ESP8266+STM32+阿里云保姆级教程（AT指令+MQTT）_at+mqttsub

前言：在开发过程中，几乎踩便了所有大坑小坑总结出的文章，我是把坑踩满了，帮助更过小白快速上手，如有错误之处，还麻烦各位大佬帮忙指正、

目录

一、ESP-01s介绍

        1、ESP-01s管脚功能：

                模组启动模式说明：

        2、初始配置和验证:

                模块连接：

                基础AT指令：

二、ESP-01s的MQTT固件烧录

        1、登录安信可官网（欢迎 | 安信可科技 (ai-thinker.com)https://docs.ai-thinker.com/），找到ESP8266的AT指令集、对应的MQTT固件包以及烧录工具。

        2、下载烧录工具

        3、硬件接线（笔者在此处踩坑较多！）

4、测试ESP-01s模块

三、链接阿里云

        1、阿里云配置

        （1）账号注册

          （2）进入物联网平台

        （3）产品创建、发布

        （4）设备创建

        2、ESP-01连接阿里云

        （1）发送AT+RESTORE          //重新启动ESP模块

        （2）发送AT+CWMODE=1        //配置WIFI模式

        （3）发送AT+CIPSNTPCFG=1,8,"cn.ntp.org.cn","ntp.sjtu.edu.cn"     //进行服务器设置

        （4）发送AT+CWJAP="SSID","SSID_password"     //连接wifi

        （5）发送AT+MQTTUSERCFG=0,1,"NULL","name","password",0,0,""   //设置MQTT属性

        （6）发送AT+MQTTCLIENTID=0,"ClienID"     //设置MQTT ID，注意！！要在ID信息每一个”，“前加”\“进行转义！！！

        （7）发送AT+MQTTCONN=0,"域名",1883,1     //发送MQTT域名，域名获取

        （8）完成以上8个步骤后，刷新设备界面即可看到设备已经激活上线！

        （9）发送AT+MQTTSUB=0,"订阅topic",1      //订阅的主题

        3、阿里云功能定义

        （1）创建物理功能模型

        4、上报下发

        （1）数据下发

        （2）数据上报

        （3）日志查看

四、STM32部分

1、串口部分

2、esp8266初始化部分

3、主函数部分

五、总结

---

一、ESP-01s介绍

        1、ESP-01s管脚功能：

                不建议使用USB转TTL模块供电，可能因为电压电流不稳定导致模块工作异常！推荐外部供电！！注意所有模块均要公地！！

                模组启动模式说明：

                        可见ESP-01s模块内部，EN引脚默认拉高，RST引脚默认拉高，IO0默认拉高，IO2默认拉高。IO15默认拉低（ESP01不一样！！，ESP01内部没有默认上拉）

        2、初始配置和验证:

                ESP-01s出厂波特率正常是115200。
                注意：AT指令，控制类都要加回车！！

                模块连接：

                基础AT指令：

                1、初次上电：通过串口输出一串系统开机信息，可能因为电压不稳，导致乱码，以 ready 为准。

                 2、发送AT指令 (以回车结尾)

                3、发送AT+GMR指令（以回车结尾）

二、ESP-01s的MQTT固件烧录

        1、登录安信可官网（欢迎 | 安信可科技 (ai-thinker.com)https://docs.ai-thinker.com/），找到ESP8266的AT指令集、对应的MQTT固件包以及烧录工具。

下载好压缩包解压可得到烧录bin文件

        2、下载烧录工具

解压后打开exe文件

        3、硬件接线（笔者在此处踩坑较多！）

非常非常重要一点，关掉所有串口设备！！包括刚刚测试使用的XCMO串口软件！！避免烧录串口被占用！

想要进行烧录，首先要把ESP-01s模块配置为下载模式！！所有就回到了文章最开始

因此我们需要把GPIO0引脚拉低！进入下载模式！！拉低的方法也非常简单，直接接入GND即可

因此我们应该如下接线：

依次选择烧录文件，手动输入地址0x00,选择好SPI SPEED 和 SPI MODE，点击START

等待下载完成。

下载完成！！

如果在下载过程中仍有其他问题，为大家推荐一下博客http://【烧录esp8266-01、-01s，错误总结 - CSDN App】http://t.csdnimg.cn/iLTtU

