STM32+ESP8266(ESP-12F)物联网温度计-腾讯云物联网

一、硬件及软件准备

1、完整工程源码

下载地址：https://download.csdn.net/download/qq_44062900/19747292

2、硬件：STM32单片机、ESP8266(ESP-12F)、DS18B20

注：ESP8266刷的固件是标准的AT指令固件,不同版本AT固件的AT指令略有不同,请注意！

3、软件：Keil5、安信可串口调试助手、wireshark网络抓包工具

安信可串口调试助手下载：https://docs.ai-thinker.com/%E5%BC%80%E5%8F%91%E5%B7%A5%E5%85%B72
wireshark下载地址：https://www.wireshark.org/download.html

二、 实现效果

腾讯连连微信小程序显示实时温度,并且可以远程控制开发板的LED灯

三、 paho MQTT协议库移植

有关 paho MQTT协议库移植请移步：STM32+ESP8266(ESP-12F)物联网温度计-移植paho MQTT协议连接阿里云

四、 腾讯云物联网产品及设备创建

如果是第一次使用腾讯云产品，需要先进行实名认证。下面直接从物联网控制台着手。
物联网控制台地址：https://console.cloud.tencent.com/iotexplorer
点击“公共实例”

点击“新建项目”

输入项目名称，点击“保存”即可

点击“项目ID”进入项目管理页面

点击“新建产品”，输入产品信息，点击“保存”


点击产品ID进入产品管理页面

点击“新建功能”

输入自定义功能，一个是温度上传，一个是LED控制


创建完功能后点击“下一步”

保存以下两个Topic,后面会用到，然后点击“下一步”。

下面开始配置腾讯连连微信小程序，使用腾讯连连可以很方便地设计一个APP管理程序。

点击“保存”，返回后点击“下一步”

点击“新建设备”，输入设备名称后点击保存


点击“设备名称”，复制“设备名称”、“设备秘钥”及“产品ID”并保存在文本文件中，后面激活设备需要用到。



点击“二维码”


在微信小程序中搜索“腾讯连连”，进入后点击“扫一扫”，扫描上方二维码添加设备

五、ESP8266配置

由于MQTT协议是基于TCP传输层协议之上的应用层协议，所以在使用MQTT进行通信之前首先要和服务器建立TCP连接，这样我们才能通过MQTT协议连接到腾讯云物联网平台。

配置总流程：测试ESP8266>>>配置WIFI工作模式为Station(终端)或AP+Station(接入点+终端)>>>重启模块>>>关闭回显>>>连接WIFI>>>设为透传模式>>>建立TCP连接>>>开启透传>>>使用MQTT协议进行通信

注：ESP-12F的固件是标准的AT指令，在给ESP8266发送指令时，要在指令最后加上"\r\n"结束符

1、测试ESP8266模块

指令：“AT+\r\n”
测试成功则返回"OK"

2、配置WIFI工作模式

指令：“AT+CWMODE=1\r\n”
配置成功则返回"OK"

3、重启WIFI模块

指令：“AT+RST\r\n”
发送指令后需等待几秒钟，等ESP8266复位完成

4、关闭回显

指令：“ATE0\r\n”
配置成功返回"OK"

5、连接WIFI

指令：“AT+CWJAP=“ssid”,“pass”\r\n”
其中ssid为WIFI名称，pass为WIFI密码
配置成功返回"OK"

6、设为透传模式

指令：“AT+CIPMODE=1\r\n”
配置成功返回"OK"

7、建立TCP连接

指令：“AT+CIPSTART=“TCP”,“ip”,port\r\n”
其中ip为服务器ip，这里为"71248IVBSR.iotcloud.tencentdevices.com"
port为固定的1883

格式参考

配置成功返回"CONNECT OK "

6、开启透传
指令：“AT+CIPSEND\r\n”
当模块返回">“时，此时进入透传模式，发送的所有数据都被视为是数据，当单独发送一包数据中含有”+++"时，模块会退出透传模式

