基于STM32F103ZET6设计的一个系统
数据部分:
1、通过SPI总线采集ADXL355传感器的三轴向数据
2、通过485+modbus协议与太阳能系统进行数据交互
阿里云:
1、通过MQTT协议打包数据上传到阿里云服务器
单片机源程序如下:
- #include "stm32f10x.h"
- #include "sys.h"
- #include "delay.h"
- #include "usart.h"
- #include "led.h"
- #include "string.h"
- //MODBUS协议相关头文件
- #include "rs485.h"
- #include "it.h"
- #include "modbus_config.h"
- #include "modbus_req.h"
- //ADXL355传感器相关头文件
- #include "spi.h"
- #include "ADXL355.h"
- //ESP8266WIFI使用相关头文件
- #include "uart2.h"
- #include "wifi.h"
- #include "timer3.h"
- #include "structure.h"
- //FreeRTOS系统相关头文件
- #include "FreeRTOS.h"
- #include "task.h"
- #include "queue.h"
- //MQTT协议相关头文件
- #include "esp8266_mqtt.h"
- //MQTT初始化函数
- void ES8266_MQTT_Init(void);
- //MODBUS相关变量
- #define SLAVE_ADDR 0x0A
- MD_datstr MD_str = {0}; //一个MODBUS请求实例
- u8 flag_send = 0; //发送一个读写命令标志
- u8 saveAddr[5] = {0xaa,0x55,3,4,5}; //接收数据保存
- u16 saveAddrREG[8] = {0x1234,0x5678};
- //阿里云服务器的登陆配置
- #define MQTT_BROKERADDRESS "iot-06z00j95cmf2y8amqttiothubaliyuncscom"
- #define MQTT_CLIENTID "h05pNELZZvB.test13|securemode=2,signmethod=hmacsha256,timestamp=1669103327588|"
- #define MQTT_USARNAME "test13&h05pNELZZvB"
- #define MQTT_PASSWD "b1ed002d9712d538e0bfd2cd2564a16c748f19c3a1b2a9522434572451f4507f"
- #define MQTT_PUBLISH_TOPIC "/sys/h05pNELZZvB/test13/thing/event/property/post"
- #define MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC "/sys/h05pNELZZvB/test13/thing/service/property/set"
- char mqtt_message[300]; //MQTT的上报消息缓存
- //服务器IP地址和端口号
- char *IP = MQTT_BROKERADDRESS;
- int Port = 1883;
- //任务优先级
- #define START_TASK_PRIO 1
- //任务堆栈大小
- #define START_STK_SIZE 128
- //任务句柄
- TaskHandle_t StartTask_Handler;
- //任务函数
- void start_task(void *pvParameters);
- //任务优先级
- #define LED0_TASK_PRIO 2
- //任务堆栈大小
- #define LED0_STK_SIZE 50
- //任务句柄
- TaskHandle_t LED0Task_Handler;
- //任务函数
- void led0_task(void *pvParameters);
- //任务优先级
- #define WIFI_TASK_PRIO 4
- //任务堆栈大小
- #define WIFI_STK_SIZE 512
- //任务句柄
- TaskHandle_t WIFITask_Handler;
- //任务函数
- void wifi_task(void *pvParameters);
- //任务优先级
- #define SPI_TASK_PRIO 3
- //任务堆栈大小
- #define SPI_STK_SIZE 512
- //任务句柄
- TaskHandle_t SPITask_Handler;
- //任务函数
- void SPI_task(void *pvParameters);
- /* Uart2 - Wifi 的消息接收队列 */
- #define Wifi_MESSAGE_Q_NUM 4 //接收数据的消息队列的数量
- QueueHandle_t Wifi_Message_Queue; //信息队列句柄
- float PVE,BVE,RVE,OCT,CCT,CTE,ETE,FVN ;
- u32 SensorT;
