登录/ 注册
 找回密码
 立即注册
关闭

CSDN热搜

程序园 精品问答 技术交流 资源下载
返回列表 发新帖
首页 › 业界区 › 业界 ›STM32F103+ESP-01S+MQTT协议连接华为云端（附踩坑记录） ...

STM32F103+ESP-01S+MQTT协议连接华为云端（附踩坑记录）

胰芰 2025-8-8 18:06:52
STM32F103+ESP-01S+MQTT协议连接华为云端（附踩坑记录）

一、物料准备

硬件：

  • STM32F103C8T6最小核心板
  • ESP01S WIFI模块
软件：

  • Keil
  • esp32固件烧写软件
  • 华为云服务器（个人免费使用，每天消息上限）
二、调试过程

调试总体思路：

  • 烧写官方的MQTT固件（这样可以省去协议的手动组装，直接调用AT指令+传参就行了）;
  • 单片机的硬线连接，做好usart配置；
  • wifi连接热点；
  • MQTT连接云服务器
  • ESP01S固件烧写
    ESP01S的芯片其实也是8266
    参考博文：https://www.cnblogs.com/xilimiss510/p/17592856.html
    官网固件库：https://docs.ai-thinker.com/固件汇总
  • 硬线+usart配置
首先是硬件接线+USART配置，我用的是STM32F103的USART2，USART的配置基本都是通用的，注意单片机的串口引脚和所在时钟就行了。如果要接入FreeRTOS的话，注意NVIC的配置的优先级分组和整体保持一致就行了（一般是第4组）NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);                          // 4位抢占优先级，0位子优先级，代码如下：
  1. // USART2_TX：PA2，USART2_RX：PA3，
  2. void USART2_Config(int baud)
  3. {
  4.         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
  5.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  6.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  7.         /********* RCC配置 ******************/
  8.         // 打开USART2时钟
  9.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
  11.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);
  12.         /********* NVIC配置 **********************************/
  13.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
  14.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 12;  // 抢占优先级12（>11）
  15.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;          // 子优先级无效（分组4）
  16.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  17.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  19.         /********* 引脚配置 **********************************/
  20.        
  21.         // 映射引脚和复用功能
  22.         //RX端口
  23.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
  24.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
  25.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  26.        
  27.         //TX端口
  28.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
  29.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  30.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  31.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  33.         /********* 串口配置 ************************************/
  34.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = baud;
  35.         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
  36.         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
  37.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
  38.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
  39.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
  40.         USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
  42.         // 配置中断
  43.         USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);
  44.        
  45.         // 打开usart
  46.         USART_Cmd(USART2, ENABLE);
  47. }
  49. /***************************************** usart中断服务 ********************************/
  51. uint8_t esp8266_buf[ESP8266_BUF_SIZE];
  52. uint16_t esp8266_cnt = 0;
  54. //前台程序就是中断服务程序，该程序是不需要手动调用的，当中断触发之后CPU会自动跳转过来执行该函数
  55. void USART2_IRQHandler(void)
  56. {
  57.         //uint8_t data;
  58.         //判断中断是否发生
  59.         if (USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) == SET)
  60.         {   
  61.                 //从USART2中接收一个字节
  62.                 esp8266_buf[esp8266_cnt++] = USART_ReceiveData(USART2);  //一次只能接收一个字节   
  63.                 //data = USART_ReceiveData(USART2);
  64.                 //把接收到的数据转发出去
  65.                 //USART_SendData(USART1,data);
  66.         }
  67. }
复制代码