通过以上步骤后，此时可以通过MQTT协议和服务器进行通信

六、核心代码

1、tencentyun.h

#ifndef _TENCENT_MQTT_H_
#define _TENCENT_MQTT_H_#include "stm32f10x.h"#define CLIENT_ID "71248IVBSRESP8266"
#define USER_NAME   "71248IVBSRESP8266;12010126;MO8JD;1624767646"
#define PASSWORD    "9f37730219d6e3b9a121b845877cea4694ce7b74;hmacsha1"
#define KEEPALIVE_TIME 1200#define PUB_TOPIC "$thing/up/property/71248IVBSR/ESP8266"
#define SUB_TOPIC "$thing/down/property/71248IVBSR/ESP8266"#define MQTT_MAX_BUFF 512#define MQTT_DISCONNECT 0
#define MQTT_CONNECT        1extern u8 MQTT_ConnectStatus;enum REQ_QoS
{REQ_QoS_0=0,REQ_QoS_1,REQ_QoS_2
};u8 MQTT_Connect(char *client_id,char *user_name,char *password,u16 keep_alive);
void MQTT_Disconnect(void);
u8 MQTT_Subscribe_Topic(char *topic,int req_qos,int msgid);
u8 MQTT_Unsubscribe_Topic(char *topic,int msgid);
u8 MQTT_Publish(char *pub_topic, unsigned char* payload);
u8 MQTT_Heart_Send(void);
u8 MQTT_GetConnectStatus(void);
void MQTT_AutoReconnect(void);#endif

