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stm32+AT指令+ESP8266接入华为云物联网平台并完成属性上报与命令响应_物联网如何做到快速响应命令

作者：你好赵伟 | 2024-06-10 15:19:27

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物联网如何做到快速响应命令

（示例：stm32f103c8t6+esp01s串口AT指令模式）

流程简介：

一、 MQTT透传AT固件烧录

本期教程使用的是stm32+AT指令控制esp01s接入华为云联网平台完成数据上报与命令处理，在先前如果使用Arduino开发过后的esp8266可能已经无法使用AT指令，或者出厂固件不支持全部的MQTT功能，这里我们首先对esp8266进行MQTT固件烧录，如果平时一直在使用原厂固件开发，可跳过第一步，若AT指令无效再按第一步操作。

1. 官网下载烧录工具和固件

烧录工具链接：https://docs.ai-thinker.com/tools

固件链接：

https://docs.ai-thinker.com/%E5%9B%BA%E4%BB%B6%E6%B1%87%E6%80%BB

大家根据自己需要选择相应的版本，我使用的是esp01s，下载的是1471号

2. 打开固件烧录工具

连接usb转ttl模块，点击START，然后保持esp01s的IO0拉低后重新上电

打开串口助手，按下复位，输入命令”AT”,注意要取消勾选十六进制发送，勾选发送新行，然后检查串口打印工作状况，下图表示正常：

3. 串口调试

我们即将用到的AT指令可以从官方手册中学习：

https://docs.ai-thinker.com/%E5%9B%BA%E4%BB%B6%E6%B1%87%E6%80%BB

1) AT+CWMODE=1

设置模块为STA模式

2) AT+CWJAP="填写wifi名称","填写WiFi密码"

连接WiFi，需略微等待片刻，等显示连接后再进行下面的操作

3) AT+MQTTUSERCFG=0,1,"NULL","填写用户名","填写密码",0,0,""

设置MQTT的登陆用户名与密码

用户名与密码为华为云MQTT三元组的相关信息，可以在下面的网站生成：https://iot-tool.obs-website.cn-north-4.myhuaweicloud.com/

具体可以参考之前的文章

4) AT+MQTTCLIENTID=0,"填写ClientID"

设置MQTT的ClientID，ClientID华为云MQTT三元组的相关信息，在上一步骤中获取的三元组中查看

5) AT+MQTTCONN=0,"填写MQTT接入的地址",1883,1

设置MQTT接入地址，华为云物联网平台的地址，比如iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com，具体参考控制台首页的平台接入地址

6) AT+MQTTSUB=0,"订阅的主题tpoic",1

完成属性上报的话需要先订阅设备属性上报的主题，此处可填写为:

$oc/devices/填写设备ID/sys/properties/report

7) AT+MQTTPUB=0," 订阅的主题tpoic ","上报的json数据",0,0

订阅的主题：

$oc/devices/填写设备ID/sys/properties/report

上报的json数据：

{\"services\":[{\"service_id\":\"填写服务ID\"\,\"properties\":{\"填写设备属性\": 填写属性数据值}}]}

建议大家完成这步时，先使用MQTT.fx进行设备属性上报测试，确保数据无误正常上传，具体参数因个人的配置而异

在完成上面的每一步时，系统都会打印一个OK，正常效果如下：

此时我们可以查看华为云物联网平台的设备属性以及消息记录：

8) AT+MQTTSUB=0,"订阅的主题topic ",1

此时我们在这填写的是平台下发命令的主题：$oc/devices/填写设备ID/sys/commands/#

9) 进入华为云物联网平台的->监控运维->在线调试，完成命令下发

服务ID与下发命令的创建方法参考以前的文章：

此时设备会接收到下发的命令：

接收到命令后我们需要对命令进行响应，即下一步的步骤

10) 特别注意！！！下面两步的操作时间建议接收到命令后的20s以内，超时后平台会认定为同步命令设备响应异常！

11) AT+MQTTSUB=0,"$oc/devices/填写设备ID /sys/commands/response/request_id=填写接收到的request_id ",1

