MQTT 单片机移植与远程监控/控制

项目已公开于gitee。访问 jc-io 以了解详情

项目主要内容:

在ESP8266MOD(ESP12F)以及STM32 MCU上实现MQTT协议(分别使用了pubsubclient 和paho-mqtt库)
统一传感器数据上传接口
在单片机上实现简易终端, 可通过mqtt下发指令完成复杂功能

下载

通过以下指令克隆jc-io项目

git clone https://gitee.com/eglwang/jc-io.git
cd jc-io
git submodule init
git submodule update

使用

jc-io项目运行于ESP8266单片机, 使用platformIO(arduino)平台开发
jc-st运行于STM32单片机，测试时为STM32G491，使用HAL库+FREERTOS V2开发

以下介绍 jc-io 项目的使用。

首次使用-配置

在VSCode中安装platformIO插件，打开jc-io文件夹
直接编译，如提示缺少某些库文件则下载到 lib文件夹
下载程序至 Node MCU, 按 Ctrl+Alt+S 打开串口监视器

首次使用时，设备将进行初始化，包括建立文件系统，创建配置文件，注册设备(需要连接到网络)等

format begin
format done
[scanning]:
..................[timeout]
[scanning]:
..................[timeout]
max try time exceed

在开机后设备将自动搜索可用Wi-Fi接入点，不过大概率找不到，此时需要自己手动输入。

在串口监视器中键入_ate=1后回车（输入按键时没有现象），此步将开启串口回显功能
输入slp 0回车，关闭定时休眠(设备默认会在5秒后休眠)
输入 wifi [ssid] [password]连接WiFi，此处将ssid于password 替换掉
如果连接WiFi成功，设备应该会自动注册，输出类似于下面的信息

no config file, regist now
chip ID:xxxxxx
.........
Connected to server, start registing, this may takes a bit long time.
==========
{"ok": 0, "msg": "ok", "username": "xxxxxxxxxxx", "password": "xxxxxxxxxxxxxx", "time": "2022/3/20 18:17:20", "dev": "xxxxx"}
==========

如果注册成功则表明设备已经在服务器完成注册，并且申请到了一套连接到MQTT代理的配置。输出中的 chip ID 即设备的ID号，也是MAC地址，设别唯一，之后将用到。

登录Canary，如果没有可点击登录窗口的圆形图标注册或者访问注册页面。
打开My应用，点击左下角的“+”图标，输入设备ID(即之前输出的Chip ID，确认，完成设备添加。刷新页面，如果无误应该可以看到存在新加入的设备。

在设备完成初始化后配置信息将保存在本地，之后不需要再重新配置

传感器配置

jc-io内置了一些传感器的驱动，如果你手头恰好有这些传感器，那么你无需写一行代码即可直接使用。

DHT11 温湿度传感器

默认情况下设备将添加一个DHT11传感器，并配置在D2¹管脚，如果你有一个DHT11，可将其连接到D2管脚。

如果你发现你的设备已经休眠，不要奇怪，这可能是因为设备多次尝试读取DHT11数据失败而触发故障机制进入休眠。没关系，重启设备在D2管脚接上一个DHT11传感器即可。

如果你需要更改DHT11管脚，首次键入sensor -，之后键入sensor dht11:d5更改管脚，d5为D5管脚，可自定义。

如果你需要让配置持久生效，需要将指令保存到本地的配置文件中，执行这一功能的指令是 file , 你可以键入file -h查看用例。
例如，如果你需要更改默认的传感器配置，输入以下内容

file -d sensor
file sensor dht11:d5

第一条指令删除配置文件中以sensor开头的行。
第二条指令则向配置文件写入“sensor dht11:d5”，设备将在下一次启动时执行这条指令以在D5管脚上建立一个DHT11传感器对象，或者你可以使用load指令重新加载配置文件使其立即生效。

BMP280 大气压-温度传感器

除了DHT11传感器外，jc-io还内置了BMP280传感器以及通用的ADC传感器。BMP280连接方式为

CS       --> VCC
SDO     --> VCC
SDA     --> SD3
SCL     --> SD2

使用I2C通信，设备地址MLB位为1
配置指令为 sensor bmp

通用模拟量传感器

而对于一般输出模拟信号的传感器，使用ADC对信号采样(A0管脚)，指令为sensor adc:[label]，其中“label”是采样数据的名称，你可以设置为你所使用传感器的类型或者其他有意义的值，该项数据的值是0-1023，对应电压从0-Vcc。如果不巧你使用的传感器输出的电压是负逻辑，那你可以使用 sensor nadc:[label]来配置，该类型的传感器对象输出值是Val=10234−ValadcVal= 10234-Val_{adc}Val=10234−Valadc

设置传感器采样速率

如果你需要更改传感器的采样速率（默认为1分钟每次），你可以使用以下指令

rep 600

这条指令的意思为设置600秒读一次传感器数据，此外如果你设置了定时休眠，那么每次休眠的时间也将会改成600秒以维持采样率不变。

数据查看

如果你已经添加了设备，并且设备上传了数据，那么恭喜你

你现在可以在[Scope应用](https://glwang.site/scope/)中查询你的传感器数据了。

下图给出了Scope的一个样例，例子中查询一天中大气压的变化。

本文所用的管脚均值ESP12F/E或Node MCU上所标注的管脚，非GPIO管脚号 ↩︎

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