- int_least32_t SensorX,SensorY,SensorZ;
- //产生一个10us的定时器,给MD计时
- void Time_Init(void)
- {
- TIM_Struct tim_str;
- tim_str.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;
- tim_str.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
- tim_str.Period = 200;
- tim_str.Prescaler = 71;
- tim_str.TIMx = TIM2;
- TIM_Init(&tim_str);
-
- }
-
-
- //主函数
- int main(void)
- {
- NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4
- delay_init(); //初始化系统时钟
- LED_Init(); //LED初始化
- uart_init(115200); //初始化串口1
- uart2_init(115200); //初始化串口2
- Timer3_Configuration(5); //Tim3定时器,用于wifi-uart2的接收完成
- WiFi_ResetIO_Init(); //wifi - RST引脚初始化
- MD_REQ_Init(9600,&MD_str);
- Time_Init();
- SPI2_Init();
- ADXL355_Init();
- printf("初始化完成,开始创建任务\r\n");
-
- //创建开始任务
- xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task, //任务函数
- (const char* )"start_task", //任务名称
- (uint16_t )START_STK_SIZE, //任务堆栈大小
- (void* )NULL, //传递给任务函数的参数
- (UBaseType_t )START_TASK_PRIO, //任务优先级
- (TaskHandle_t* )&StartTask_Handler); //任务句柄
- vTaskStartScheduler(); //开启任务调度
- }
-
- //开始任务任务函数
- void start_task(void *pvParameters)
- {
- taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区
-
- //创建 Uart2 - Wifi 接收消息队列
- Wifi_Message_Queue = xQueueCreate(Wifi_MESSAGE_Q_NUM,1); //队列项数目是Wifi_MESSAGE_Q_NUM,队列项长度是串口DMA接收缓冲区长度
-
- //创建LED0任务
- xTaskCreate((TaskFunction_t )led0_task,
- (const char* )"led0_task",
- (uint16_t )LED0_STK_SIZE,
- (void* )NULL,
- (UBaseType_t )LED0_TASK_PRIO,
- (TaskHandle_t* )&LED0Task_Handler);
- //创建SPI_task任务
- xTaskCreate((TaskFunction_t )SPI_task,
- (const char* )"SPI_task",
- (uint16_t )SPI_STK_SIZE,
- (void* )NULL,
- (UBaseType_t )SPI_TASK_PRIO,
- (TaskHandle_t* )&SPITask_Handler);
-
- //创建wifi_task任务
- xTaskCreate((TaskFunction_t )wifi_task,
- (const char* )"wifi_task",
- (uint16_t )WIFI_STK_SIZE,
- (void* )NULL,
- (UBaseType_t )WIFI_TASK_PRIO,
- (TaskHandle_t* )&WIFITask_Handler);
-
- vTaskDelete(StartTask_Handler); //删除开始任务
- taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区
- }
- //LED0任务函数
- void led0_task(void *pvParameters)
- { u8 erro = 0;
- u8 i = 0;
- while(1)
- {
- if(MD_str.flag_listener) //发送数据后监听
- {
- if(MD_str.flag_waitRelpy == MD_NO) //等待超时
- {
- ErroOutTime(&MD_str);
- MD_str.flag_listener = 0; //停止监听
- }
- if(MD_str.flag_receiveOK == MD_OK) //有数据接收到
- {
- erro = REQ_CallBack(&MD_str);
- if(erro)
- {
- printf("erro = 0X%X\r\n",erro);
