacket_connectData_initializer;
options.clientID.cstring = clientId;
options.password.cstring = passwd;
options.username.cstring = Username;

//拼接连接报文,返回值是；连接报文的长度
buflen = MQTTSerialize_connect(buf,300,&options);
if(buflen==0)
{
printf("连接报文拼接失败\r\n");
return ;
}
printf("连接报文拼接成功\r\n");
//发送连接
U3_Sendarr(buf,buflen);
}

void MQTT_Send_Publish()
{
char baowen[900]={0};
int baowenlen;
MQTTString topicName;
topicName.cstring =TOPICNAME;
char Load_Massage[500]={0};
sprintf(Load_Massage,"{\
\"method\":\"thing.event.property.post\",\
    \"id\":\"1820044024\",\
    \"params\":{\
        \"TVOC\":%.2f,\
    \"HCHO\":%.2f,\
\"co2\":%.2f,\
\"Humidity\":%.2f,\
\"temperature\":%.2f,\
\"Smoke\":%d,\
        \"lightp\":1\
    },\
    \"version\":\"1.0.0\"\
}",voc,ch2o,co2,hum,tem,adcData.mq2);
baowenlen=MQTTSerialize_publish(baowen,900,0,0,0,0,topicName,Load_Massage,strlen(Load_Massage));
U3_Sendarr(baowen,baowenlen);
}

aliot.h

#ifndef _ALIOT_H_
#define _ALIOT_H_
#include "stm32f10x.h"
#include "stdio.h"
#include "wifi.h"
#include "MQTTPacket.h"
#include "string.h"
#include "su03t.h"
#include "adc.h"

extern float voc;
extern float ch2o;
extern float co2;
extern float hum;
extern float tem;
extern ADCARR adcData;

void MQTT_Send_Publish();
void Ali_SendConnect();
#define clientId "a1QAarSERXA.20240704zzz|securemode=2,signmethod=hmacsha256,timestamp=1720146161015|"
#define Username "20240704zzz&a1QAarSERXA"
#define passwd  "8b5d1527f058aeddf2b9606bd13bf68b425fc658fba79d1f8064fddf455ca368"
#define IP "a1QAarSERXA.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com"
#define port "1883"
#define TOPICNAME "/sys/a1QAarSERXA/20240704zzz/thing/event/property/post"

#endif

wifi.c

#include "wifi.h"

WIFIDATA wifidata={0};

//配置串口3  8数据位，0校验位，1停止位，波特率115200
//PB10(TX) PB11(RX)
void Esp8266_Config()
{
 //开时钟：GPIOB，USART3
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3,ENABLE);

  //配置对应的IO口 PB10（tx）:复用推挽 PB11（RX）：浮空输入
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
//PE6
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);


  //配置串口3  8数据位，0校验位，1停止位，波特率115200
USART_InitTypeDef USART_InitStruct = {0};//可以通过结构体类型跳转
USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;//波特率
USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件控制流不开
USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;//打开发送和接收
USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_Init(USART3,&USART_InitStruct);
USART_Cmd(USART3,ENABLE);
    //配置串口3的中断
USART_ITConfig(USART3,USART_IT_RXNE,ENABLE);//USART1->CR1 |= 0x1<<5;//使能串口1的接收非空中断
NVIC_SetPriority(USART3_IRQn,7);//设置优先级0~15
NVIC_EnableIRQ(USART3_IRQn);//使能中断通道
GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_6);
  Delay_nms(500);
}

void USART3_IRQHandler(void)
{

uint8_t data=0;
if((USART3->SR&0x1<<5)!=0)
{//执行该中断函数的原因有很多，所以判断一下是不是接收导致的
data = USART_ReceiveData(USART3);//读操作，同时也是清空中断标志位
wifidata.recvbuf[wifidata.recvcnt] = data;
wifidata.recvcnt++;
wifidata.recvcnt%=1024;
USART_SendData(USART1, data); 
}
}

//串口3发送单字节函数
void Usart3Senddata(uint8_t data)
{
//等待发送完成
while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TC)==0);
//如果上次发送完成，就发送
USART_SendData(USART3,data);
}

//串口3发送数组函数
void U3_Sendarr(uint8_t * data,uint32_t len)
{
uint32_t i=0;
for(i=0;i<len;i++){
Usart3Senddata(*data);
data++;
}
}

void U3_SendStr(uint8_t * data)
{
uint32_t i=0;
while(*data!='\0')
{
Usart3Senddata(*data);
data++;
}
}

uint8_t Wifi_Send_Cmd(char * cmd,char * recv,uint32_t timeout)
{
uint32_t timecnt=0;
memset(&wifidata,0,sizeof(wifidata));
U3_SendStr((uint8_t *)cmd);
while(strstr((char *)wifidata.recvbuf,recv)==NULL){
timecnt++;
Delay_nms(1);
if(timecnt>=timeout){
printf("发送超时失败%s",cmd);
return 1;
 }
}
printf(" 发送成功 ");
return 0;
}

uint8_t Wifi_ConnectIP(void)
{

uint8_t buf[100] = {0};

if(Wifi_Send_Cmd("AT\r\n","OK",1000) != 0){//测试
return 1;
}
if(Wifi_Send_Cmd("AT+CWMODE=1\r\n","OK",2000) != 0){//设置为STA
return 1;
}
if(Wifi_Send_Cmd("AT+CWJAP=\"LEGION-5169\",\"88888888\"\r\n","OK",10000)!= 0){//连接热点
return 1;
}
sprintf((char*)buf,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%s\r\n",IP,port);
if(Wifi_Send_Cmd((char*)buf,"OK",10000)!= 0){//连接服务器
return 1;
}
if(Wifi_Send_Cmd("AT+CIPMODE=1\r\n","OK",1000)!= 0){//开启透传
return 1;
}
if(Wifi_Send_Cmd("AT+CIPSEND\r\n","OK",1000)!= 0){//启动发送功能
return 1;
}
return 0;
}

wifi.h

#ifndef _WIFI_H_
#define _WIFI_H_
#include "stm32f10x.h"
#include "aliot.h"
#include "delay.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
typedef struct{
uint8_t recvbuf[1024];
uint16_t recvcnt;
}WIFIDATA;

void Esp8266_Config();
void U3_SendStr(uint8_t * data);
uint8_t Wifi_Send_Cmd(char * cmd,char * recv,uint32_t timeout);
uint8_t Wifi_ConnectIP(void);
void U3_SendStr(uint8_t * data);
void U3_Sendarr(uint8_t * data,uint32_t len);
#endif

总结

1.当代码将报文发送给串口3时，由于串口3连接的是wifi模块，此时就相当于将报文通过wifi模块传送到云端。
2.将数据传输到串口1时，由于串口1连接的是电脑上，所以相当于将数据打印。


原文地址：https://blog.csdn.net/Jokerblank/article/details/140211726

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