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基于STM32的物联网温湿度远程测量装置源程序

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楼主
ID:818516 发表于 2021-5-1 17:17 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
所需材料：STM32F103C8T6核心板、ESP8266-01S模块、DHT11模块（别的单片机和wifi模组同样适用）。ESP8266通过MQTT协议将温湿度数据传输至OnenNet云平台。用的单片机采用的C8T6，当然如果你是别的f1系列的单片机代码直接复制过去就能用。wifi模块用的是最入门的ESP8266，当然如果你用别的ESP8266都是可以的，AT指令和接线方式基本都是一样的。传感器采集模块用的是DHT11，因为这个小模块可以输出温度和湿度信息，非常适合极客开发。

ESP8266-01S（5根线）
PA2——>RX        PA3——>TX        PA4——>复位        3V3——>VCC        GND——>GND        DHT11（3根线）      PA6——>DATA      3V3——>VCC      GND——>GNDLED(核心板上一般都有一个led)     PC13——>LED1

大致思路：在 stm32f10x_it.c文件中编写中断处理函数。usart1用来与上位机通信打印一些调试信息。usart2用来与ESP8266通信，并且接收中断处理上位机发送来的数据。timer2的中断用来发送温湿度数据，10S发送一次温湿度数据。timer3的中断用来发送心跳包（ping，用于保持和服务器连接，长时间没给服务器发送数据会被踢下线），2s和30s两种模式。timer4将串口2接收到的服务器数据依次存放在MQTT接收缓存数组中，50ms处理一次。control用来控制LED灯，并且发送LED灯开关信号。

单片机源程序如下:
  1. /*-----------------------------------------------------*/
  2. /*                                                     */
  3. /*            程序main函数，入口函数源文件              */
  4. /*                                                     */
  5. /*-----------------------------------------------------*/

  7. #include "stm32f10x.h"   //包含需要的头文件
  8. #include "control.h"     //包含需要的头文件
  9. #include "delay.h"       //包含需要的头文件
  10. #include "usart1.h"      //包含需要的头文件
  11. #include "usart2.h"      //包含需要的头文件
  12. #include "timer2.h"      //包含需要的头文件
  13. #include "timer3.h"      //包含需要的头文件
  14. #include "timer4.h"      //包含需要的头文件
  15. #include "wifi.h"             //包含需要的头文件
  16. #include "led.h"             //包含需要的头文件 LED                                                  
  17. #include "mqtt.h"        //包含需要的头文件
  18. #include "dht11.h"       //包含需要的头文件 空气温湿度


  21. char *cmdLED_On = "LEDON";      //LED打开
  22. char *cmdLED_Off = "LEDOFF";    //LED关闭

  24. char *cmdDHT11_On = "DHTON";    //温湿度数据传输打开
  25. char *cmdDHT11_Off = "DHTOFF";  //温湿度数据传输关闭

  27. char *ledFlag = "LEDOFF";       //LED状态
  28. int   dhtFlag = 0;                        //温湿度数据传输状态

  30. int main(void)
  31. {       
  32.         delay_init();          //延时功能初始化              
  33.         Usart1_Init(9600);     //串口1功能初始化，波特率9600
  34.         Usart2_Init(115200);   //串口2功能初始化，波特率115200       
  35.         TIM4_Init(500,7200);   //TIM4初始化，定时时间 500*7200*1000/72000000 = 50ms
  36.         LED_Init();                           //LED初始化
  37.         DHT11_Init();          //初始化DHT11       
  38.        
  39.         WiFi_ResetIO_Init();   //初始化WiFi的复位IO
  40.         IoT_Parameter_Init();  //初始化云IoT平台MQTT服务器的参数       

