STM32F103C8T6+ESP-01S+MQTT服务器实现数据的上传和接收（一）
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STM32F103C8T6+ESP-01S+MQTT服务器实现数据的上传和接收（二）
前言
ESP-01S固件烧录
ESP-01S推荐使用安信可官网1471号固件，烧录配置如下图。
主要AT指令
请替换其中<>里面的内容
AT+CWMODE=1
#设置模组进入STA模式
AT+CWJAP="<ssid>","<password>"
#连接wifi
AT+MQTTUSERCFG=0,1,"<Client ID>","<账号>","<密码>",0,0,""
#设置MQTT连接所需要的的参数，包括用户ID（不为空）、账号（admin）以及密码（public）
AT+MQTTCONN=0,"<服务器地址>",<端口号>,<是否重连标志>
#连接mqtt服务器,设置服务器地址，端口号和是否重连标志(0或1)
AT+MQTTPUB=0,"<topic名>","<topic内容>",<QOS>,<retain>
#发布一条topic
AT+MQTTSUB=0,"<topic名>",<QOS>
#订阅一条topic
手写简单的库函数
常量定义
enum ON_OFF{
OFF,
ON
};
enum Qos{
MAX_ONE,
MIN_ONE,
ONLY_ONE
};
enum BackFlag{
UNKNOW,
SUCC,
FAULT
};
enum ESP_MODE{
STA=1,
AP,
AP_STA
};
enum ATBACK_KEYWORDS{
NO,
WIFI_GOT,
};
#define ERROR "\r\nERROR\r\n"
#define OK "\r\nOK\r\n"
#define FAIL "\r\nFAIL\r\n"
#define WIFI_GOT_IP "WIFI GOT IP\r\n"
#define WIFI_CONNECTED "WIFI CONNECTED\r\n"
全局变量声明
enum BackFlag back_flag=UNKNOW; //串口发送AT指令反馈标志 UNKNOW：未发送AT指令或者还未反馈、SUCC:8266反馈OK、FAULT：8266反馈ERROR
char USART_ReceiveString[300]; //串口接收到的数据
enum ATBACK_KEYWORDS ATBack_KeyWords; //用于判断WIFI连接状态
串口初始化
使用PA9、PA10分别连接ESP8266的RXD、TXD引脚。
void usart_init(uint32_t bound) //115200
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
//USART1_TX PA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
关闭AT指令回显
由于每次发送的AT指令都会被8266通过串口再发送回来，为了缓解串口的压力，并且更好的检测到8266反馈的OK或者ERROR，建议关掉AT指令回显，不关掉理论上对库函数的调用不造成影响，没有进行测试，只作理论上说明。（为保证初始化8266正确进行，发送AT指令前后需要使用clearBackFlag()清除8266的反馈标志位，后续代码同理）
void AT_Init(){
clearBackFlag();
printf("ATE0\r\n");
while(back_flag!=SUCC){
if(back_flag==FAULT){
printf("ATE0\r\n");
}
}
clearBackFlag();
}
设置esp8266的工作模式
设置为STA模式，8266作为设备连接其他AP热点或WIFI。
void Esp_Mode(enum ESP_MODE mode){
clearBackFlag();
printf("AT+CWMODE=%d\r\n",mode);//sta mode
while(back_flag!=SUCC){
if(back_flag==FAULT){
printf("AT+CWMODE=%d\r\n",mode);
}
}
clearBackFlag();
}
死板方式配网（不推荐）
系统上电后会等待5s，如果已经连上wifi就不需要进行配网，否则使用固定的wifi密码连接固定的wifi
void WIFI_Connect(char ssid[],char wifi_password[]){
delay_s(5);
if(ATBack_KeyWords!=WIFI_GOT){
Esp_Mode(STA);
clearBackFlag();
printf("AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"\r\n",ssid,wifi_password);
while(back_flag!=SUCC){
if(back_flag==FAULT){
printf("AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"\r\n",ssid,wifi_password);
}
}
clearBackFlag();
}else{
clearATBackKeyWords();
}
}
智能配网（推荐方式）
通过使用WIFI_Connect_Wechat（）调用前面三个函数进行智能配网。
系统上电后会等待5s，如果连上了wifi就不需要进行配网，否则开始进行智能配网，当stm32f103c8t6板载led亮起后，开始进入最长1分钟的智能配网时间，配网成功后可提前结束，led熄灭表示配网结束。
void SmartConfig_ON(){
//开始智能配网
clearBackFlag();
printf("AT+CWSTARTSMART=3\r\n");
while(back_flag!=SUCC){
if(back_flag==FAULT){
printf("AT+CWSTARTSMART=3\r\n");
}
}
clearBackFlag();
}
uint16_t SmartConfig(){
//微信配网过程中 最长持续60s
uint16_t wifi_delay_i=0;
while(ATBack_KeyWords!=WIFI_GOT&&wifi_delay_i<20){
delay_s(3);
wifi_delay_i+=1;
}
return wifi_delay_i<10;
}
void SmartConfig_OFF(){
//停止微信配网
clearBackFlag();
printf("AT+CWSTOPSMART\r\n");
while(back_flag!=SUCC){