订阅设备响应平台命令主题，其中接收到的request_id在上图接收到的数据中，我们需要把它拿出来放到新订阅的tpoic的对应位置里

12) AT+MQTTPUB=0,"填写上面订阅的含request_id的完整主题","填写响应值，可以为空",0,0

例如：AT+MQTTPUB=0,"$oc/devices/填写设备id/sys/commands/response/request_id=填写request_id ","",0,0

13) 完成上面的三步操作后，我们可以看到华为云物联网平台已经完成了命令的接收与响应

此时，我们的设备属性上报与设备命令的接收响应功能就已经完成了，接下来我们完成STM32代替串口助手完成对esp8266的上述控制。

二、 STM32编程

1. 打开STM32CubeMX创建工程

（1）配置串口与LED的GPIO

（2）打开串口并使能串口中断

2. 打开工程，编译，下载，检查无误

3. 串口收发

1) 添加头文件：


#include <stdio.h>
#include <string.h>

2) printf重定向


//支持printf函数串口发送
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)
struct __FILE
{
    int handle;
};
FILE __stdout;
void _sys_exit(int x)//避免半主机模式
{
    x=x;
}
int fputc(int ch,FILE *f)
{
    while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送，直到发送完毕
    USART1->DR=(uint8_t)ch;
    return ch;
}
#endif

4. 发送测试


-------------------------------
-------------------------------
//主函数中插入
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
      printf("Hello esp8266\r\n");
      delay(4000);
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
void delay(int t)
{
  int i,j=0;
  for(i=0;i<5000;i++)
    for(j=0;j<t;j++);
}

5. 接收测试

(1)main.c中添加下列声明


char R_data[1024];      //定义结束数据的缓冲区
uint8_t R_length=0;      //定义结束数据的长度
uint8_t R_i=0;        //由于遍历缓冲区数据

(2)重写串口接收中断回调函数


//重写串口接收中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  char analysis_Str[256];
  if(huart->Instance == USART1)
  {
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuffer1,1);
    // save char from uart receive
    if(aRxBuffer1!='\n')
      R_data[R_length++]=aRxBuffer1;
                 else 
     for(R_i=0;R_i<R_length;R_i++)
        printf("%c",R_data[R_i]);
   }
}

(3)在串口初始化后使能串口中断

HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuffer1,1); //使能串口接收中断

运行测试：

6. 完善主要接入华为云物联网平台的相关代码

（1）接入华为云初始化


void HuaweiIot_init(void)
{
    uint8_t i=0;
    for(i=0;i<10;i++)
    {
        if(at_start_flag==1)
        {
            AT_write("AT\r\n");
            printf("AT+RST\r\n");
            delay(1000);
            AT_write("AT\r\n");
            AT_write("AT+CWMODE=1\r\n");
            AT_write("AT+CWJAP=\"wifi名称\",\"wifi密码\"\r\n");
            AT_write("AT+MQTTUSERCFG=0,1,\"NULL\",\"三元组之Username\",\"三元组之password\",0,0,\"\"\r\n");
            AT_write("AT+MQTTCLIENTID=0,\"三元组之ClientID\"\r\n");
            AT_write("AT+MQTTCONN=0,\"MQTT接入地址\",1883,1\r\n");
            AT_write("AT+MQTTSUB=0,\"$oc/devices/设备ID/sys/properties/report\",1\r\n");
            AT_write("AT+MQTTSUB=0,\"$oc/devices/设备ID/sys/commands/#\",1\r\n");
            AT_write("AT+MQTTSUB=0,\"$oc/devices/设备ID/sys/commands/response/#\",1\r\n");
            break;
        }    
        else
        {
            printf("等待模块就绪...\r\n");
            delay(1000);
        }            
    }
}

(2) AT命令发送


void AT_write(char atstring[1024])//阻塞等待OK
{
    printf("%s",atstring);
    while(1)
    {
            if(R_data[0]=='O'&&R_data[1]=='K') break;
            else if(R_data[0]=='b'&&R_data[1]=='u'&&R_data[2]=='s'&&R_data[3]=='y')
            {
            }
            else delay(50);
    }
    R_data[0]=R_data[1]=0;
    delay(50);
}