  42.         while(1)
  43.         {               
  44.                 // connectFlag=1同服务器建立了连接
  45.                 if(connectFlag == 1)
  46.                 {     
  47.                         /*-------------------------------------------------------------*/
  48.                         /*                     处理发送缓冲区数据                                                 */
  49.                         /*-------------------------------------------------------------*/
  50.                         if(MQTT_TxDataOutPtr != MQTT_TxDataInPtr) //if成立的话，说明发送缓冲区有数据了
  51.                         {               
  52.                                 //3种情况可进入if
  53.                                 //第1种：0x10 连接报文
  54.                                 //第2种：0x82 订阅报文，且connectPackFlag置位，表示连接报文成功
  55.                                 //第3种：subcribePackFlag置位，说明连接和订阅均成功，其他报文可发
  56.                                 if((MQTT_TxDataOutPtr[2] == 0x10)||((MQTT_TxDataOutPtr[2] == 0x82)&&(connectPackFlag == 1))||(subcribePackFlag == 1))
  57.                                 {   
  58.                                         if (MQTT_TxDataOutPtr[2] == 0x30)
  59.                                         {       
  60.                                                 u1_printf("发送数据:0x%x，单片机数据推送至服务器\r\n", MQTT_TxDataOutPtr[2]);       
  61.                                                 u1_printf("\r\n");
  62.                                         }
  63.                                         else
  64.                                         {
  65.                                                 u1_printf("发送数据:0x%x\r\n", MQTT_TxDataOutPtr[2]);//串口提示信息
  66.                                         }
  67.                                        
  68.                                         MQTT_TxData(MQTT_TxDataOutPtr);                                                        //发送数据
  69.                                         MQTT_TxDataOutPtr += TBUFF_UNIT;                                                //指针下移
  70.                                         if(MQTT_TxDataOutPtr == MQTT_TxDataEndPtr)                                //如果指针到缓冲区尾部了
  71.                                         {
  72.                                                 MQTT_TxDataOutPtr = MQTT_TxDataBuf[0];                                //指针归位到缓冲区开头
  73.                                         }       
  74.                                 }                                
  75.                         }
  76.                         /*-------------------------------------------------------------*/
  77.                         /*                     处理接收缓冲区数据                      */
  78.                         /*-------------------------------------------------------------*/
  79.                         if(MQTT_RxDataOutPtr != MQTT_RxDataInPtr) //if成立的话，说明接收缓冲区有数据了       
  80.                         {                                                                                               
  81.                                 u1_printf("接收到数据:");
  82.                                 /*-----------------------------------------------------*/
  83.                                 /*                    处理CONNACK报文                  */
  84.                                 /*-----------------------------------------------------*/                               
  85.                                 //if判断，如果第一个字节是0x20，表示收到的是CONNACK报文
  86.                                 //接着我们要判断第4个字节，看看CONNECT报文是否成功
  87.                                 if(MQTT_RxDataOutPtr[2] == 0x20)
  88.                                 {                                    
  89.                                         switch(MQTT_RxDataOutPtr[5])
  90.                                         {                                          
  91.                                                 case 0x00 : u1_printf("CONNECT报文成功\r\n");                                                        //串口输出信息       
  92.                                                                                 connectPackFlag = 1;                                                                        //CONNECT报文成功，订阅报文可发
  93.                                                                         break;                                                                                                                //跳出分支case 0x00                                             
  94.                                                 case 0x01 : u1_printf("连接已拒绝，不支持的协议版本，准备重启\r\n");    //串口输出信息
  95.                                                                         connectFlag = 0;                                                                                        //connectFlag置零，重启连接
  96.                                                                         break;                                                                                                                //跳出分支case 0x01   
  97.                                                 case 0x02 : u1_printf("连接已拒绝，不合格的客户端标识符，准备重启\r\n");//串口输出信息
  98.                                                                         connectFlag = 0;                                            //connectFlag置零，重启连接
  99.                                                                         break;                                                                                                                 //跳出分支case 0x02
  100.                                                 case 0x03 : u1_printf("连接已拒绝，服务端不可用，准备重启\r\n");            //串口输出信息
  101.                                                                         connectFlag = 0;                                                                                        //connectFlag置零，重启连接
  102.                                                                         break;                                                                                                                //跳出分支case 0x03