- }else
- {
- printf("buff[电源电压 电池电压 充电电流 输出电流 基准电压 内部温度 外部温度 软件版本 ] = {");
- for(i=0;i<GETSIZE(saveAddrREG);i++)
- {
- printf(" %#d ",saveAddrREG[i]);
- }
- printf("}\r\n");
-
- printf("OK--------------------\r\n");
- }
-
-
- }
- }
- if(flag_send )
- {
- REQ_Read(&MD_str,MD_READ_HOLD_REG,SLAVE_ADDR,0,8,saveAddrREG); //读多个线圈或多个寄存器
- flag_send = 0;
- }
-
- }
- }
-
- //创建SPI任务函数
- void SPI_task(void *pvParameters)
- {
- while(1)
- {
- ADXL355_Data_Scan(&SensorX, &SensorY, &SensorZ, &SensorT);
- printf("X: %f\r\n",(float)SensorX/256000);
- printf("Y: %f\r\n",(float)SensorY/256000);
- printf("Z: %f\r\n",(float)(SensorZ/256000));
- printf("\r\n\r\n");
- vTaskDelay(2000);
- }
- }
- //WIFI任务函数
- void wifi_task(void *pvParameters)
- {
- uint8_t pub_cnt = 0,pub_ret;
- uint16_t Counter_MQTT_Heart = 0;
- char *recv;
-
- //MQTT协议初始化
- ES8266_MQTT_Init();
- while(1)
- {
- //心跳包发送
- if(Counter_MQTT_Heart++>300)
- {
- Counter_MQTT_Heart = 0;
- MQTT_SentHeart();
- }
- /* 发送数据 */
- pub_cnt++;
- if(0 == pub_cnt%500) //约3S发送一次数据
- {
- PVE = saveAddrREG[0];
- BVE = saveAddrREG[1];
- CCT = saveAddrREG[2];
- OCT = saveAddrREG[3];
- RVE = saveAddrREG[4];
- CTE = saveAddrREG[5];
- ETE = saveAddrREG[6];
- FVN = saveAddrREG[7];
- pub_cnt = 0;
- memset(mqtt_message, 0, 300);
- //组装数据
- sprintf(mqtt_message,
- "{\"method\":\"thing.service.property.post\",\"id\":\"1234\",\"params\":{\
- \"PVE\":%.1f,\"BVE\":%.1f,\"CCT\":%.1f,\"OCT\":%.1f,\"RVE\":%.1f,\"CTE\":%.1f,\"ETE\":%.1f,\"FVN\":%.1f,\"DATAX\":%.1f,\"DATAY\":%.1f,\"DATAZ\":%.1f},\"version\":\"1.0.0\"}", PVE,BVE,CCT,OCT,RVE,CTE,ETE,FVN,(float)SensorX,(float)SensorY,(float)SensorZ);
- //发布数据
- pub_ret = MQTT_PublishData(MQTT_PUBLISH_TOPIC,mqtt_message,0);
- if(pub_ret > 0)
- {
- printf("消息发布成功!!! data=%.1f,data2=%.1f,data3=%.1f,data4=%.1f,data5=%.1f,data6=%.1f,data7=%.1f,data8=%.1f,data9=%.1f,data10=%.1f,data11=%.1f", PVE,BVE,CCT,OCT,RVE,CTE,ETE,FVN,(float)SensorX,(float)SensorY,(float)SensorZ);
- }
- else
- {
- printf("/r/n");
- printf("消息发布失败!!!pub_ret=%d\r\n", pub_ret);
- }
- }
- //收到数据
- if((WifiMsg.U2_RxCompleted == 1) && (USART3_RxCounter > 1))
- {
- printf("来自服务器数据:%d\r\n", USART3_RxCounter);
- recv = strstr(USART3_RxBuff, "LED");
- //下发命令后,串口2会接收到这样的数据:
- //...{"method":"thing.service.property.set","id":"1593428732","params":{"LED":1},"version":"1.0.0"}
- if(recv != NULL)
- {
- //经过strstr函数后,recv指向了字符串:LED":0}...
