基于CH32V307的物联网远程控制
#申请原创#@21小跑堂最近在研究CH32V307的板子，这个板子性能还是非常强大的。CH32V307是基于32位RISC-V设计的互联型微控制器，配备了硬件堆栈区、快速中断入口，在标准RISC-V基础上大大提高了中断响应速度。加入单精度浮点指令集，扩充堆栈区，具有更高的运算性能。
看看CH32V307在物联网控制方面的应用如何，这就就做了一些相关的测试。使用CH32V307和ESP8266实现阿里云物联网平台的连接，并能远程控制CH32V307开发板上的LED灯的通断。
首先要建立的是下位机的设计，这里就不再赘述如何串口烧录ESP8266的AT固件了，网上有很多可以参考的设计。
现在有MQTT固件，使用也简答。我没有使用这类固件，使用的是正常的AT固件。通过TCP建立连接，然后与MQTT broker联系的。
CH32V307与ESP8266使用的是串口2的通信，这里需要配置波特率为115200，并开启相关的中断。
void USART2_CFG(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure = {0};
USART_InitTypeDef USART_InitStructure = {0};
NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure = {0};
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2 , ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
/* USART2 TX-->A.2 RX-->A.3 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;
USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_Cmd(USART2, ENABLE);
}并将指令发送到ESP8266和接收ESP266的数据
void USART2_IRQHandler(void)
{
u8 uartR=0;
if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
uartR= USART_ReceiveData(USART2);
if(USART1_RX_STA<USART1_MAX)//还可以接收数据
{
usart1_rxbuf=uartR; //记录接收到的值
} else
{
USART1_RX_STA=0; //计数归零
}
}
}初始化ESP8266的时候需要，配置ESP8266位STA模式并与路由器建立连接。
uint8_t ESP8266_Init(void)
{
//清空发送和接收数组
memset(usart1_txbuf,0,sizeof(usart1_txbuf));
memset(usart1_rxbuf,0,sizeof(usart1_rxbuf));
ESP8266_ExitUnvarnishedTrans(); //退出透传
Delay_Ms(500);
ESP8266_ATSendString("AT+RST\r\n");
Delay_Ms(2000);
if(ESP8266_Check()==0) //使用AT指令检查ESP8266是否存在
{
return 0;
}
memset(usart1_rxbuf,0,sizeof(usart1_rxbuf)); //清空接收缓冲
ESP8266_ATSendString("ATE1\r\n"); //关闭回显
if(FindStr((char*)usart1_rxbuf,"OK",500)==0)//设置不成功
{
return 0;
}
return 1; //设置成功
}这里用到是strstr的指令，判断是否有我们要求的返回值。FindStr这里的代码是这样规划的。
通过多次演示，判断是否收到数据，如果没有收到数据或者不一样的数据，则判断不正确。
uint8_t FindStr(char* dest,char* src,uint16_t retry_nms)
{
int retry_nms_t = retry_nms; //超时时间
while(strstr((char*)usart1_rxbuf,src)== NULL && retry_nms_t)//等待串口接收完毕或超时退出
{
Delay_Ms(10);retry_nms_t--;
}
printf(usart1_rxbuf);
if(retry_nms_t>=0) return 1;
return 0;
}然后就是需要去连接WIFI模块了。需要提前写入路由器的名称和代码
uint8_t ESP8266_ConnectAP(char* ssid,char* pswd)
{
uint8_t cnt=5;
while(cnt--)
{
memset(usart1_rxbuf,0,sizeof(usart1_rxbuf));
ESP8266_ATSendString("AT+CWMODE_CUR=1\r\n"); //设置为STATION模式
if(FindStr((char*)usart1_rxbuf,"OK",200) != 0)
{
break;
}
}
if(cnt == 0)
return 0;
cnt=2;
while(cnt--)
{
memset(usart1_txbuf,0,sizeof(usart1_txbuf));//清空发送缓冲
memset(usart1_rxbuf,0,sizeof(usart1_rxbuf));//清空接收缓冲
sprintf((char*)usart1_txbuf,"AT+CWJAP_CUR=\"%s\",\"%s\"\r\n",ssid,pswd);//连接目标AP
ESP8266_ATSendString((char*)usart1_txbuf);
if(FindStr((char*)usart1_rxbuf,"GOT IP",8000)!=0) //连接成功且分配到IP
{
return 1;
}
}
return 0;
}在编写代码之前，我们要先搭建好阿里云物联网平台，建立产品和设备。
要建立设备，设备名称随便起。