4、测试ESP-01s模块

接线如下：（上一步拔掉IO0引脚接线，内部拉高，使模块进入运行模式）

利用串口工具发送AT指令进行测试：

三、链接阿里云

        1、阿里云配置

        （1）账号注册

阿里云-计算，为了无法计算的价值 (aliyun.com)https://www.aliyun.com/?utm_content=se_1015277541,进入阿里云网站，右上角有”注册/登录“，进行注册。

          （2）进入物联网平台

        在此处搜索物联网平台

点击进入

        （3）产品创建、发布

发布产品上线

        （4）设备创建

选取刚刚创建的产品，按需求填写名字

返回设备列表即可看到刚刚创建的产品

        2、ESP-01连接阿里云

        本部分均使用串口助手进行发送，TTL模块与ESP-01s连接参考：

具体AT指令具体含义，请参考乐鑫科技AT命令集，笔者不在过多陈述AT 命令集 — ESP-AT 用户指南 文档 (readthedocs-hosted.com)https://espressif-docs.readthedocs-hosted.com/projects/esp-at/zh-cn/release-v2.2.0.0_esp8266/AT_Command_Set/index.html

每一条指令均要以回车结尾！！！！

        （1）发送AT+RESTORE          //重新启动ESP模块

        （2）发送AT+CWMODE=1        //配置WIFI模式

        （3）发送AT+CIPSNTPCFG=1,8,"cn.ntp.org.cn","ntp.sjtu.edu.cn"     //进行服务器设置

        （4）发送AT+CWJAP="SSID","SSID_password"     //连接wifi

例：AT+CWJAP="lsh","123123321"，输入自己要连接WiFi名称，密码，不是我的！

建议手机开热点，手机端AP频段建议2.4GHz，5GHz可能连接不上，建议名称以及密码简单一点，否则设计转义字符，配置麻烦

        （5）发送AT+MQTTUSERCFG=0,1,"NULL","name","password",0,0,""   //设置MQTT属性

例：AT+MQTTUSERCFG=0,1,"NULL","esp01s&ioieobDLZef","0afdb0cefa107ab0d6ecc9649f6aea332e3380315550ae0a30b8de63fc66caf2",0,0,""

该处设置自己阿里云端的MQTT属性！实际使用过程中，仅需要修改第四位（用户名），第五位（密码）数据即可！

MQTT属性获取

在发送AT指令后

        （6）发送AT+MQTTCLIENTID=0,"ClienID"     //设置MQTT ID，注意！！要在ID信息每一个”，“前加”\“进行转义！！！

ID获取方式

例：AT+MQTTCLIENTID=0,"ioieobDLZef.esp01-s|securemode=2\,signmethod=hmacsha256\,timestamp=1704945210243|"

        （7）发送AT+MQTTCONN=0,"域名",1883,1     //发送MQTT域名，域名获取

例：AT+MQTTCONN=0,"iot-06z00h7yodidaaj.mqtt.iothub.aliyuncs.com",1883,1

        （8）完成以上8个步骤后，刷新设备界面即可看到设备已经激活上线！

        （9）发送AT+MQTTSUB=0,"订阅topic",1      //订阅的主题

订阅信息获取

可以得到订阅主题信息  /ioieobDLZef/${deviceName}/user/get，我们要在${deviceName}部分填入设备名称

例：AT+MQTTSUB=0,"/ioieobDLZef/esp01-s/user/get",1

成功返回OK后，可以在设备Topic列表下看到订阅主题信息

        至此你的ESP-01s已经成功接入阿里云平台了！！！

        3、阿里云功能定义

        （1）创建物理功能模型

需要先撤销发布，才可以编辑功能定义，添加模型功能

功能信息按需求填写

可以在此处看到我们刚刚定义的功能模型

成功发布后即可在设备中看到物理型数据

        4、上报下发

        （1）数据下发

成功发送后可以在串口助手中看到下发信息

        （2）数据上报

发送AT+MQTTPUB=0,"发布topic","AJson格式内容",1,0    //发布主题

json数据格式，{\"params\":{\"LEDSwitch\":20}}，其中LEDSwitch为属性的标识符

发布主题获取

可以的到发布主题信息/sys/ioieobDLZef/${deviceName}/thing/event/property/post   我们需要在${deviceName}部分填写设备名称

例：AT+MQTTPUB=0,"/sys/ioieobDLZef/esp01-s/thing/event/property/post","{\"params\":{\"LEDSwitch\":1}}",1,0