（3）属性上报


void HuaweiIot_publish(void)
{
    char pubtemp[256];
    if(at_start_flag==1)
    {    
        sprintf(pubtemp,"AT+MQTTPUB=0,\"$oc/devices/设备ID/sys/properties/report\",\"{\\\"services\\\":[{\\\"service_id\\\":\\\"服务ID\\\"\\,\\\"properties\\\":{\\\"属性\\\": %d}}]}\",0,0\r\n",hometemp++);
        AT_write(pubtemp);
    }
}

（4）串口接收中断回调


//重写串口接收中断回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    char analysis_Str[256];
    if(huart->Instance == USART1)
    {
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&aRxBuffer1,1);
        // save char from uart receive
        if(aRxBuffer1!='\n')
            R_data[R_length++]=aRxBuffer1;
        else
        {
            if(R_length>=5)
            {
                    if(R_data[0]=='r'&&R_data[1]=='e'&&R_data[2]=='a'&&R_data[3]=='d'&&R_data[4]=='y')
                    {
                            at_start_flag=1;
                            printf("检测到ready\r\n");
                            memset(R_data,0,sizeof(R_data));//清空缓存区
                    }
            }
                //我的接收数据长度为201，下面采用JSON字符串硬解析的方式，具体下标请根据自己实际接收的参数处理
    //+MQTTSUBRECV:0,"$oc/devices/61fb2d7fde9933029be5ff9e_esp8266_test01/sys/commands/request_id=4152fb5d-e5ae-4b89-b39d-283ba59cf033",68,{"paras":{"led":1},"service_id":"Dev_data","command_name":"Control"}
            if(R_length>200)
            {
                    strncpy(analysis_Str, R_data, 12);//提取出“+MQTTSUBRECV”
                    if(strcmp(analysis_Str,"+MQTTSUBRECV")==0)
                    {
                            memset(analysis_Str,0,sizeof(analysis_Str));//清空缓存区
                            //printf("MQTT命令接收头正确\r\n");
                            strncpy(request_id, R_data+92, 36);        //提取出request_id
                            //printf("request_id=%s\r\n",request_id);
                            strncpy(analysis_Str, R_data+135, 5);    //提取出"paras"
                            //printf("paras=%s\r\n",analysis_Str);
                            if(strcmp(analysis_Str,"paras")==0)        //有效参数体
                            {
                                    memset(analysis_Str,0,sizeof(analysis_Str));//清空缓存区
                                    strncpy(analysis_Str, R_data+144,3);    //提取出"led"
                                    //printf("att is %s\r\n",analysis_Str);
                                    if(strcmp(analysis_Str,"led")==0)
                                    {
                                            //printf("led set %c",R_data[149]);
                                            memset(analysis_Str,0,sizeof(analysis_Str));//清空缓存区
                                            if(R_data[149]=='0')
                                            {
                                                    //printf("关灯\r\n");
                                                    printf("AT+MQTTPUB=0,\"$oc/devices/设备ID/sys/commands/response/request_id=%s\",\"\",0,0\r\n",request_id);
                                                    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);
                                                    memset(analysis_Str,0,sizeof(analysis_Str));//清空缓存区    
                                            }
                                           else if(R_data[149]=='1')
                                            {
                                                    //printf("开灯\r\n");
                                                    printf("AT+MQTTPUB=0,\"$oc/devices/设备ID/sys/commands/response/request_id=%s\",\"\",0,0\r\n",request_id);
                                                    memset(analysis_Str,0,sizeof(analysis_Str));//清空缓存区        
                                                    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
                                            }                                        
                                    }        
                            }
                    }
                    else
                    {
                        //printf("MQTT命令接收头异常:%s\r\n",analysis_Str);
                        memset(analysis_Str,0,sizeof(analysis_Str));//清空缓存区
                    }
            }
            //else printf("MQTT命令长度异常，长度：%d",R_length);            
            R_length=0;
        }
    }
}

最终效果：

上述教程完成基本功能的核心代码已经给出，如果需要keil项目文件，可公-众，号搜索“IOT趣制作”，回复关键字“8266at”即可。

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