手把手教你完成STM32连接阿里云平台，代码开源！！！

文章目录

一、概要

• 使用STM32单片机连接阿里云平台，实现数据上传与接收

二、整体架构流程

项目详细说明主控STM32F103ZET6通信串口通信，波特率：115200、数据位：8、停止位：1、校验：None开发软件STM32CubeMX硬件ESP32-01S
将ESP32-01S单片机串口连接到STM32串口二，使用AT指令控制wifi模块，连接阿里云平台；

三、软件流程

3.1 STM32CubeMX生成基础软件

1. 选择主芯片，这里我选择STM32F103ZET6，根据自己情况选择，常用的型号都可以，思路是一样的；
2. 配置调试口这里需要配置为图中所示，因为我用的STLink仿真器，使用Jlink也是一样的。
3. 配置时钟因为我使用的是开发板，上面有外部晶振，所以这里我配置为外部时钟。大家可以根据自己的情况选择；这里我使用的时钟为外部8M晶振，系统时钟为72M，可以按照这个配置；
4. 串口配置因为这里需要和esp32-01s通信，所以需要配置串口，波特率115200，其他不变。我也配置了串口DMA，看各自需求，其实也可以不用配置； 以上就是基础工程配置，输出用Keil编程框架；

3.2 ESP32-01S初始化及配置

这里采用的是AT指令操作，说直白一点就是，我单片机发送这些指令就可以控制esp32-01s这个wifi模块操作相应动作；

AT：测试AT启动，返回OK
AT+RST：重启模块，返回OK
AT+GMR：查看版本信息，返回 OK ，为8位版本号
AT+CWJAP=“WiFi名字”,“密码”：连接WiFi
AT+CWAUTOCONN=1：设置开机自动连入Wifi
AT+CIPMUX=1：设置单连接
AT+CIOBAUD=115200：修改波特率

指令说明实例AT+RST软重启模块TX:OKAT+RESTORE恢复出厂设置TX:OK

1. 串口调试助手测试这里发送了一条复位指令，串口会返回相应指令，这样的话，我们STM32就知道是否执行成功。这就是与wifi模块基础的通信问题；
2. 连接wifi热点 首先我们需要对wifi模块进行小小的更新，买到手的模块可能是AT固件，我们需要更新为MQTT固件，具体操作不在这里说明，网上很多；

我们先来连接一下整个连接流
1.刚上电，我们可以复位一下wifi模块，发送指令：AT+RST
2.可以重置一下旧配置，以免影响本次操作，发送指令：AT+RESTORE
3.我们需要让wifi模块主动去连接手机热点，所有需要配置一下模式，发送指令：AT+CWMODE=1
4.因为模块是不知道我们手机热点的名字和密码的，所有我们需要告知模块这两个信息，发送指令AT+CWJAP=“wifi名字”,“wifi密码”

以上操作后在手机上就会看到有设备连接，名字大概就是esp32…，类似，大差不差的

1. 连接阿里云平台 连接阿里云需要自己注册一个平台账号，在平台创建产品与设备，这里就不在阐述了，网上很多的；附上截图一张 上面为阿里云平台入口，创建好产品和设备后得到一些数据如下：这里的MQTT参数就是我们需要的，需要通过AT指令告知wifi模块这里信息数据

3.3 STM32软件实现

以上操作都是通过串口发送字符串，所以我们需要实现的是STM32串口发送字符串，参考程序如下：

voidESP8266_SendString(uint8_t*str,uint8_t len){uint8_t i=0;for(i=0;i<len;i++){
        USART2->DR =*str;
        str++;HAL_Delay(1);}}uint8_tESP8266_SendCmd(uint8_t*cmd,uint8_t*res){uint8_t num =200;ESP8266_Clear();ESP8266_SendString(cmd,strlen((constchar*)cmd));while(num--){if(strstr((constchar*)esp_buff,(constchar*)res)!=NULL){ESP8266_Clear();return0;}HAL_Delay(10);}return1;}

通过上述两个函数，就可以简单实现AT指令发送了，例如：

#defineWIFI_NAME"spx24"// wifi名#defineWIFI_PASS"52xiaobai999"// wifi密码voidESP8266_Init(void){HAL_UART_Receive_DMA(&huart2,esp_buff,ESPBUFF_MAX_SIZE);// 开启DMA接收__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2,UART_IT_IDLE);// 开启串口的空闲中断while(ESP8266_SendCmd("AT+RST\r\n","ready"))while(ESP8266_SendCmd("AT\r\n","OK")){}while(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n","OK")){}while(ESP8266_SendCmd("AT+CWJAP=\""WIFI_NAME"\",\""WIFI_PASS"\"\r\n","OK")){}}