可以在阿里云端物理型数据中看到我们上传的数据

可以看到我们的阿里云物模型数据“开关”已经被我们使用AT指令修改成了开启！！！！！！

        （3）日志查看

四、STM32部分

1、串口部分

有关串口部分的知识笔者不在过多阐述，此处引用正点原子串口实验代码

usart.c

#include "sys.h"
#include "usart.h"	  
// 	 
//如果使用ucos,则包括下面的头文件即可.
#if SYSTEM_SUPPORT_UCOS
#include "includes.h"					//ucos 使用	  
#endif
	  
 
 
//
//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB	  
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)             
//标准库需要的支持函数                 
struct __FILE 
{ 
	int handle; 
 
}; 
 
FILE __stdout;
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式    
void _sys_exit(int x) 
{ 
	x = x; 
} 
//重定义fputc函数 
int fputc(int ch, FILE *f)
{      
	while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   
    USART1->DR = (u8) ch;      
	return ch;
}
#endif 
 
/*使用microLib的方法*/
 /* 
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET) {}	
   
    return ch;
}
int GetKey (void)  { 
    while (!(USART1->SR & USART_FLAG_RXNE));
    return ((int)(USART1->DR & 0x1FF));
}
*/
 
#if EN_USART1_RX   //如果使能了接收
//串口1中断服务程序
//注意,读取USARTx->SR能避免莫名其妙的错误   	
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
//接收状态
//bit15，	接收完成标志
//bit14，	接收到0x0d
//bit13~0，	接收到的有效字节数目
u16 USART_RX_STA=0;       //接收状态标记	  
  
void uart_init(u32 bound){
    //GPIO端口设置
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
//	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);	//使能USART1，GPIOA时钟以及复用功能时钟
     //USART1_TX   PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//复用推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
   
    //USART1_RX	  PA.10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  
 
//   //Usart1 NVIC 配置
 
//    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
//	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
//	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		//子优先级3
//	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
//	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器
//  
   //USART 初始化设置
 
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收发模式
 
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口 
 
}
 
//void USART1_IRQHandler(void)                	//串口1中断服务程序
//	{
//	u8 Res;
//#ifdef OS_TICKS_PER_SEC	 	//如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.
//	OSIntEnter();    
//#endif
//	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾)
//		{
//		Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);	//读取接收到的数据
//		
//		if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
//			{
//			if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
//				{
//				if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
//				else USART_RX_STA|=0x8000;	//接收完成了 
//				}
//			else //还没收到0X0D
//				{	
//				if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
//				else
//					{
//					USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
//					USART_RX_STA++;
//					if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收	  
//					}		 
//				}
//			}   		 
//     } 
//#ifdef OS_TICKS_PER_SEC	 	//如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了.
//	OSIntExit();  											 
//#endif
//} 
#endif	
 

usart.h

#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include "stdio.h"	
#include "sys.h" 
//	 
//本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途
//ALIENTEK STM32开发板
//串口1初始化		   
//正点原子@ALIENTEK
//技术论坛:www.openedv.com
//修改日期:2012/8/18
//版本：V1.5
//版权所有，盗版必究。
//Copyright(C) 广州市星翼电子科技有限公司 2009-2019
//All rights reserved
//********************************************************************************
//V1.3修改说明 
//支持适应不同频率下的串口波特率设置.
//加入了对printf的支持
//增加了串口接收命令功能.
//修正了printf第一个字符丢失的bug
//V1.4修改说明
//1,修改串口初始化IO的bug
//2,修改了USART_RX_STA,使得串口最大接收字节数为2的14次方
//3,增加了USART_REC_LEN,用于定义串口最大允许接收的字节数(不大于2的14次方)
//4,修改了EN_USART1_RX的使能方式
//V1.5修改说明
//1,增加了对UCOSII的支持
#define USART_REC_LEN  			200  	//定义最大接收字节数 200
#define EN_USART1_RX 			1		//使能（1）/禁止（0）串口1接收
extern u8  USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符 
extern u16 USART_RX_STA;         		//接收状态标记	
//如果想串口中断接收，请不要注释以下宏定义
void uart_init(u32 bound);
#endif
 

