物联网应用开发--STM32与新大陆云平台通信（云平台控制蜂鸣器、LED）

实现目标

1、掌握云平台执行器的创建

2、熟悉STM32 与ESP8266模块之间的通信

3、具体实现目标：（1）创建5个执行器：蜂鸣器，LED1，LED2，ED3，LED4;（2）执行器能对应控制开发板的蜂鸣器和LED。

一、项目创建

项目创建详细步骤参考：https://blog.csdn.net/luojuan198780/article/details/138766783

项目整体：创建5个执行器

1.1   执行器之蜂鸣器设置

1.2  执行器之LED设置。4个LED配置除了名称其它都一样

二、开发板连接图

开发板P7四个跳键帽接法如下图：

说明：单片机的USART1用于调试信息打印；USART2用于与ESP8266模块通信。

三、STM32CubeMX 配置

1.GPIO配置

BEEP：初始电平为低电平，推挽输出；LED1-LED4：初始电平为高电平，推挽输出。

2.串口USART1配置

USART1:异步模式，波特率115200，功能：用于打印调试信息

3.串口USART2配置

USART2:异步模式，波特率115200，开启DMA，开启中断。功能：用于与ESP8266通信

四、程序设计

说明：整个工程的代码量大，下面只列出了整个工程中最主要的一些函数。

1、串口USART1重定向

#include <stdio.h>int fputc(int ch,FILE *f)
{HAL_UART_Transmit (&huart1 ,(uint8_t *)&ch,1,HAL_MAX_DELAY );return ch;
}

2、串口USART2收发实现

uint8_t UART2_RX_BUF[255];//开启DMA空闲接收中断，将数据存放在数组UART2_RX_BUF中HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart2,UART2_RX_BUF,sizeof(UART2_RX_BUF)); //中断回调函数：实现接收云平台发来的数据
void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{if(huart == &huart2) //  { HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart2,UART2_RX_BUF,sizeof(UART2_RX_BUF));__HAL_DMA_DISABLE_IT(&hdma_usart2_rx,DMA_IT_HT);			}
}//功能：发送AT指令字符串
void SendAtCmd(uint8_t *string, uint8_t len)
{HAL_UART_Transmit(&huart2,string, len,1000);HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)"\r\n", 2,20);	
}//清空AT串口接收缓存
void ClrAtRxBuf(void)
{memset(AT_RX_BUF, 0x00, MAX_AT_RX_LEN);//清空缓存AT_RX_COUNT = 0;F_AT_RX_FINISH = 0;
}