  • wifi入网
esp-01s的波特率设置为115200，所以为了调试方便，USART1的波特率也调整为115200，同时xcom的波特率也调整为115200，然后按照以下示例即可发送成功测试
官方指令集参考：
https://docs.espressif.com/projects/esp-at/zh_CN/latest/esp32/AT_Command_Set/index.html
  1. #define ESP8266_WIFI_INFO                 "AT+CWJAP="wifiusername","wifipassword"\r\n"
  3. /**
  4.   * @brief  向ESP8266发送AT指令并检查响应
  5.   * @param  cmd: 要发送的AT指令字符串
  6.   * @param  resp: 期望的响应字符串
  7.   * @retval 0: 成功(接收到期望响应); 1: 失败
  8.   */
  9. uint8_t ESP8266_SendCmd(char *cmd, char *resp)
  10. {
  11.     uint16_t timeout = 0;
  12.    
  13.     // 清空接收缓冲区
  14.     ESP8266_Clear();
  15.    
  16.     // 发送AT指令到ESP8266（通过USART2）
  17.     USART2_Send_Str(cmd);
  18.    
  19.     // 等待响应，超时时间为5秒（500*10ms）
  20.     while(timeout++ < 500)
  21.     {
  22.         delay_ms(10);  // 等待10ms
  23.         
  24.         // 检查是否接收到期望的响应
  25.         if(strstr((char *)esp8266_buf, resp) != NULL)
  26.         {
  27.                         USART1_Send_Str((char *)esp8266_buf);
  28.             return 0;  // 成功
  29.         }
  30.     }
  31.     return 1;
  32. }
  34. //连接wifi
  35. void ESP_Config(void)
  36. {
  37.         ESP8266_Clear();
  38.        
  39. //        while(ESP8266_SendCmd("AT\r\n", "OK"))
  40. //                delay_ms(50);
  42.         //1、复位
  43.         while(ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n", "OK"))
  44.                 delay_ms(50);
  45.                
  46.         //2、设置工作站STA模式
  47.         while(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n", "OK"))
  48.                 delay_ms(50);
  49.        
  50.         //3、连接wifi
  51.         while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_WIFI_INFO, "GOT IP"))
  52.                 delay_ms(50);
  53. }
复制代码
注意末尾都要加"\r\n"，字符串该转义的转义
这里连接上了可以试着测试个天气应用的api