2、tencentyun.c

#include "tencent_mqtt.h"
#include "MQTTPacket.h"
#include "transport.h"
#include "string.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "ESP8266.h"u8 mqtt_buf[MQTT_MAX_BUFF];
u16 rx_cnt=0;
u8 MQTT_ConnectStatus=MQTT_DISCONNECT;//连接MQTT服务器
u8 MQTT_Connect(char *client_id,char *user_name,char *password,u16 keep_alive)
{MQTTPacket_connectData data = MQTTPacket_connectData_initializer;data.clientID.cstring =client_id;//客户端IDdata.keepAliveInterval = keep_alive;//保活时间,单位为秒data.cleansession = 1;//清除会话data.username.cstring = user_name;//用户名data.password.cstring = password;//密码u16 send_len=MQTTSerialize_connect(mqtt_buf,MQTT_MAX_BUFF,&data);//序列化连接数据报transport_sendPacketBuffer(mqtt_buf,send_len);//向服务器发送连接数据报memset(mqtt_buf,0,MQTT_MAX_BUFF);if (MQTTPacket_read(mqtt_buf, MQTT_MAX_BUFF, transport_getdata) == CONNACK){unsigned char sessionPresent, connack_rc;if (MQTTDeserialize_connack(&sessionPresent, &connack_rc, mqtt_buf, MQTT_MAX_BUFF) != 1 || connack_rc != 0)//反序列化CONNACK报文{return 1;//接收报文类型正确,但连接失败}}else return 1;//接收报文类型错误return 0;
}//断开连接
void MQTT_Disconnect(void)
{u16 send_len=MQTTSerialize_disconnect(mqtt_buf, MQTT_MAX_BUFF);transport_sendPacketBuffer(mqtt_buf,send_len);//向服务器发送断开连接数据报memset(mqtt_buf,0,MQTT_MAX_BUFF);send_len=MQTTSerialize_disconnect(mqtt_buf, MQTT_MAX_BUFF);transport_sendPacketBuffer(mqtt_buf,send_len);//向服务器发送断开连接数据报memset(mqtt_buf,0,MQTT_MAX_BUFF);
}
//订阅主题
u8 MQTT_Subscribe_Topic(char *sub_topic,int req_qos,int msgid)
{MQTTString topicString = MQTTString_initializer;topicString.cstring = sub_topic;u16 send_len = MQTTSerialize_subscribe(mqtt_buf, MQTT_MAX_BUFF, 0, msgid, 1, &topicString, &req_qos);//序列化订阅数据报transport_sendPacketBuffer(mqtt_buf,send_len);//向服务器发送订阅数据报memset(mqtt_buf,0,MQTT_MAX_BUFF);if(MQTTPacket_read(mqtt_buf,MQTT_MAX_BUFF, transport_getdata) == SUBACK)//判断是否是SUBACK报文{unsigned short submsgid;int subcount;int granted_qos;u8 rc=MQTTDeserialize_suback(&submsgid, 1, &subcount, &granted_qos, mqtt_buf, MQTT_MAX_BUFF);//反序列化SUBACK报文if(!rc || submsgid!=msgid || granted_qos==0x80)    return 1;接收报文类型正确,但订阅失败}else return 1;//接收报文类型错误return 0;
}
//取消订阅主题
u8 MQTT_Unsubscribe_Topic(char *unsub_topic,int msgid)
{MQTTString topicString = MQTTString_initializer;topicString.cstring = unsub_topic;u16 send_len = MQTTSerialize_unsubscribe(mqtt_buf,MQTT_MAX_BUFF, 0, msgid,1, &topicString);//序列化取消订阅数据报transport_sendPacketBuffer(mqtt_buf,send_len);//向服务器发送取消订阅数据报memset(mqtt_buf,0,MQTT_MAX_BUFF);if(MQTTPacket_read(mqtt_buf,MQTT_MAX_BUFF, transport_getdata) == UNSUBACK)//判断是否是UNSUBACK报文{unsigned short unsubmsgid;u8 rc=MQTTDeserialize_unsuback(&unsubmsgid,mqtt_buf,MQTT_MAX_BUFF);//反序列化UNSUBACK报文if(!rc || unsubmsgid!=msgid )   return 1;接收报文类型正确,但取消订阅失败}else return 1;//接收报文类型错误return 0;
}//发布主题
u8 MQTT_Publish(char *pub_topic, unsigned char* payload)
{MQTTString topicString = MQTTString_initializer;topicString.cstring = pub_topic;u16 send_len = MQTTSerialize_publish(mqtt_buf,MQTT_MAX_BUFF,0,0,0,0,topicString, payload, strlen((const char*)payload));//序列化发布数据报transport_sendPacketBuffer(mqtt_buf,send_len);//向服务器发送发布数据报memset(mqtt_buf,0,MQTT_MAX_BUFF);return 0;
}
//发送心跳包
u8 MQTT_Heart_Send(void)
{u16 send_len=MQTTSerialize_pingreq(mqtt_buf,MQTT_MAX_BUFF);transport_sendPacketBuffer(mqtt_buf,send_len);//向服务器发送PING数据报memset(mqtt_buf,0,MQTT_MAX_BUFF);if(MQTTPacket_read(mqtt_buf,MQTT_MAX_BUFF, transport_getdata) != PINGRESP)//判断是否是PINGRESP报文{return 1;//接收报文类型错误}return 0;
}
//获取MQTT服务器连接状态
u8 MQTT_GetConnectStatus(void)
{if(MQTT_Heart_Send()) return MQTT_DISCONNECT;return MQTT_CONNECT;
}
//自动重连
void MQTT_AutoReconnect(void)
{u8 con_cnt=0;ESP_Exit_Unvarnished();while(ESP_AutoReConnect_Server(WIFI_SSID,WIFI_PWD,SERVER_IP,SERVER_PORT) && con_cnt<=30){Delay_Ms(1000);printf("wifi or TCP disconnect,auto connectting...\n");con_cnt++;}if(con_cnt>30)   printf("wifi or TCP auto reconnect failure\n");else printf("TCP server connect\n");con_cnt=0;if(ESP_SendCmd("AT+CIPSEND\r\n",">",10,10)) printf("透传模式开启失败\n");//开启透传while(MQTT_Connect(CLIENT_ID,USER_NAME,PASSWORD,KEEPALIVE_TIME) && con_cnt<=30)//重新连接{Delay_Ms(1000);printf("MQTT server disconnect,auto connectting...\n");con_cnt++;}if(con_cnt>30) printf("MQTT auto reconnect failure\n");else printf("MQTT connect\n");con_cnt=0;
}