if(back_flag==FAULT){
printf("AT+CWSTOPSMART\r\n");
}
}
clearBackFlag();
}
void WIFI_Connect_Wechat(){
delay_s(5);
if(ATBack_KeyWords!=WIFI_GOT){
//如果没有自动连上wifi
Esp_Mode(STA);
SmartConfig_ON();
led_on();
SmartConfig();
led_off();
SmartConfig_OFF();
}else{
clearATBackKeyWords();
}
}
配置MQTT的client ID、用户名、密码
需要注意Client ID不能重复，建议配合时间戳设置Client ID。
void Mqtt_UserCFG(char *client_id,char *username,char *password){
clearBackFlag();
printf("AT+MQTTUSERCFG=0,1,\"%s\",\"%s\",\"%s\",0,0,\"\"\r\n",client_id,username,password);
while(back_flag!=SUCC){
if(back_flag==FAULT){
printf("AT+MQTTUSERCFG=0,1,\"%s\",\"%s\",\"%s\",0,0,\"\"\r\n",client_id,username,password);
}
}
clearBackFlag();
}
连接MQTT服务器
通过ip、端口号连接MQTT服务器。
void Mqtt_Connect(char *ip,char* port,enum ON_OFF reconnect){
clearBackFlag();
printf("AT+MQTTCONN=0,\"%s\",%s,%d\r\n",ip,port,reconnect);
while(back_flag!=SUCC){
if(back_flag==FAULT){
printf("AT+MQTTCONN=0,\"%s\",%s,%d\r\n",ip,port,reconnect);
}
}
clearBackFlag();
}
订阅主题
void Mqtt_SubTopic(char *Topic_Name,enum Qos qos){
clearBackFlag();
printf("AT+MQTTSUB=0,\"%s\",%d\r\n",Topic_Name,qos);
while(back_flag!=SUCC){
if(back_flag==FAULT){
printf("AT+MQTTSUB=0,\"%s\",%d\r\n",Topic_Name,qos);
}
}
clearBackFlag();
}
发布主题
两种用于发布主题的函数，区别是第一种带有8266的反馈判断，如果反馈ERROR会继续发送；第二种没有反馈判断。
void Mqtt_PubTopic(char *Topic_Name,char* data,enum Qos qos,enum ON_OFF retain){
clearBackFlag();
printf("AT+MQTTPUB=0,\"%s\",\"%s\",%d,%d\r\n",Topic_Name,data,qos,retain);
while(back_flag!=SUCC){
if(back_flag==FAULT){
printf("AT+MQTTPUB=0,\"%s\",\"%s\",%d,%d\r\n",Topic_Name,data,qos,retain);
}
}
clearBackFlag();
}
void Mqtt_PubTopic_UsartIT(char *Topic_Name,char* data,enum Qos qos,enum ON_OFF retain){
printf("AT+MQTTPUB=0,\"%s\",\"%s\",%d,%d\r\n",Topic_Name,data,qos,retain);
}
AT指令执行反馈检测
用于检测AT指令执行后返回结果。
uint16_t checkOK(char* res_txt,char*match_txt){
uint16_t res_len,mat_len,flag=1;
res_len=strlen(res_txt);
mat_len=strlen(match_txt);
for(int i=res_len-mat_len,j=0;i<res_len&&j<mat_len;i++,j++){
if(res_txt[i]!=match_txt[j]){
flag=0;
break;
}
}
return flag;
}
判断是否是MQTT订阅的话题消息
当串口接收到数据后，可用当前函数来检测是否是mqtt消息。可对串口数据进行分类处理。
uint16_t info_type(char USART_ReceiveString[]){
//1为mqtt消息 0为普通消息
uint16_t i,flag=1;
char head[13]="+MQTTSUBRECV"; //12+1 +MQTTSUBRECV+'\0'
for(i=0;USART_ReceiveString[i]!='\0'&&i<12;i++){
if(USART_ReceiveString[i]!=head[i]){
flag=0;
break;
}
}
return flag;
}
清除标志位
主要用于发送AT指令前后，辅助其他函数。
void clearBackFlag(){
back_flag=UNKNOW;
}
void clearATBackKeyWords(){
ATBack_KeyWords=NO;
}
MQTT初始化
该函数整合了MQTT初始化函数。订阅test/stm32_server主题的消息，最后会发布一条test/stm32_client话题，内容为{“type”:“init”,“msg”:“success”}，表示初始化完成。
void mqtt_init(char *ip,char* port,char *username,char *password,char *client_id){
delay_s(1);
AT_Init();
WIFI_Connect_Wechat();
Mqtt_UserCFG(client_id,username,password);
Mqtt_Connect(ip,port,ON);
Mqtt_SubTopic("test/stm32_server",MAX_ONE);
Mqtt_PubTopic("test/stm32_client","{\\\"type\\\":\\\"init\\\"\\,\\\"msg\\\":\\\"success\\\"}",ONLY_ONE,OFF);
}