- //为拿到LED后面的状态值,指针偏移5个字节
- recv = recv + 3 +2; //LED占3个字节 ”:占2个字节
- printf("LED=%d\r\n", (*recv)-'0');
- LED0 = !((*recv)-'0'); //根据下发的命令控制PC13处的LED灯
-
- memset(mqtt_message, 0, 300);
- //组装数据
- sprintf(mqtt_message,
- "{\"method\":\"thing.service.property.set\",\"id\":\"5678\",\"params\":{\
- \"LED\":%d},\"version\":\"1.0.0\"}", (*recv)-'0');
-
- //发布数据
- pub_ret = MQTT_PublishData(MQTT_PUBLISH_TOPIC,mqtt_message,0);
- if(pub_ret > 0)
- {
- printf("消息发布成功!!!pub_ret=%d\r\n", pub_ret);
- }
- else
- {
- printf("消息发布失败!!!pub_ret=%d\r\n", pub_ret);
- }
- }
- //将标志位和数据清空
- memset(USART3_RxBuff, 0, sizeof(USART3_RxBuff));
- WifiMsg.U2_RxCompleted = 0;
- USART3_RxCounter = 0;
- }
- vTaskDelay(10);
- }
- }
- //MQTT初始化函数
- void ES8266_MQTT_Init(void)
- {
- uint8_t status=1;
- char conn=1;
- // 复位不成功,需要重新复位
- // if(!WiFi_Init())
- // {
- // printf("ESP8266状态初始化正常\r\n"); //串口输出信息
- // //获取WIFI当前IP地址
- // WiFi_GetIP(100);
- // WifiMsg.Mode = 1; //r_flag标志置位,表示8266状态正常,可以继续,进行TCP连接
- // status++;
- // }
-
- printf("准备复位模块\r\n"); //串口提示数据
- if(WiFi_Reset(50))
- { //复位,100ms超时单位,总计5s超时时间
- printf("复位失败,准备重启\r\n"); //返回非0值,进入if,串口提示数据
- }else printf("复位成功\r\n"); //串口提示数据
-
- printf("准备连接路由器\r\n"); //串口提示数据
-
- if(WiFi_JoinAP(10)){ //连接路由器,1s超时单位,总计10s超时时间
- printf("连接路由器失败,准备重启\r\n"); //返回非0值,进入if,串口提示数据
- }else printf("连接路由器成功\r\n"); //串口提示数据
- printf("准备获取IP地址\r\n"); //串口提示数据
- if(WiFi_GetIP(50)){ //准备获取IP地址,100ms超时单位,总计5s超时时间
- printf("获取IP地址失败,准备重启\r\n"); //返回非0值,进入if,串口提示数据
- }else printf("获取IP地址成功\r\n"); //串口提示数据
-
- printf("准备开启透传\r\n"); //串口提示数据
- if(WiFi_SendCmd("AT+CIPMODE=1",50)){ //开启透传,100ms超时单位,总计5s超时时间
- printf("开启透传失败,准备重启\r\n"); //返回非0值,进入if,串口提示数据
- }else printf("开启透传成功\r\n"); //串口提示数据
-
- printf("准备关闭多路连接\r\n"); //串口提示数据
- if(WiFi_SendCmd("AT+CIPMUX=0",50)){ //关闭多路连接,100ms超时单位,总计5s超时时间
- printf("关闭多路连接失败,准备重启\r\n"); //返回非0值,进入if,串口提示数据
- }else printf("关闭多路连接成功\r\n"); //串口提示数据
- WifiMsg.Mode = 1; //r_flag标志置位,表示8266状态正常,可以继续,进行TCP连接
- status++;
-
- //连接阿里云IOT服务器
- if(status==2)
- {
- printf("连接服务器:IP=%s,Port=%d\r\n",IP, Port);
- conn = WiFi_Connect(IP, Port, 100);
- printf("连接结果conn=%d\r\n",conn);
- status++;
- }
- //关闭WIFI回显
- //printf("关闭回显:%d\r\n", WiFi_Send("ATE0"));
-
- //登陆MQTT
- if(status==3)
- {
- //不用判断返回值,登陆总是显示失败,但实际已经登陆成功了
- MQTT_Connect(MQTT_CLIENTID, MQTT_USARNAME, MQTT_PASSWD);
- printf("ESP8266阿里云MQTT登陆成功!\r\n");
- status++;
- }
- //订阅主题
- if(status==4)
- {
- //不用判断返回值,订阅总是显示失败,但实际已经订阅成功了
- MQTT_SubscribeTopic(MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC,0,1);
- printf("ESP8266阿里云MQTT订阅主题成功!\r\n");
- }
- }
- //定时
- void TIM2_IRQHandler(void)
- {
- static u32 counter_t2 = 0;
- if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_FLAG_Update)==SET) //判断是不是这个中断
- {
-
- MD_Fun_InTime(&MD_str,200); //MODBUS定时器中的函数
-
- //间隔1秒发送数据请求
- if(flag_send == 0)
- {
- counter_t2 ++;
- if(counter_t2 > 5000)
- {
- counter_t2 = 0;
- flag_send = 1;
- }
- }
- TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_FLAG_Update); //清除标志位
- }
- }
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Keil代码下载:
STM32+太阳能+阿里云(已采集数据)2022-11-25.7z
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