使用STM32、ESP8266和MQTT/EMQX实现数据上传和控制灯光的最佳方案

首先要吐槽一点,那就是网络上的这方面资料杂七杂八,而且很多都是一模一样的;

然后我作为一个学生,没有多大的本事,就是想实现最基本的功能,然后在此基础上慢慢拓展。所以那些十分庞大的工程或者一些IoT物联网平台的官方SDK对于我来说是比较难看懂的。(人菜瘾还大)

所以就到处找,终于在一个播放量不高的b站视频找到了一个适合的解决方案,现在就是分享时间,一起来学一下吧!

感谢原子哥、野火,感谢这位up主:【挽救小白第一季】STM32+8266+小程序智能家居毕设实战_哔哩哔哩_bilibili

好就此开始,我不会从头开始写代码,我会解释整个流程,最简单的代码工程贴在文章后面,自取。

1.硬件接线:

0.概述

首先这个工程以STM32F103C8T6作为主控芯片,用到:

  • USART1 (用来打印通信状态及其他信息)

  • USART2(用来和ESP8266模块通信)

  • ESP8266(MQTT协议上云)

  • LED(用来看命令下发的效果)

  • 其次是端口对应:

    1.LED

    LED随便哪一个,这里采用PA1,来观察状态

    2.串口

    然后STM32F103C8T6的USART1和USART2的对应情况分别是:

    功能 端口
    USART1_TX PA9
    USART1_RX PA10
    USART2_TX PA2
    USART2_RX PA3

    3.ESP8266

    然后是ESP8266模块:

    理论上我们只需要4个接口,这里就按照代码再多使用一个吧

    分别是:3V3RXRSTTXGND

    这里的接线情况为:

    功能 接线(接到STM32F103C8T6)
    3V3 3V3(3V3)
    RX USART2_TX(PA2)
    RST PB14(PB14)
    TX USART2_RX(PA3)
    GND GND(GND)

    2.WIFI准备以及EMQX免费云使用(可拓展之华为云、阿里云、OneNet之类的)

    1.WIFI设置

    别看WIFI连接很简单,但它是基础中的基础,而且有些操作不当可能导致你在那里费很长时间来找问题:

    这里以笔记本为例,打开热点,打开设置。

    不要搞什么稀奇古怪的中文或者什么神奇的符号,就直接英文或者数字

    我这里就设置WIFI账号为 test1 ; 密码为 123456789

    然后设置这个网络频段为 2.4GHz;因为ESP8266emm,就调成2.4GHz就可以了,不要选5GHz的,也不要选任何可用频率。

    然后打开工程找到esp8266.c文件里面修改宏定义,或者找到文件,此文件路径为: /HARDWAARE/esp8266/esp8266.c

    嗯,照着改就行了:

    当然你也可以设置为一样的热点名称和密码。

    然后WIFI这边算是修改完了

    2.EMQX免费(不知道为什么改为14天免费了hh)

    EMQX这个挺好用的,我之前有过这方面的项目经历,但是那时候不是搞硬件,而是搞全栈那边搭这个平台,也了解了一点点。

    当然自建的话还有一个选择是mosquito,一般般。

    推荐做项目,打比赛啥的,简单点,用大场的IoT平台,直接用,而且几乎免费。

    0.EMQX白嫖教程

    这里就简单点,EMQX

    EMQX: 大规模分布式物联网 MQTT 消息服务器

    点进去,注册登录就不用写了。

    1.部署

    点击新建部署,然后点击中间,然后啥都不用变,点击下一步,然后创建成功!

    看见那个连接地址没?