  103.                                                 case 0x04 : u1_printf("连接已拒绝，无效的用户名或密码，准备重启\r\n");        //串口输出信息
  104.                                                                         connectFlag = 0;                                                                                        //connectFlag置零，重启连接                                               
  105.                                                                         break;                                                                                                                //跳出分支case 0x04
  106.                                                 case 0x05 : u1_printf("连接已拒绝，未授权，准备重启\r\n");                                //串口输出信息
  107.                                                                         connectFlag = 0;                                                                                        //connectFlag置零，重启连接                                               
  108.                                                                         break;                                                                                                                //跳出分支case 0x05                
  109.                                                 default   : u1_printf("连接已拒绝，未知状态，准备重启\r\n");                    //串口输出信息
  110.                                                                         connectFlag = 0;                                                                                        //connectFlag置零，重启连接                                       
  111.                                                                         break;                                                                                                                //跳出分支case default                                                                
  112.                                         }                               
  113.                             }                       
  114.                                 //if判断，第一个字节是0x90，表示收到的是SUBACK报文
  115.                                 //接着我们要判断订阅回复，看看是不是成功
  116.                                 else if(MQTT_RxDataOutPtr[2] == 0x90)
  117.                                 {
  118.                                         switch(MQTT_RxDataOutPtr[6])
  119.                                         {                                       
  120.                                                 case 0x00 :
  121.                                                 case 0x01 :
  122.                                                                         u1_printf("订阅成功\r\n");                        //串口输出信息
  123.                                                                         subcribePackFlag = 1;                                //subcribePackFlag置1，表示订阅报文成功，其他报文可发送
  124.                                                                         pingFlag = 0;                                                //pingFlag清零
  125.                                                                         TIM3_ENABLE_30S();                                        //启动30s的PING定时器       
  126.                                                                         Send_Data();
  127.                                                                         TIM2_ENABLE_10S();
  128.                                                                         break;                                                                //跳出分支                                             
  129.                                                 default:
  130.                                                                         u1_printf("订阅失败，准备重启\r\n");//串口输出信息
  131.                                                                         connectFlag = 0;                                        //connectFlag置零，重启连接
  132.                                                                         break;                                                                //跳出分支                                                                
  133.                                                 }                                       
  134.                             }
  135.                                 //if判断，第一个字节是0xD0，表示收到的是PINGRESP报文
  136.                                 else if(MQTT_RxDataOutPtr[2] == 0xD0)
  137.                                 {
  138.                                         u1_printf("PING报文回复\r\n");                      //串口输出信息
  139.                                         if(pingFlag == 1)
  140.                                         {                                                                           //如果pingFlag=1，表示第一次发送
  141.                                                  pingFlag = 0;                                                                   //要清除pingFlag标志
  142.                                         }
  143.                                         else if(pingFlag > 1)       
  144.                                         {                                                                                                          //如果pingFlag>1，表示是多次发送了，而且是2s间隔的快速发送
  145.                                                 pingFlag = 0;                                                                   //要清除pingFlag标志
  146.                                                 TIM3_ENABLE_30S();                                                               //PING定时器重回30s的时间
  147.                                         }                               
  148.                                 }       
  149.                                 //if判断，如果第一个字节是0x30，表示收到的是服务器发来的推送数据
  150.                                 //我们要提取控制命令
  151.                                 else if((MQTT_RxDataOutPtr[2] == 0x30))
  152.                             {
