基于STM32和ESP8266的天气预报系统

本章将介绍一个关于STM32+ESP8266的练手小项目，项目来源地址在下面：

http://www.openedv.com/forum.php?mod=viewthread&tid=229818&highlight=%CC%EC%C6%F8

项目的源码地址请见文章最后。

一、实验环境要求

1.1硬件要求

● STM32单片机

● ESP8266WIFI模块

● LCD屏幕

● SD卡，安装文件系统

1.2软件环境要求

● Keil5

● 程序烧录软件

● 固件烧录软件

● 串口调试助手

二、系统示意图

系统整体示意图：

为增加学习兴趣，附上实验结果图：

三、程序流程图

程序流程图主要是主程序的流程图，如下：

在流程图中，单片机的初始化主要是一些硬件的初始化，主要有中断、串口、按键、LCD等等一些初始化，具体内容参考程序，这里即将不会介绍了。

四、ESP8266配置

4.1 AT固件烧录

由于本项目STM32单片机与WIFI模块之间是通过串口3发送AT指令来实现配置，因此需要烧录AT固件，固件相关资源见文章最后。

硬件连接示意图：

烧录步骤如下:
先打开烧录软件，软件在文的末尾提供：

然后对烧录软件进行配置，这一步很关键，按照下图进行配置：

固件是bin文件：

4.2 ESP8266配置函数atk_8266_wifista_config()

函数的具体内容参看下图：

主要通过发送AT指令来配置ESP8266，主要做了以下工作：

● 检查ESP8266硬件连接是否正常；

atk_8266_send_cmd("AT","OK",20)

● 配置wifi为STA模式；

atk_8266_send_cmd("AT+CWMODE=1","OK",50)

● 连接路由器。

atk_8266_send_cmd("AT+CIPMUX=0","OK",20);   //0：单连接；1：多连接
sprintf((char*)p,"AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"",wifista_ssid,wifista_password);//传输路由器参数
while(atk_8266_send_cmd(p,"WIFI GOT IP",300));    //连接路由器

五、获取天气

5.1获取天气函数get_current_weather()

函数在工程的weather.c文件中。

//获取实时天气
//成功返回0，失败返回1
u8 get_current_weather(void)
{u8 *p;u8 res;p=mymalloc(SRAMIN,40);                           sprintf((char*)p,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%s",WEATHER_SERVERIP,WEATHER_PORTNUM);    //配置服务器IP和PORT，建立TCP连接res = atk_8266_send_cmd(p,"OK",200);//发送TCP连接命令if(res==1){myfree(SRAMIN,p);return 1;}delay_ms(300);atk_8266_send_cmd("AT+CIPMODE=1","OK",100);      //´开启透传模式USART3_RX_STA=0;atk_8266_send_cmd("AT+CIPSEND","OK",100);         //开始透传printf("start trans...\r\n");//发送get请求：网站密钥+目的城市u3_printf("GET https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=“修改处：你的自密钥”&location=“修改处：目的城市拼音”&language=zh-Hans&unit=c\n\n");   delay_ms(20);USART3_RX_STA=0;  delay_ms(1000);if(USART3_RX_STA&0X8000)     //接收天气数据{ USART3_RX_BUF[USART3_RX_STA&0X7FFF]=0;//添加结束符} parse_now_weather();     //CJSON解析atk_8266_quit_trans();//退出透传atk_8266_send_cmd("AT+CIPCLOSE","OK",50);         //关闭TCP连接myfree(SRAMIN,p);return 0;
}

分析如下：

● 建立TCP连接，连接天气服务器；

 sprintf((char*)p,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%s",WEATHER_SERVERIP,WEATHER_PORTNUM);    //配置服务器IP和PORT，建立TCP连接res = atk_8266_send_cmd(p,"OK",200);//发送TCP连接命令

● 开启透传模式；

 atk_8266_send_cmd("AT+CIPMODE=1","OK",100);      //´开启透传模式atk_8266_send_cmd("AT+CIPSEND","OK",100);         //开始透传

● 发送get请求；

u3_printf("GET https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=“修改处：你的自密钥”&location=“修改处：目的城市拼音”&language=zh-Hans&unit=c\n\n");

● parse_now_weather()解析天气 ；

parse_now_weather();     //CJSON解析

下一节将介绍这个函数。

● 关闭透传；

atk_8266_quit_trans();//退出透传

● 断开TCP连接。

atk_8266_send_cmd("AT+CIPCLOSE","OK",50);         //关闭TCP连接

说明：我用的是知心天气服务平台，密钥可以自己去知心网站申请。

5.2 CJSON解析

服务器发送给我们的数据是以CJSON格式，保存在USART3_RX_BUF缓存中，我们需要对其进行解析。

CJSON具体学习内容参考：
https://blog.csdn.net/Mculover666/article/details/103796256

我们只用到两个相关的API：

CJSON主要用到的相关的API:

extern cJSON *cJSON_Parse(const char *value);//从给定的json字符串中得到cjson对象extern cJSON *cJSON_GetArrayItem(cJSON *array,int item);//根据下标获取cjosn对象数组中的对象extern char  *cJSON_Print(cJSON *item);//从cjson对象中获取有格式的json对象extern cJSON *cJSON_GetObjectItem(cJSON *object,const char *string);//根据键获取对应的值（cjson对象）extern void   cJSON_Delete(cJSON *c);//删除cjson对象，释放链表占用的内存空间