3、STM32发送AT指令主要函数

//ESP8266设置为station模式  -----1
int8_t ESP8266_SetStation(void)
{ClrAtRxBuf();//清空缓存SendAtCmd((uint8_t *)AT_CWMODE,strlen(AT_CWMODE));printf("AT+CWMODE_CUR=1\r\n");HAL_Delay(100);if(strstr((const char *)AT_RX_BUF, (const char *)"OK") == NULL){printf("AT+CWMODE_CUR=1 error\r\n");return -1;}else{printf("AT+CWMODE_CUR=1 ok\r\n");}return 0;
}//设置ESP8266要连接的热点名称和密码  -----2int8_t ESP8266_SetAP(char *wifi, char *pwd)
{uint8_t AtCwjap[MAX_AT_TX_LEN];memset(AtCwjap, 0x00, MAX_AT_TX_LEN);//清空缓存ClrAtRxBuf();//清空缓存sprintf((char *)AtCwjap,"AT+CWJAP_CUR=\"%s\",\"%s\"",wifi, pwd);printf("AT+CWJAP_CUR=newland-edu1,12345678 \r\n");SendAtCmd((uint8_t *)AtCwjap,strlen((const char *)AtCwjap));HAL_Delay(5500);if(strstr((const char *)AT_RX_BUF, (const char *)"OK") == NULL){return -1;}return 0;
}//ESP8266建立TCP连接  -----3int8_t ESP8266_IpStart(char *IpAddr, uint16_t port)
{uint8_t IpStart[MAX_AT_TX_LEN];   memset(IpStart, 0x00, MAX_AT_TX_LEN);//清空缓存   ClrAtRxBuf();//清空缓存   sprintf((char *)IpStart,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%d",IpAddr, port);   printf("%s\r\n",IpStart);//SendAtCmd((uint8_t *)IpStart,strlen((const char *)IpStart));   HAL_Delay(1500);   if(strstr((const char *)AT_RX_BUF, (const char *)"OK") == NULL)   {   return -1;   }   return 0;  	
}//ESP8266建立TCP连接  -----4int8_t ESP8266_IpSend(char *IpBuf, uint8_t len)
{uint8_t TryGo = 0; int8_t error = 0;   uint8_t IpSend[MAX_AT_TX_LEN];   memset(IpSend, 0x00, MAX_AT_TX_LEN);//清空缓存   ClrAtRxBuf();//清空缓存   sprintf((char *)IpSend,"AT+CIPSEND=%d",len);   printf("%s\r\n",IpSend);/SendAtCmd((uint8_t *)IpSend,strlen((const char *)IpSend));   HAL_Delay(3);   if(strstr((const char *)AT_RX_BUF, (const char *)"OK") == NULL)  {   return -1;   }   ClrAtRxBuf();//清空缓存   SendStrLen((uint8_t *)IpBuf, len);   printf("%s\r\n",IpBuf);//for(TryGo = 0; TryGo<60; TryGo++)//最多等待时间 100*60=6000ms   {   if(strstr((const char *)AT_RX_BUF, (const char *)"SEND OK") == NULL) {   error = -2;   }   else   {   error = 0;   break;   }   HAL_Delay(100);   }   return error; 	
}//连接到服务器  -----5int8_t ConnectToServer(char *DeviceID, char *SecretKey)
{uint8_t TryGo = 0;int8_t error = 0;uint8_t TxetBuf[MAX_AT_TX_LEN];memset(TxetBuf,0x00,MAX_AT_TX_LEN);//清空缓存for(TryGo = 0; TryGo<3; TryGo++){if(ESP8266_SetStation() == 0)//设置WiFi通讯模块工作模式{error = 0;break;}else{error = -1;}}if(error < 0){return error;}for(TryGo = 0; TryGo<3; TryGo++){if(ESP8266_SetAP((char *)WIFI_AP, (char *)WIFI_PWD) == 0)//设置热点名称和密码{error = 0;break;}else{error = -2;}}if(error < 0){return error;}for(TryGo = 0; TryGo<3; TryGo++){if(ESP8266_IpStart((char *)SERVER_IP,SERVER_PORT) == 0)//连接服务器IP地址，端口：120.77.58.34,8600{error = 0;break;}else{error = -3;}}if(error < 0){return error;}sprintf((char *)TxetBuf,"{\"t\":1,\"device\":\"%s\",\"key\":\"%s\",\"ver\":\"v0.0.0.0\"}",DeviceID,SecretKey);//printf("%s\r\n",TxetBuf);if(ESP8266_IpSend((char *)TxetBuf, strlen((char *)TxetBuf)) < 0){//发送失败error=-4;}else{//发送成功for(TryGo = 0; TryGo<50; TryGo++)//最多等待时间50*10=500ms{if(strstr((const char *)AT_RX_BUF, (const char *)"\"status\":0") == NULL)//检查响应状态是否为握手成功{error = -5;}else{error = 0;break;}HAL_Delay(10);}}return error;
}//发送传感数据到服务器 -----6int8_t ESP8266_SendSensor(uint8_t sensor, char *TimeStr)
{uint8_t TryGo = 0;int8_t error = 0;uint8_t TxetBuf[MAX_AT_TX_LEN];memset(TxetBuf,0x00,MAX_AT_TX_LEN);//清空缓存sprintf((char *)TxetBuf,"{\"t\":3,\"datatype\":2,\"datas\":{\"alarm\":{\"%s\":%d},\"temp\":{\"%s\":%d}},\"msgid\":001}",TimeStr,sensor,TimeStr,sensor+1);//printf("%s\r\n",TxetBuf);if(ESP8266_IpSend((char *)TxetBuf, strlen((char *)TxetBuf)) < 0){//发送失败error=-1;}else{//发送成功for(TryGo = 0; TryGo<50; TryGo++)//最多等待时间50*10=500ms{if(strstr((const char *)AT_RX_BUF, (const char *)"\"status\":0") == NULL)//检查响应状态是否为"上报成功"{error = -1;}else{error = 0;break;}HAL_Delay(10);}}return error;
}

