技术标签: DHT11 stm32 腾讯云 嵌入式 STM32手把手教你做项目 单片机
文章作者:二土电子
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本文使用的是ESP-01S,如果使用的是正点原子的ESP8266模块,可私信公众号获取相关资料!
AT固件烧录,这里烧录的是安信可提供的MQTT固件,需要用到烧录工具和固件。固件烧写可详细参考这篇PDF,这里就不再赘述。如有其他问题,可私信咨询。
链接:https://pan.baidu.com/s/16cvyLKdewkIRr8b3AupQbw
提取码:ertu
烧录完AT固件后,接下来我们来配置我们的腾讯云,注册步骤就不再介绍。注册完成后点击右上角控制台,进入物联网开发平台。
上面由于是博主之前已经有一个产品,所以刚进入显示的不太一样,但是不影响继续介绍。即使是新注册的小伙伴,进入也会有一个公共实例,我们就在公共实例里面新建项目。
接下来我们点击进入项目来新建产品。
点击进入产品,首先是物模型配置,这里我们规定要上传的内容,在这个项目中就是温湿度。由于DHT11的温度测量范围是0~50℃,湿度测量范围是20%到90%,所以在云平台配置时我们也设置一下范围。
创建温度
创建湿度
下一步是设备开发,这里我们选择模组开发,选择乐鑫的ESP。
交互开发中注意配网引导的配置即可,其他的可以随便配置,或者直接点击保存。
设备调试中我们需要新建设备,新建之后就可以看到设备的一些关键信息,比如设备ID,设备密钥等,这些信息在后续我们会用到。
下面我们利用上位机来测试一下连接腾讯云,这里用到的上位机可以自行下载。
链接:https://pan.baidu.com/s/1mIhk4AmafZj-Vw0xC6qf1Q
提取码:ertu
在连接腾讯云时,我们需要先准备好MQTT所需的信息,比如用户名和密码,这些可以从一个在线网站生成,这里贴一下网址 https://55jy79.csb.app/。我们输入自己的产ID、设备名称和设备密钥,点击生成即可自动生成用户名和密码。
连接腾讯云需要用到以下几条AT指令
下面我们就用这几条AT指令来进行一下连接腾讯云测试。
此时我们回到云平台查看一下,发现我们的设备已经处于在线状态。
下面我们测试一下腾讯云下发数据是否正常,这里用到的AT指令为
订阅之后我们点击云平台的发送,就可以看到上位机收到了腾讯云下发的信息。
我们这次用到的只有上报消息的功能,上报消息时用到了下面几条AT指令
下面我们来测试一下数据上报功能
可以去云平台看一下是否收到上报的温湿度信息。
我们此次使用的是STM32F103C8T6主控,DHT11检测周围环境的温湿度信息,ESP-01S连接指定WIFI并上报温湿度信息到腾讯云。
对于DHT11程序设计,这里就不再赘述,大家可以直接到下面的网盘链接下载
链接:https://pan.baidu.com/s/11W_1neve2vuNieqr9N2Hrw
提取码:ertu
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其实通过上面的介绍我们大概就可以对如何利用STM32搭配ESP-01S连接腾讯云来上报温度,实际就是将发送指令的角色由我们自己换成STM32。那么最关键的程序之一就是指令发送程序。废话不多说,先上程序。
/*
*==============================================================================
*函数名称:Med_Esp8266_SendCmd
*函数功能:ESP8266指令发送函数
*输入参数:str:要发送的指令;
*返回值:无
*备 注:调用前先将需要发送的内容利用sprintf()函数转换成字符串
*==============================================================================
*/
void Med_Esp8266_SendCmd (u8 *str)
{
while (!gSetSuccessFlag)
{
// 发送AT指令
USART_Send(UART1,str);
// 这里延时4s,防止出现虚假上云现象
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
delay_ms(1000);
gSendCunt = gSendCunt + 1; // 发送次数加1
// 检测接收内容
Med_Esp8266_Uartrece_Pares();
if (gSendCunt > 10)
{
// 发送失败
}
}
gSendCunt = 0; // 清零发送次数
gSetSuccessFlag = 0; // 清零配置成功变量
}
指令发送函数实际就是利用串口将AT指令发送到ESP-01S。