2、esp8266初始化部分

原理很简单，通过串口利用printf函数进行打印AT指令。

需要注意的是：AT指令中，部分涉及转义字符！！！！例如：“ " ”要换为“ \" ”，“ \ ”要换为“ \\ ”，这里尤为要注意，因为是最容易忽略的地方，笔者在此处踩坑极多！！！所有的AT指令发送都必须加回车换行，既需要在AT指令末尾天界回车换行符”\r\n“。

esp8266.c 

#include "esp8266.h"
#include "usart.h"
#include "stm32f10x_usart.h"
#include "delay.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "esp8266.h"
void ESP8266_Init(void)
{
//	u16 t;  
//	u16 len;
//	u16 times=0;
	delay_init();       //延时函数初始化   
//NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
//uart_init(115200); //串口初始化为11520
	
	//重启ESP
	printf("AT+RESTORE\r\n");
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
	//wifi模式设置
	printf("AT+CWMODE=1\r\n");
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
	//服务器设置
	printf("AT+CIPSNTPCFG=1,8,\"cn.ntp.org.cn\",\"ntp.sjtu.edu.cn\"\r\n");		
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000); 
		delay_ms(1000);
	//wifi名称，WiFi密码
	printf("AT+CWJAP=\"lsh\",\"123123321\"\r\n");
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
	//MQTT名称，MQTT密码
	printf("AT+MQTTUSERCFG=0,1,\"NULL\",\"qOGoHHGwQpSqD4sBgEwA&ioiec5QMWli\",\"ca1a82cf02c1c8b243edeecd82433a2a1784d525c7ccc0abb8f41837bf2afdfe\",0,0,\"\"\r\n");
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
	//MQTTID
	printf("AT+MQTTCLIENTID=0,\"ioiec5QMWli.qOGoHHGwQpSqD4sBgEwA|securemode=2\\,signmethod=hmacsha256\\,timestamp=1702798229653|\"\r\n");
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
	//MQTT域名
	printf("AT+MQTTCONN=0,\"iot-06z00h7yodidaaj.mqtt.iothub.aliyuncs.com\",1883,1\r\n");
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
	//订阅消息
	printf("AT+MQTTSUB=0,\"/ioiec5QMWli/qOGoHHGwQpSqD4sBgEwA/user/get\",1\r\n");
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
		delay_ms(1000);
//printf("AT+MQTTPUB=0,\"/a1A4PwdrMWk/ESP8268/user/update\",\"{\\\"LED\\\":1}\",1,0\r\n");
//  while(1)
//	{
//  if(USART_RX_STA&0x8000) //判断接受是否完成
		{
            if(strstr((const char*)USART_RX_BUF,"on")) //输入“on”，LED亮起
            {
                LED0=0;
            }
            if(strstr((const char*)USART_RX_BUF,"off")) //输入“off”，LED熄灭
            {
                LED0=1;
            }
            memset(USART_RX_BUF,0,500);
USART_RX_STA=0;
		}
//	}
}
 
//上报温度信息√
void MQTT_TX_temperature(u16 num){
//	float temp;
//	temp = (float)temp/10;
	printf("AT+MQTTPUB=0,\"/sys/ioiec5QMWli/qOGoHHGwQpSqD4sBgEwA/thing/event/property/post\",\"{\\\"params\\\":{\\\"temperature\\\":%d}}\",1,0\r\n",num);	
}

esp8266.h

#ifndef _ESP8266_H
#define _ESP8266_H
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
	void ESP8266_Init(void);
	void MQTT_TX_temperature(u16 num);
#endif

3、主函数部分

仅需要对串口以及esp8266部分进行初始化即可！

main.c

//	 
//本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途
//
//  文 件 名   : main.c
//  版 本 号   : v2.0
//  作    者   : 无尽的苍穹
//  生成日期   : 2023-5-11
//  最近修改   : 
//  功能描述   :演示例程(STM32F103系列)
//******************************************************************************/
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "esp8266.h"
 
int main(void)
{	
	delay_init();
	uart_init(115200);  //串口初始化
	ESP8266_Init();		  //ESP初始化
	while(1)
	{
        MQTT_TX_temperature(33);
    }
			
}
 

 大家可以根据自己需求进行二开。

五、总结

        从开始决定攻克ESP8266到结束，总计耗时接近两天时间，踩了无数的坑，几乎踩便了每一个坑，写文章的过程中，也在不停的踩坑，通过这篇文章希望能够帮助更多的小白能够少走弯路，加油！！！