STM32F103C8T6+ESP-01S+MQTT服务器实现数据的上传和接收（一）

• 前言
• • ESP-01S固件烧录
  • 主要AT指令
• 手写简单的库函数
• • 常量定义
  • 全局变量声明
  • 串口初始化
  • 关闭AT指令回显
  • 设置esp8266的工作模式
  • 死板方式配网（不推荐）
  • 智能配网（推荐方式）
  • 配置MQTT的client ID、用户名、密码
  • 连接MQTT服务器
  • 订阅主题
  • 发布主题
  • AT指令执行反馈检测
  • 判断是否是MQTT订阅的话题消息
  • 清除标志位
  • MQTT初始化

文章目录

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);
}