连接阿里云也是一样的道理，替换成自己的参数即可：

// 设置阿里账号,上云#defineALI_USERNAME"xxx&k1v5xYRUyUn"#defineALICLIENTLD"xxx"#defineALI_PASSWD"xxx"#defineALI_MQTT_HOSTURL"xxx"#defineALI_PORT"1883"#defineALI_TOPIC_SET"/sys/k1v5xYRUyUn/xxx/thing/service/property/set"#defineALI_TOPIC_POST"/sys/k1v5xYRUyUn/xxx/thing/event/property/post"voidAli_Yun_Init(void){//设置用户名，密码while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTUSERCFG=0,1,\"NULL\",\""ALI_USERNAME"\",\""ALI_PASSWD"\",0,0,\"\"\r\n","OK")){}HAL_Delay(10);// 设置客服idwhile(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTCLIENTID=0,\""ALICLIENTLD"\"\r\n","OK")){}// 连接腾讯云  AT+MQTTCONN=0,"iot-06z00b28nanp9ew.mqtt.iothub.aliyuncs.com",1883,1while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTCONN=0,\""ALI_MQTT_HOSTURL"\",1883,1\r\n","OK")){}Ali_Yun_Topic();}voidAli_Yun_Topic(void){//"AT+MQTTPUB=0,\"发布的主题\",\"";while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTSUB=0,\""ALI_TOPIC_SET"\",0\r\n","OK")){}while(ESP8266_SendCmd("AT+MQTTSUB=0,\""ALI_TOPIC_POST"\",0\r\n","OK")){}}

现在需要上传数据至云平台，或者从云平台下发指令等等操作。在云平台创建一些模块，例如，温度湿度，LED灯等。

单片机软件实现：

voidAli_Yun_Send(void){uint8_t msg_buf[1024];uint8_t params_buf[1024];uint8_t data_value_buf[24];uint16_t move_num =0;
    cJSON *send_cjson =NULL;char*str =NULL;int i=0;    
    cJSON *params_cjson =NULL;memset(msg_buf,0,sizeof(msg_buf));memset(params_buf,0,sizeof(params_buf));memset(data_value_buf,0,sizeof(data_value_buf));
    send_cjson =cJSON_CreateObject(); 
    params_cjson =cJSON_CreateObject();cJSON_AddNumberToObject(params_cjson,"temperature",temp_value++);cJSON_AddNumberToObject(params_cjson,"Humidity",humi_value++);cJSON_AddItemToObject(send_cjson,"params", params_cjson);cJSON_AddItemToObject(send_cjson,"version",cJSON_CreateString("1.0.0"));
    str =cJSON_PrintUnformatted(send_cjson);for(i=0;*str!='\0';i++){
        params_buf[i]=*str;if(*(str+1)=='"'||*(str+1)==','){
            params_buf[++i]='\\';}
        str++;
        move_num++;}
    str = str - move_num;sprintf((char*)msg_buf,"AT+MQTTPUB=0,\""ALI_TOPIC_POST"\",\"%s\",0,0\r\n",params_buf);ESP8266_SendCmd(msg_buf,"OK");ESP8266_Clear();cJSON_Delete(send_cjson);if(str!=NULL){free(str);
        str =NULL;}}

四、技术细节

4.1 MQTT

1. 什么是MQTT

消息队列遥测传输协议，是一种基于发布/订阅（Publish/Subscribe）模式的轻量级通讯协议，并且该协议构建于TCP/IP协议之上，我们知道TCP协议本身就具有高可靠性的特点，因此基于其上的MQTT协议同样也是具有高可靠、低开销的特点，之所以低开销，是以为MQTT协议传输的最小的报文也只有两个字节。

实现MQTT协议需要客户端和服务器端通讯完成，在通讯过程中，MQTT协议中有三种身份：发布者（Publish）、代理（Broker）（服务器）、订阅者（Subscribe）。其中，消息的发布者和订阅者都是客户端，消息代理是服务器，消息发布者可以同时是订阅者。

MQTT传输的消息分为：主题（Topic）和负载（payload）两部分

• Topic，可以理解为消息的类型，订阅者订阅（Subscribe）后，就会收到该主题的消息内容（payload）
• payload，可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容

在我们这里，单片机上传数据时，我们就作为发布者，当接收数据时，我们则作为订阅者，其他操作我们不用过多关心；

1. cJson

JSON(JavaScript Object Notation, JS 对象简谱) 是一种轻量级的数据交换格式。它基于 ECMAScript (欧洲计算机协会制定的js规范)的一个子集，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。简洁和清晰的层次结构使得 JSON 成为理想的数据交换语言。 易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，并有效地提升网络传输效率

语法规则如下：
JSON 语法衍生于 JavaScript 对象标记法语法：

• 数据在名称/值对中
• 数据由逗号分隔
• 花括号{}容纳对象
• 方括号[]容纳数组

举个例子：

{"information":{"school":"编程大学","grade":4,"专业":"软件工程"}}

对于我们这里来说，为了完成这个功能，不用了解过多，能用即可。

小结

以上是一个简单的STM32连接阿里云平台的实例，没有过多操作，很简单。也是为了方便记录自己调试心得，内容有错地方还请各位指出，共同学习进步；实现这个功能之后就可以由此衍生，如下：

• 完成真实的数据上传，例如温湿度，GPS定位，烟雾等；
• 可以云平台下发指令开灯，关灯，以及控制电机等；
• 也可以编写App对接平台，远程控制单片机；
• 还可以通过云平台进行IAP升级，云平台好像支持这个远程升级功能；

最后这个程序很简单，网上也有很多参考教程，我也可以发出来给大家一起参考；