建立产品以后，需要建立的是物模型。因为我们只是做一个简单的LED的控制和状态显示，所以只添加了一个LED即可。
在产品里面就是需要建立设备了，这里设备名称随便起，但是必须是英文，后面需要用到的。
点击查看设备的三元素，填写到程序中，生产用户名 ID和密码。
我们接着回复编写我们的程序，连接阿里云。
这里需要的是阿里云的IP地址，https://help.aliyun.com/product/30520.html 具体的应用框架，可以看到这里。
if(ESP8266_ConnectServer("TCP",ServerIP,1883)!=0)
{
printf("Conn to MQTT Server ！\r\n");
}
else printf("Connto MQTT Fail！\r\n");这里是生成三要素的代码。
void AliIoT_Parameter_Init(void)
{
char temp; //计算加密的时候，临时使用的缓冲区
memset(ClientID,128,0); //客户端ID的缓冲区全部清零
sprintf(ClientID,"%s|securemode=3,signmethod=hmacsha1|",DEVICENAME);//构建客户端ID，并存入缓冲区
ClientID_len = strlen(ClientID); //计算客户端ID的长度
memset(Username,128,0); //用户名的缓冲区全部清零
sprintf(Username,"%s&%s",DEVICENAME,PRODUCTKEY); //构建用户名，并存入缓冲区
Username_len = strlen(Username); //计算用户名的长度
memset(temp,128,0); //临时缓冲区全部清零
sprintf(temp,"clientId%sdeviceName%sproductKey%s",DEVICENAME,DEVICENAME,PRODUCTKEY); //构建加密时的明文
utils_hmac_sha1(temp,strlen(temp),Passward,DEVICESECRE,DEVICESECRE_LEN); //以DeviceSecret为秘钥对temp中的明文，进行hmacsha1加密，结果就是密码，并保存到缓冲区中
Passward_len = strlen(Passward); //计算用户名的长度
memset(ServerIP,128,0);
sprintf(ServerIP,"%s.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com",PRODUCTKEY); //构建服务器域名
//sprintf(ServerIP,"106.54.182.59"); //构建服务器域名
ServerPort = 1883; 至于如何使用MQTT连接 Broker，这里也不赘述了，有代码，直接应用即可。
MQTT_Connect(ClientID, Username, Passward)连接以后，可以看到，设备已经显示上线了。
我们在串口上也可以看到输出的日志。
这里是定时上传LED状态到阿里云物联网平台的。固定的json格式，不能修改，根据前面定义的物模型编写的。
if(Connnect_flag==1) {//有客户端连接，发送到客户端
sprintf(s_temp,"{\"id\":1,\"params\":{\"led\":%d},\"version\":\"1.0\",\"method\":\"thing.event.property.post\"}",
led_state);
MQTT_PublishData(P_TOPIC_NAME,s_temp,0);
}这里显示的就是LED的状态。当前设备为关闭状态。
我们可以使用设备模式实现控制指令的下发。
当我们选择LED为关闭或者开启状态的时候，在单片机上就会收到这样的数据。
里面json数据"\"led\":1"或者"\"led\":0"便是对LED的状态控制。
我们在程序连判断一下，接收到数据是哪个，就可以对相应的LED进行控制了
if(strstr(usart1_rxbuf+4,"\"led\":1"))led_state=1;
else if(strstr(usart1_rxbuf+4,"\"led\":0"))led_state=0;
if(led_state==0)GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);
else GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);来看看开发板的验证吧。绿色框就是LED状态的变化。附上源代码
**** Hidden Message *****
不太建议用这些云平台的东西，网络通信最好还是使用自己的服务器，数据交换自己编程，来龙去脉自己心里清清楚楚，最关键的是速度不是这些云平台能比的。
xdqfc 发表于 2022-7-20 09:29
不太建议用这些云平台的东西，网络通信最好还是使用自己的服务器，数据交换自己编程，来龙去脉自己心里清清 ...
用EMQX自己搭建不比这个简单？ 51xlf 发表于 2022-7-20 11:50
用EMQX自己搭建不比这个简单？
之前也玩过这些云平台的东西，好不容易做了个产品，刚想再升级一下自己的产品，没有想到的是平台公司不玩了，不知道是不是倒闭了，害得自己白忙活一场。拥有自己的服务器才是最可靠的。 xdqfc 发表于 2022-7-20 16:52
之前也玩过这些云平台的东西，好不容易做了个产品，刚想再升级一下自己的产品，没有想到的是平台公司不玩 ...
本来就是薅羊毛的事，{:lol:} 51xlf 发表于 2022-7-20 20:20
本来就是薅羊毛的事，
呵呵，所以，后来我用的是自己的服务器，数据交换程序是自己开发的，用的放心，价格不贵。{:lol:}{:lol:} 做的不错 很好 做的不错的，很棒的，感谢楼主分享。
做的很棒，很不错，优秀的人 很不错，物联网会是大趋势 学习学习 wifi通信吗 这个的应用不错。 这个效果可以。 这个自带通信模块吗 相应的速度怎么样？ CH32V307的性能怎么样 可以连接其他的云吗 怎样实现远程控制电脑开机 stm32和ch32用起来有差别吗