4、解析云平台数据函数

//解析服务器数据-----7uint8_t ESP8266_GetIpData(uint8_t *AtRxBuf, char *GetIpData)
{char *Point = NULL;uint8_t len = 0;Point = strstr((const char *)AtRxBuf, (const char *)"+IPD,");if(Point != NULL)//检查模块收到TCP/IP数据包？{len=(Point[5]-'0')*10+Point[6]-'0';//这里IP数据长度不会超过100，故可以按“个位”和“十位”计算收到的IP数据长度Point = strstr((const char *)AtRxBuf, (const char *)":")+1;memcpy(GetIpData, Point, len);GetIpData[len]='\0';printf("收到IP数据：%s\r\n",GetIpData);///printf("收到IP数据长度=%d\r\n",len);///}return (len);
}//对服务器下发的命令进行判断处理-----8
void USER_DataAnalysisProcess(char *RxBuf)
{char *cmdid = NULL;uint8_t TxetBuf[128];if(strstr((const char *)RxBuf, (const char *)PING_REQ) != NULL)//心跳请求？{if(ESP8266_IpSend((char *)PING_RSP, strlen((const char *)PING_RSP)) < 0)//响应心跳{//发送失败printf("发送心跳包失败！\r\n");}else{printf("心跳包！\r\n");}}else if(strstr((const char *)RxBuf, (const char *)"\"t\":5") != NULL)//命令请求？{if(strstr((const char *)RxBuf, (const char *)"\"apitag\":\"defense\"") != NULL)//布防/撤防请求{memset(TxetBuf,0x00,128);//清空缓存if((strstr((const char *)RxBuf, (const char *)"\"data\":1") != NULL))//布防{printf("布防！\r\n");;//...;//...;//...cmdid = USER_GetJsonValue((char *)RxBuf, (char *)"cmdid");sprintf((char *)TxetBuf,"{\"t\":6,\"cmdid\":%s,\"status\":0,\"data\":1}",cmdid);//printf("%s\r\n",TxetBuf);if(ESP8266_IpSend((char *)TxetBuf, strlen((char *)TxetBuf)) < 0){//发送失败printf("发送响应失败！\r\n");}}else if((strstr((const char *)RxBuf, (const char *)"\"data\":0") != NULL))//撤防{printf("撤防！\r\n");;//...;//...;//...cmdid = USER_GetJsonValue((char *)RxBuf, (char *)"cmdid");sprintf((char *)TxetBuf,"{\"t\":6,\"cmdid\":%s,\"status\":0,\"data\":0}",cmdid);//printf("%s\r\n",TxetBuf);if(ESP8266_IpSend((char *)TxetBuf, strlen((char *)TxetBuf)) < 0){//发送失败printf("发送响应失败！\r\n");}}}else if(strstr((const char *)RxBuf, (const char *)"\"apitag\":\"ctrl\"") != NULL)//开锁/关锁请求{memset(TxetBuf,0x00,128);//清空缓存if((strstr((const char *)RxBuf, (const char *)"\"data\":1") != NULL))//开锁{printf("开锁！\r\n");;//...;//...;//...cmdid = USER_GetJsonValue((char *)RxBuf, (char *)"cmdid");sprintf((char *)TxetBuf,"{\"t\":6,\"cmdid\":%s,\"status\":0,\"data\":1}",cmdid);//printf("%s\r\n",TxetBuf);if(ESP8266_IpSend((char *)TxetBuf, strlen((char *)TxetBuf)) < 0){//发送失败printf("发送响应失败！\r\n");}lock=1;}else if((strstr((const char *)RxBuf, (const char *)"\"data\":0") != NULL))//关锁{printf("关锁！\r\n");;//...;//...;//...cmdid = USER_GetJsonValue((char *)RxBuf, (char *)"cmdid");sprintf((char *)TxetBuf,"{\"t\":6,\"cmdid\":%s,\"status\":0,\"data\":0}",cmdid);//printf("%s\r\n",TxetBuf);if(ESP8266_IpSend((char *)TxetBuf, strlen((char *)TxetBuf)) < 0){//发送失败printf("发送响应失败！\r\n");}}}}
}

五、工程修改

由于代码量大，作为上课学生，只需要按照下面教程在我下发的工程基础上进行修改程序即可。

1、在CloudReference.h  修改wifi名称和密码

2、对云平台下发命令进行处理

    在stm32App.c 文件void USER_DataAnalysisProcess(char *RxBuf)函数中对下发命令做相应处理

方法：上面代码段是对云平台LED1下发的指令进行相应的处理：当云平台点击"开"，则它会下发数据{"apitag":"LED1","cmdid":"96c80b17-a9d9-4169-9a22-a7ad07fd8e2f","data":1,"t":5} ，单片机收到后作打开开发板LED1操作；当云平台点击"关"，则它会下发数据{"apitag":"LED1","cmdid":"3b698d9a-34fc-4448-b707-fec5de1da636","data":0,"t":5}，单片机收到后作熄灭开发板LED1操作。如果对其它3个LED灯的命令解析，我们可以复制一份“else if”代码块,接在这代码块后。

五、实验效果

六、仿真实现

总结

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