除了发送指令外,我们还需要对发送完指令后ESP-01S返回的消息进行处理,来判断我们的指令是否配置成功。注意观察上面我们手动连接腾讯云时ESP-01S返回的消息,如果我们配置成功,返回消息中会有一个关键字“OK”,我们只需要检测我们收到的返回消息中是否有“OK”即可,这里利用for循环挨个字符判断,判断完成后后再清除接收内容,等待下一次接收。接收解析函数程序设计如下
/*
*==============================================================================
*函数名称:Med_Esp8266_Uartrece_Pares
*函数功能:解析串口接收内容
*输入参数:无
*返回值:无
*备 注:无
*==============================================================================
*/
void Med_Esp8266_Uartrece_Pares(void) // 串口接收内容解析函数
{
u16 tempVar = 0; // 临时循环变量
if (gReceEndFlag == 1) // 如果接收完成
{
// 解析接收内容
for (tempVar = 0;tempVar < gReceCount;tempVar ++)
{
// 普通AT指令解析
// 也可以用来解析连接腾讯云是否成功的消息
// 实际针对上云指令,该判断并不生效
if (gReceFifo[tempVar] == 'O' && gReceFifo[tempVar + 1] == 'K')
{
gSetSuccessFlag = 1; // 成功标志位置1
break;
}
}
// 清空接收数组
for (gClearCount = 0;gClearCount < gReceCount;gClearCount ++)
{
gReceFifo[gClearCount] = ' ';
}
gReceEndFlag = 0; // 清除接收完成标志位
gReceCount = 0; // 清零接收计数变量
}
}
在调试时我们可能会发现发送了连接指定Wifi指令之后,虽然Wifi名称和密码都正确,但是ESP-01S一直无法连接。这是我们可以检查一下我们的Wifi热点配置,检查我们的热点的AP频段是否是2.4GHz,如果不是,需要求改成2.4GHz之后,ESP-01S才能正常连接。
调试过程中最让博主头疼的是正常上报几次之后突然死机,死机的现象就是无法继续上报数据。Debug调试发现是进入了硬件异常中断。然后就疯狂查资料,发现大家都说这是由于串口的自身bug,开启串口接收中断之后,默认一起开启了串口溢出中断,我们需要清除串口溢出中断的标志位。经过实践发现,网上描述的这些方法都无法解决博主目前的问题。
经过分析后发现,在进行温湿度上报时,ESP-01S会返回一大串消息,这串消息的最大问题在于,是连续发送两条,而且两条消息之间间隔非常短。博主是通过断点调试发现的,发现进入一次串口接收中断后,接收完成进入帧中断(串口空闲中断),然后立刻又进入了串口接收中断。博主猜测是由于连续两次进入了串口接收中断,而且间隔很短,几次后就被认为串口产生了硬件异常,进入了硬件异常中断。
既然发现了问题的根源,我们就要想一想解决办法。其实我们上报完温湿度之后ESP-01S返回的消息除了通知我们上报成功,其他的没有任何作用。然而其实只要我们上报温湿度之前的配置都正常,其实基本不会出现上报失败的情况。所以博主最后想到了一个解决办法,我们不接收上报温湿度之后ESP-01S返回的消息。
我们在上报完温湿度之后,关闭串口接收中断,上报的字符串发送完成后,利用延时函数延时一小段时间,等待ESP-01S返回完消息后再开启串口接收中断。程序设计如下
// 上报温湿度数据
sprintf((char *)string,"AT+MQTTPUB=0,\"$thing/up/property/%s/%s\",\"{\\\"method\\\":\\\"report\\\"\\,\\\"clientToken\\\":\\\"clientToken-a3beb8b5-8cbb-4714-b023-530a5735ecdb\\\"\\,\\\"params\\\":{\\\"temper\\\":%d\\,\\\"humidity\\\":%d}\\}\",0,0\r\n",PRODUCTID,DEVICENAME,temper,humidity);
// 发送消息
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE); // 关闭空闲中断
USART_Send(UART1,string);
delay_ms(500);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 使能空闲中断
博主这里设置的是等待500ms,实际测试时并不影响腾讯云下发指令的接收,如果在使用时对你的项目产生了影响,可以尝试适当缩短一下等待时间,博主这里就不在测试了。
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