  • MQTT连接
官方MQTT指令集（中文）非常详细：MQTT AT 命令集 - ESP32 - — ESP-AT 用户指南 latest 文档
完整的连接发布订阅代码：
  1. void ESP8266_Clear(void)
  2. {
  3.     memset(esp8266_buf, 0, sizeof(esp8266_buf));
  4.     esp8266_cnt = 0;
  5. }
  7. bool ESP8266_recv(char *substr)
  8. {
  9.         // 检查是否接收到期望的响应
  10.         if(strstr((char *)esp8266_buf, substr) != NULL)
  11.         {
  12.                 USART1_Send_Str("收到风扇控制命令");
  13.                 USART1_Send_Str((char *)esp8266_buf);
  14.                 ESP8266_Clear();
  15.                 return true;
  16.         }
  17.         return false;
  18. }
  20. /**
  21.   * @brief  向ESP8266发送AT指令并检查响应
  22.   * @param  cmd: 要发送的AT指令字符串
  23.   * @param  resp: 期望的响应字符串
  24.   * @retval 0: 成功(接收到期望响应); 1: 失败
  25.   */
  26. uint8_t ESP8266_SendCmd(char *cmd, char *resp)
  27. {
  28.     uint16_t timeout = 0;
  29.    
  30.     // 清空接收缓冲区
  31.     ESP8266_Clear();
  32.    
  33.     // 发送AT指令到ESP8266（通过USART2）
  34.     USART2_Send_Str(cmd);
  35.    
  36.     // 等待响应，超时时间为5秒（500*10ms）
  37.     while(timeout++ < 500)
  38.     {
  39.         delay_ms(10);  // 等待10ms
  40.         
  41.         // 检查是否接收到期望的响应
  42.         if(strstr((char *)esp8266_buf, resp) != NULL)
  43.         {
  44.                         USART1_Send_Str((char *)esp8266_buf);
  45.             return 0;  // 成功
  46.         }
  47.     }
  48.     return 1;
  49. }
  51. void ESP_PUB(char *cmd)
  52. {       
  53.         ESP8266_SendCmd(cmd, "OK");        //判断OK是否是cmd的子串
  54. }
  56. //连接wifi、连接云端服务器
  57. void ESP_Config(void)
  58. {
  59.         ESP8266_Clear();
  60.        
  61. //        while(ESP8266_SendCmd("AT\r\n", "OK"))
  62. //                delay_ms(50);
  64.         //1、复位
  65.         while(ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n", "OK"))
  66.                 delay_ms(50);
  67.                
  68.         //2、设置工作站STA模式
  69.         while(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n", "OK"))
  70.                 delay_ms(50);
  71.        
  72.         //3、连接wifi
  73.         while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_WIFI_INFO, "GOT IP"))
  74.                 delay_ms(50);
  75.        
  76.         //4、配置用户参数
  77.         while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTUSERCFG=0,1,"monitor_123","monitor","XXXXXXXXXXXXXXXXXX",0,0,""\r\n", "OK"))
  78.                 delay_ms(50);
  79.        
  80.         //5、连接云服务器
  81.         while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTCONN=0,"XXXXXXXXXXXXXX",1883,0\r\n", "OK"))
  82.                 delay_ms(50);
  84.         //6、订阅app控制风扇的主题
  85.         while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTSUB=0,"control_fan",1\r\n", "OK"))
  86.                 delay_ms(50);
  87. }
  89. // 修改云端属性（暂未启用，只通过/mesasge/up进行分发）
  90. void ESP_PUB_Properties(float temper, float humidity, bool isAlarming)
  91. {
  92.         sprintf(
  93.         ts,
  94.         "AT+MQTTPUB=0,"$oc/devices/monitor/sys/properties/report","{\\"services\\":[{\\"service_id\\":\\"Monitor\\"\\,\\"properties\\":{\\"temper\\":10\\,\\"humidity\\":30\\,\\"isAlarming\\":true}}]}",1,0\r\n"
  95.         );
  96.         ESP_PUB(ts);
  97. }
  99. // 发布消息
  100. void ESP_PUB_Message(float temper, float humidity, bool isAlarming,bool isFanNormallyOpen)
  101. {
  102.         memset(ts,0,300);
  103.         sprintf(
  104.         ts,
  105.         "AT+MQTTPUB=0,"$oc/devices/monitor1/sys/messages/up","{\\"temper\\":%.1f\\,\\"humidity\\":%.1f\\,\\"isAlarming\\":%s\\,\\"isFanNormallyOpen\\":%s}",1,0\r\n",
  106.         temper,
  107.         humidity,
  108.         isAlarming?"true":"false",
  109.         isFanNormallyOpen?"true":"false"
  110.         );
  111.         ESP_PUB(ts);
  112. }
复制代码
注意这里组装消息的时候有个大坑，卡了我非常之久：
  1. // 修改云端属性（暂未启用，只通过/mesasge/up进行分发）
  2. void ESP_PUB_Properties(float temper, float humidity, bool isAlarming)
  3. {
  4.         sprintf(
  5.         ts,
  6.         "AT+MQTTPUB=0,"$oc/devices/monitor/sys/properties/report","{\\"services\\":[{\\"service_id\\":\\"Monitor\\"\\,\\"properties\\":{\\"temper\\":10\\,\\"humidity\\":30\\,\\"isAlarming\\":true}}]}",1,0\r\n"
  7.         );
  8.         ESP_PUB(ts);
  9. }
复制代码
假设要发布的JSON对象：
  1. // 华为云属性更新的固定格式
  2. {
  3.     "services":[
  4.         {
  5.             "service_id":"Monitor",
  6.             "properties":{
  7.                 "temper":10,
  8.                 "humidity":30
  9.             }
  10.         }
  11.     ]
  12. }
  14. // 去除format
  15. {"services":[{"service_id":"Monitor","properties":{"temper":10,"humidity":30}}]}
复制代码
那跟据MQTT文档需要发送的指令则是
  1. // 官方示例
  2. AT+CWMODE=1
  3. AT+CWJAP="ssid","password"
  4. AT+MQTTUSERCFG=0,1,"ESP32","espressif","1234567890",0,0,""
  5. AT+MQTTCONN=0,"192.168.10.234",1883,0
  6. AT+MQTTPUB=0,"topic",""{"timestamp":"20201121085253"}"",0,0  // 发送此命令时，请注意特殊字符是否需要转义。
  8. // 我们的指令进行第一次转义,仔细看，这里我们将","也进行了转义！！！
  9. AT+MQTTPUB=0,"$oc/devices/monitor/sys/properties/report"，"{"services":[{"service_id":"Monitor"\,"properties":{"temper":10\,"humidity":30}}]}"
复制代码
注意，这里我们不仅将数据中引号进行了转义，同时对","也进行了转义，这里转义","的原因是因为需要告诉ESP的固件程序，这个逗号是我数据中的逗号，而不是指令中的逗号！！！
指令有了，我们现在要通过sprintf进行数据的组装，所以要进行第二次转义，而这次的转义，是要将所有的"\"和引号进行转义，不用转义逗号，所以最终就变成了
  1. "AT+MQTTPUB=0,"$oc/devices/monitor/sys/properties/report"，"{\\"services\\":[{\\"service_id\\":\\"Monitor\\"\\,\\"properties\\":{\\"temper\\":10\\,\\"humidity\\":30}}]}""
复制代码
这就是为什么要发布的数据中的逗号前有两个反斜杠

来源：程序园用户自行投稿发布，如果侵权，请联系站长删除
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！

使用道具 举报
B Color Image Link Quote Code Smilies
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
发帖
胰芰
2025-8-8 18:06:52

0

粉丝关注

10

主题发布

板块介绍填写区域，请于后台编辑
微信扫一扫