代码收藏家 ESP8266 STM32 阿里云保姆级教程：AT指令和MQTT协议详解
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：
| 指令 | 说明 | 示例 |
| AT | 测试AT启动 |
RX:AT TX:OK |
| AT+GMR | 返回固件版本信息 |
RX:AT+GMR TX:AT version:1.7.4.0(Jul 8 2020 15:53:04) |
| AT+RST | 软重启模块 |
RX:AT+RST TX:OK |
| AT+RESTORE | 恢复出厂设置 |
RX:AT+RESTORE TX：OK |
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！！！