  153.                                         u1_printf("服务器等级0推送\r\n");                            //串口输出信息
  154.                                         MQTT_DealPushdata_Qs0(MQTT_RxDataOutPtr);   //处理等级0推送数据
  155.                                 }                                                                       
  156.                                 MQTT_RxDataOutPtr += RBUFF_UNIT;                //指针下移
  157.                                 if(MQTT_RxDataOutPtr == MQTT_RxDataEndPtr)      //如果指针到缓冲区尾部了
  158.                                 {
  159.                                         MQTT_RxDataOutPtr = MQTT_RxDataBuf[0];      //指针归位到缓冲区开头              
  160.                                 }                          
  161.                         }//处理接收缓冲区数据的else if分支结尾
  162.                                                
  163.                         /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  164.                         /*                                                                             处理命令缓冲区数据                                                                              */
  165.                         /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  166.                         if(MQTT_CMDOutPtr != MQTT_CMDInPtr)                                                          //if成立的话，说明命令缓冲区有数据了       
  167.                         {                                                    
  168.                                 u1_printf("命令:%s\r\n",&MQTT_CMDOutPtr[2]);              //串口输出信息
  169.                                
  170.                                 if(!memcmp(&MQTT_CMDOutPtr[2],cmdLED_On,strlen(cmdLED_On)))//判断指令，如果是CMD1
  171.                                 {                                            
  172.                                         ledFlag = "LEDON";                                                                               
  173.                                         LED_On();                                                                                             //LED开启
  174.                                 }
  175.                                 else if(!memcmp(&MQTT_CMDOutPtr[2],cmdLED_Off,strlen(cmdLED_Off))) //判断指令，如果是CMD11
  176.                                 {
  177.                                         ledFlag = "LEDOFF";                                             
  178.                                         LED_Off();                                                                                 //LED关闭
  179.                                 }
  180.                                 else if(!memcmp(&MQTT_CMDOutPtr[2],cmdDHT11_On,strlen(cmdDHT11_On)))//判断指令，如果是CMD3
  181.                                 {      
  182.                                         dhtFlag = 1;                 //dataFlag置1，表示处于采集状态了
  183.                                         TIM2_ENABLE_10S();           //定时器2，,10s间隔采集温湿度   
  184.                                 }
  185.                                 else if(!memcmp(&MQTT_CMDOutPtr[2],cmdDHT11_Off,strlen(cmdDHT11_Off)))//判断指令，如果是CMD3
  186.                                 {     
  187.                                         dhtFlag = 0;                 //dataFlag置0，表示处于停止状态了
  188.                                         TIM_Cmd(TIM2,DISABLE);                 //判断2路开关状态和采集状态，并发布给服务器
  189.                                 }                                                               
  190.                                 //不做处理，后面会发送状态
  191.                                 else u1_printf("未知指令\r\n");                                //串口输出信息       
  192.                        
  193.                                 MQTT_CMDOutPtr += CBUFF_UNIT;                                //指针下移
  194.                                 if(MQTT_CMDOutPtr == MQTT_CMDEndPtr)            //如果指针到缓冲区尾部了
  195.                                 MQTT_CMDOutPtr = MQTT_CMDBuf[0];                        //指针归位到缓冲区开头       
  196.                                
  197.                                 Send_Data();//发送控制数据
  198.                                 //处理命令缓冲区数据的else if分支结尾                                       
  199.                         }        //connectFlag=1的if分支的结尾
  200.                 }
  201.         /*--------------------------------------------------------------------*/
  202.         /*      connectFlag=0同服务器断开了连接,我们要重启连接服务器            */
  203.         /*--------------------------------------------------------------------*/
  204.                 else
  205.                 {
  206.                         u1_printf("需要连接服务器\r\n");               //串口输出信息
  207.                         TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);                        //关闭TIM4
  208.                         TIM_Cmd(TIM3, DISABLE);                        //关闭TIM3  
  209.                         WiFi_RxCounter = 0;                            //WiFi接收数据量变量清零                        
  210.                         memset(WiFi_RX_BUF, 0, WiFi_RXBUFF_SIZE);      //清空WiFi接收缓冲区
  211.                         if(WiFi_Connect_IoTServer() == 0)                           //如果WiFi连接云服务器函数返回0，表示正确，进入if
  212.                         {                                
  213.                                 u1_printf("建立TCP连接成功\r\n");          //串口输出信息
  214.                                 connectFlag = 1;                           //connectFlag置1，表示连接成功       
  215.                                 WiFi_RxCounter = 0;                        //WiFi接收数据量变量清零                        
  216.                                 memset(WiFi_RX_BUF, 0, WiFi_RXBUFF_SIZE);  //清空WiFi接收缓冲区
  217.                                 MQTT_Buff_Init();                          //初始化发送缓冲区                    
  218.                         }                               
  219.                 }
  220.         }
  221. }
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