从知心天气服务器获取的数据格式如下：

{"results": [{"location": {"id": "C23NB62W20TF","name": "西雅图","country": "US","path": "西雅图,华盛顿州,美国","timezone": "America/Los_Angeles","timezone_offset": "-07:00"},"now": {"text": "多云", //天气现象文字"code": "4", //天气现象代码"temperature": "14", //温度，单位为c摄氏度或f华氏度"feels_like": "14", //体感温度，单位为c摄氏度或f华氏度"pressure": "1018", //气压，单位为mb百帕或in英寸"humidity": "76", //相对湿度，0~100，单位为百分比"visibility": "16.09", //能见度，单位为km公里或mi英里"wind_direction": "西北", //风向文字"wind_direction_degree": "340", //风向角度，范围0~360，0为正北，90为正东，180为正南，270为正西"wind_speed": "8.05", //风速，单位为km/h公里每小时或mph英里每小时"wind_scale": "2", //风力等级，请参考：http://baike.baidu.com/view/465076.htm"clouds": "90", //云量，单位%，范围0~100，天空被云覆盖的百分比 #目前不支持中国城市#"dew_point": "-12" //露点温度，请参考：http://baike.baidu.com/view/118348.htm #目前不支持中国城市#},"last_update": "2015-09-25T22:45:00-07:00" //数据更新时间（该城市的本地时间）}]
}

程序中与天气解析相关的程序：

u8 parse_now_weather(void)
{//....root = cJSON_Parse((const char*)USART3_RX_BUF);   //获取json对象if(root != NULL){pSub = cJSON_GetObjectItem(root,"results");  //获取 results 对应的值if(pSub != NULL){arrayItem = cJSON_GetArrayItem(pSub,0);  //根据下标获取josn对象数组中的对象pr = cJSON_Print(arrayItem);   pItem = cJSON_Parse(pr);        //获取json对象if(pItem != NULL){/*-------------------------------获取城市名称---------------------------*/pSubItem = cJSON_GetObjectItem(pItem,"location"); // 根据 location 键获取对应的值（cjson对象）if(pSubItem != NULL){pChildItem = cJSON_GetObjectItem(pSubItem,"name");// 根据 name 键获取对应的值（cjson对象）if(pChildItem != NULL){utf8str = pChildItem->valuestring;SwitchToGbk((const u8*)utf8str,strlen(utf8str),(u8 *)gbkstr,&len);  //获取城市名称，转化为gbk格式Show_Str(0,0,lcddev.width,lcddev.height,(u8 *)gbkstr,16,0);         //显示城市名称}}/*-------------------------------获取天气信息---------------------------*/pSubItem = cJSON_GetObjectItem(pItem,"now");if(pSubItem != NULL){pChildItem = cJSON_GetObjectItem(pSubItem,"text");  //天气现象文字，比如多云if(pChildItem != NULL){utf8str = pChildItem->valuestring;SwitchToGbk((const u8*)utf8str,strlen(utf8str),(u8 *)gbkstr,&len);Show_Str(220,25,lcddev.width,lcddev.height,(u8 *)gbkstr,16,0);    //显示天气现象文字}pChildItem = cJSON_GetObjectItem(pSubItem,"code");    //获取天气代码         if(pChildItem != NULL){gbkstr = pChildItem->valuestring;show_weather_icon((u8 *)gbkstr,0);        //根据天气代码，显示天气图片                     }pChildItem = cJSON_GetObjectItem(pSubItem,"temperature");      //获取温度if(pChildItem != NULL){gbkstr = pChildItem->valuestring;temperature = str2int((u8 *)gbkstr);gui_show_num(140,22,2,RED,54,temperature,0x80);printf("wendu = %d\r\n",temperature);}}pSubItem = cJSON_GetObjectItem(pItem,"last_update");  //获取最新更新时间if(pSubItem != NULL)        {gbkstr =pSubItem->valuestring;LCD_ShowString(0,92,200,20,12,(u8*)gbkstr);printf("1day_updata_time = %s\r\n",(u8*)gbkstr);}}cJSON_Delete(pItem);}}//...return 0;
}

通过以上解析函数就能够得到，从服务器发送过来的天气信息，获取三天信息跟以上步骤雷同，就不再赘述了。

六、资源获取

第一次写项目博客，经验不足，描述不全，希望以后提高。

最后附上工程源码，提供给大家学习：

https://github.com/caosongwang/ESP8266