    那个抄下来,然后还是点击esp8266.c这个文件里面,修改:

    1883不用改,就改那个ip地址。

    2.认证

    然后点左边

    认证,然后填用户名和密码 点击添加按钮

    这里我还是老规矩

  • 用户名 : username

  • 密码 : password

  • 啊,你怎么老是设置这么简单的账号和密码,emm,说白了就是懒和贪图方便,反正过几天就删了hhh。

    还要多一个用户名和密码,用来后面服务端操作的。

    我的:

  • 用户名 : tool

  • 密码 :password

  • 具体部署和生产环境禁止使用弱密码

    3.访问控制

    然后客户端ID,选那个发布&订阅

    然后客户端ID和主题 随意啦

    我的:

  • 客户端 : username

  • 主题 : username

  • 然后还要申请tool客户端的主题,两个主题记得是一致的。

    我的:

  • 客户端 : tool

  • 主题 : username

  • 4.web端控制(必看)

    点击下面倒数第二个,在线调试。

    进入web端的调试界面,也就是可以实时主题订阅发布等

    连接地址填你的IP地址,一般不用改的。

    然后用户名 密码就是 toolpassword

    连接名称任意 ,我就填个 12345

    然后连接,如果连接失败的话,八成是你的用户名和密码之前搞错了。

    上面那个连接如果没有就新建,然后主题是之前的 username ;QoS为0

    这样设置之后就可以接收到后面单片机发来的讯息啦。

    然后下面那个发布,主题也是username

    然后JSON格式:

    这里设置为了

    {"LED_SW":1}   //关灯
    {"LED_SW":0}    //开灯

    最终界面如下:

    好上面就简单弄好了。

    3.代码怎么用?

    没啥,直接用就是了。

    看一下main.c里面怎么写的?

    #include "led.h"
    #include "delay.h"
    #include "sys.h"
    #include "usart.h"
    #include "esp8266.h"
    #include "MqttKit.h"
    #include "onenet.h"
    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include "cJSON.h"
    int fputc(int ch, FILE *f)
    {
    USART_SendData(USART1, (unsigned char) ch);
    while (!(USART1->SR & USART_FLAG_TXE));
    return (ch);
    }
    char xinxi_id[256];
    char PUB_BUF[256];
    int main(void)
     {  
        const char *topics[] = {"username"};
        
        unsigned short timeCount = 0;       
        unsigned char *dataPtr = NULL;
        delay_init();            //延时函数初始化  
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);                             
        Usart1_Init(115200);                        
        Usart2_Init(115200);                                                        
        UsartPrintf(USART_DEBUG, " Hardware init OK\r\n");
        LED_Init();         //初始化与LED连接的硬件接口
        
        ESP8266_Init(); 
        while(OneNet_DevLink())         
        delay_ms(500);
        OneNet_Subscribe(topics, 1);
    ​
        while(1)
        {
            if(++timeCount >= 500)                              
            {
                UsartPrintf(USART_DEBUG, "EMQX_Publish\r\n");
                 strcpy(xinxi_id,"ID20220710");
                sprintf(PUB_BUF,"{\"Student ID\":%s}",xinxi_id);
                OneNet_Publish("username",PUB_BUF);
                OneNet_Publish("username", "Students 10 resistors");
                timeCount = 0;
                ESP8266_Clear();
            }       
            
            dataPtr = ESP8266_GetIPD(3);
            if(dataPtr != NULL)
                OneNet_RevPro(dataPtr);
            
            delay_ms(10);
    ​
        }
     }

    上面都是初始化,没啥好看的,跳转定义稍微喵一眼就可以了。

    然后需要注意一下不能直接传参,要先打印到PUB_BUF,然后再传过去。收包的时候用的cJSON这个库,记得引入等等…

    线插对了,直接用就是了,后面再来改成适合自己的代码。

    4.效果

    打开串口助手,然后上电,可以看到运行情况。

    注意:

  • 频繁连上和断开网络,可能会导致emqx里面的缓存还没更新过来,然后可能会出现连接不上emqx平台的后果,直接点那个设备管理,断开对话就是了

  • ESP8266模块千万千万不要插错了,烧了就要延迟几天的工作了hh

  • 串口助手显示如上

    然后在那个web端,发布主题username 然后内容为 {"LED_SW": 0}

    可以观察到灯的亮起!

    5.小结

    没啥好小结的,实在是太简单了,没有人来领路,顺着这个简单的工程拓展开来就行了,相信你是最棒的,希望能帮助到大家!

    【工程源码】

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    【百度网盘】

    链接:百度网盘 请输入提取码 提取码:5fki

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