3、main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
#include <string.h>
#include "timer.h"
#include "esp8266.h"
#include <stdlib.h>
#include "ds18b20.h"
#include "tencent_mqtt.h"
#include <stdio.h>
#include "usart.h"
#include "beep.h"int main(void)
{u8 key=0;char Pub_buff[512];u16 cnt=0;Delay_Ms(1000);BEEP_Init();//蜂鸣器初始化LED_Init();//LED初始化KEY_Init();//按键初始化USARTx_Init(USART1,72,115200);//串口1初始化USARTx_Init(USART3,36,115200);//串口3初始化TIMERx_Init(TIM2,72,2000*10);//设置分频系数为72,定时10ms.分频系数7200-->100us,72-->1usTIMERx_Init(TIM4,72,2000*10);//设置分频系数为72,定时10ms.分频系数7200-->100us,72-->1usDS18B20_Init();//DS18B20初始化ESP_UnvarnishedMode_Init(WIFI_SSID,WIFI_PWD,SERVER_IP,SERVER_PORT);//连接TCP服务器并进入透传模式if(MQTT_Connect(CLIENT_ID,USER_NAME,PASSWORD,KEEPALIVE_TIME))//登录MQTT服务器printf("connect failure\n");else {printf("connect success\n");    if(MQTT_Subscribe_Topic(SUB_TOPIC,REQ_QoS_0,1))//订阅{printf("subscribe failure\n");}else printf("subscribe success\n");}while(1){if(USART3_RX_FLAG){for(u16 i=0;i<USART3_RX_CNT;i++){if(USART3_RX_BUFF[i]=='\0')   USART3_RX_BUFF[i]='0';}USART3_RX_BUFF[USART3_RX_CNT]='\0';printf("USART3_RX=%s\n",USART3_RX_BUFF);if(strstr(USART3_RX_BUFF,"{\"LED_swi\":1}")) LED1=0;if(strstr(USART3_RX_BUFF,"{\"LED_swi\":0}"))    LED1=1;USART3_RX_FLAG=0;USART3_RX_CNT=0;}if(USART1_RX_FLAG){USART1_RX_FLAG=0;USART1_RX_BUFF[USART1_RX_CNT]='\0';USARTx_SendString(USART3,USART1_RX_BUFF);USART1_RX_CNT=0;}Delay_Ms(10);cnt++;if(cnt%300==0)//上传温度数据{snprintf(Pub_buff,sizeof(Pub_buff),"{\"clientToken\":\"1234\",\"method\":\"report\",\"params\":{\"Temperature\": %0.2f}}",DS18B20_Read_Temp()*0.0625);MQTT_Publish(PUB_TOPIC,(unsigned char*)Pub_buff);}if(cnt==3000){cnt=0;if(MQTT_GetConnectStatus()==MQTT_DISCONNECT)//未连接MQTT服务器{printf("MQTT Disconnect\n");MQTT_AutoReconnect();//自动重连if(MQTT_Subscribe_Topic(SUB_TOPIC,REQ_QoS_0,1))//重新订阅{printf("subscribe failure\n");}else printf("subscribe success\n");}else printf("MQTT Connect\n");}key=KEY_GetVal();if(key==2)//订阅{if(MQTT_Subscribe_Topic(SUB_TOPIC,REQ_QoS_0,1)){printf("subscribe failure\n");}else printf("subscribe success\n");}else if(key==3)//取消订阅{if(MQTT_Unsubscribe_Topic(SUB_TOPIC,1)){printf("unsubscribe failure\n");}else printf("unsubscribe success\n");             }else if(key==4)//断开连接{MQTT_Disconnect();}else if(key==5)//发送心跳包{if(MQTT_Heart_Send()){printf("ping failure\n");}else printf("ping success\n"); }}
}

七、腾讯云客户端ID、用户名、密码生成

1、客户端ID
Client ID 格式：产品 ID + 设备名，如："TXXXXDS8Gdev001 "，TXXXXDS8G 是产品 ID，dev001 是设备名称。
2、用户名及密码生成
使用官方提供的生成小工具可以很方便的获取用户名及密码
生成小工具：https://iot-exp-individual-1258344699.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com/password%E7%94%9F%E6%88%90%E5%B7%A5%E5%85%B7.zip
进入后输入设备信息即可生成用户名及密码

3、替换代码中的客户端ID、用户名、密码及订阅和发布Topic

八、设备上线

烧录代码后可以看到设备已经上线，并且腾讯连连小程序中也可以看到设备已上线

九、代码调试

有关使用wireshark抓包工具调试代码请移步:STM32+ESP8266(ESP-12F)物联网温度计-移植paho MQTT协议连接阿里云

十、说明

说明：所发布工程只完成了基本的MQTT通信部分，可能会存在一些bug，如有发现可以评论或私信告诉我，其他应用功能还需要自己根据实际需要进行更改。
如教程中存在错误，欢迎在评论区指正！

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