STM32+ESP8266通過MQTT連接阿里云的使用總結

本實驗以熱釋電傳感器感應人體為例，介紹如何將 STM32+ESP8266通過MQTT協議接入阿里云物聯網平臺，

1.前期準備

硬體：野火指南者STM32F103VET6開發板，HC-SR501熱釋電傳感器

軟體：Keil5

平臺：阿里云

2.具體操作

阿里云物聯網平臺配置

創建產品

? 此次實驗通過阿里云平臺接收熱釋電傳感器的信號，所以選擇帶有布爾型的紅外檢測狀態的產品模型就能夠滿足需求，

創建設備

? 產品選擇剛剛創建的demo，點擊新增設備，

獲得三元組

? 在設備建立完成后系統會自動生成一個ProductKey，DeviceName和DeviceSecret，簡稱為三元組，

通信Topic

? 實驗基于MQTT（V3.1.1）協議與平臺進行通信，MQTT協議是基于代理的”發布/訂閱“模式的訊息傳輸協議，在這個協議中，有發布者，訂閱者和代理（broker)三種角色，訊息由發布者通過topic發布，由訂閱者對感興趣的topic進行訂閱，一個發布者可以對應多個訂閱者，

? 在設備的物模型通信Topic中選擇后綴為post與set的Topic，分別代表發布與訂閱，當然也可以自定義通信Topic，在獲取三元組和通信Topic后，可以先將其保存在文本中，方便以后使用，這樣，物聯網平臺的配置基本完成了，

硬體配置

? HC-SR501熱釋電傳感器與STM32的連接較為簡單，只需要將GND接地，VCC接3.3V-5V電源，OUT接I/O口即可，左邊的旋鈕用來調節靈敏度，順時針靈敏度高，逆時針靈敏度低；右側的旋鈕用來調節延時感應，順時針延時加長，逆時針延時減短，

軟體配置

熱釋電傳感器配置

#include "sensor.h"
void HCSR501_Config(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(HCSR501_INT_GPIO_CLK ,ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = HCSR501_INT_GPIO_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
	GPIO_Init(HCSR501_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

uint8_t HCSR501_Statue(void)
{
	if(GPIO_ReadInputDataBit(HCSR501_INT_GPIO_PORT, HCSR501_INT_GPIO_PIN)==Bit_SET)
		return 1;
	else return 0;
}		

ESP8266連接WiFi

• AT+CWMODE=1：設定作業模式（STA模式）

  bool ESP8266_Net_Mode_Choose ( ENUM_Net_ModeTypeDef enumMode )
  {
  	switch ( enumMode )
  	{
  		case STA:
  		  return ESP8266_Cmd ( "AT+CWMODE=1", "OK", "no change", 10); 
  		
  	  case AP:
  		  return ESP8266_Cmd ( "AT+CWMODE=2", "OK", "no change", 10); 
  		
  		case STA_AP:
  		  return ESP8266_Cmd ( "AT+CWMODE=3", "OK", "no change", 10); 
  		
  	  default:
  		  return false;
    }
  	
  }
  

• AT+CWJAP=“SSID”,“PASSWORD”：連接當前環境的WIFI熱點（熱點名，密碼）

  bool ESP8266_JoinAP ( char * pSSID, char * pPassWord )
  {
  	char cCmd [120];
  	sprintf ( cCmd, "AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"", pSSID, pPassWord );	
  	return ESP8266_Cmd ( cCmd, "OK", NULL, 150 );
  }
  

• AT+CIPMODE=1：開啟透傳模式

  bool ESP8266_UnvarnishSend ( void )
  {
  	if ( ! ESP8266_Cmd ( "AT+CIPMODE=1", "OK", NULL, 100 ) )
  		return false;
  	
  	return 
  	  ESP8266_Cmd ( "AT+CIPSEND", "OK", ">", 100 );
  	
  }
  

MQTT移植

? 在Github上下載paho mqtt開源代碼Github代碼鏈接，解壓后將paho.mqtt.embedded-c-master\MQTTPacket\src中的MQTT原始碼以及paho.mqtt.embedded-c-master\MQTTPacket\samples中的transport檔案復制到自己的專案中，修改transport.c檔案中的transport_sendPacketBuffer()和transport_getdata()函式用于發送和接收TCP資料，

修改MQTT協議相關引數

#define   HOST_NAME       "a12Dg3Gsw50.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com"     //服務器域名
#else
#define   HOST_NAME       "139.196.135.135"     //服務器IP地址
#endif


#define   HOST_PORT     1883    //由于是TCP連接，埠必須是1883

#define   CLIENT_ID     "test01|securemode=3,signmethod=hmacsha1|"       //ID
#define   USER_NAME     "test01&a12Dg3Gsw50"     //用戶名
#define   PASSWORD      "ce046a566db6047561024d89b99b898f98c39648"  //秘鑰

#define   TOPIC         "/sys/a12Dg3Gsw50/test01/thing/service/property/set"      //訂閱的主題
#define   PUBTOPIC      "/sys/a12Dg3Gsw50/test01/thing/event/property/post"      //發布的主題

上傳資料

if(HCSR501_Statue()==1)
				{
					sprintf(mqtt_message,"{\"method\":\"thing.event.property.post\",\"id\":\"0000000001\",\"params\":{\"MotionAlarmState\":1},\"version\":\"1.0.0\"}");
					MQTTMsgPublish(PUBTOPIC,QOS0,mqtt_message);
					printf( "\r\nsomeone inside\r\n");
				}
				else	
				{
					sprintf(mqtt_message,"{\"method\":\"thing.event.property.post\",\"id\":\"0000000001\",\"params\":{\"MotionAlarmState\":0},\"version\":\"1.0.0\"}");
					MQTTMsgPublish(PUBTOPIC,QOS0,mqtt_message);
					printf( "\r\nnoone inside\r\n");
				}								 

總結

? ESP8266連接阿里云的順序大致可以分為以下幾個步驟：配置模塊為STA模式?連接熱點?連接TCP?配置傳輸模式為透傳模式?驗證用戶名與密鑰?訂閱主題?發送心跳包?接收/發送資料

? 程式中登錄MQTT，ID及密碼的格式，發送訊息的格式都要嚴格按照MQTT協議來執行，多一個空格都可能導致無法連接上阿里云；發送訊息的引數id取值并不固定，只需要在范圍內容易取值即可，但是需要保證id的長度；QOS表示通信的服務質量，因為報文在發送的程序可能存在資料丟失的情況，最直接的解決方法就是重新發送，阿里云等物聯網平臺大都不支持QOS2，在實際開發程序中使用QOS0大都可滿足需求，

3.結果展示

? 經過資料可視化處理，可以看到，當串口中顯示someone inside時，平臺界面顯示紅色表示有人；反之，串口顯示noone inside時，平臺界面顯示綠色表示沒有人，