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[ARM入门] MQTT协议连接阿里云

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 楼主| 鸡蛋鸭蛋荷包蛋 发表于 2023-2-13 14:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 鸡蛋鸭蛋荷包蛋 于 2023-2-13 16:09 编辑
#技术资源# #申请原创#@21小跑堂使用STM32F103为主控芯片,通过AT指令和TCP MQTT协议,连接到阿里云。
主函数
首先,初始化基础外设及数组、参数等。
  1.        delay_init();                     //延时函数初始化         
  2.         LED_Init();                          //初始化与LED连接的硬件接口
  3.         uart1_init(115200);
  4.         uart2_init(115200);
  5.         TIM4_Init(300,7200);            //TIM4初始化,定时时间 300*7200*1000/72000000 = 30ms
  6.         LED_Init();                            //LED初始化
  7.         WiFi_ResetIO_Init();//ESP8266复位
  8.         MQTT_Buff_Init();               //初始化接收,发送,命令数据的 缓冲区 以及各状态参数
  9.         AliIoT_Parameter_Init();//阿里云初始化参数
进入while函数首先判断Connect_flag是否等于1,Connect_flag是与服务器的连接状态。若等于1,则WIFI已经连接上网络。
然后判断发送数组的存放指针和读取是否相等,如果不相等,则数组中有数据等待发送。
最后发送数据并将指针下移。
  1. /*--------------------------------------------------------------------*/
  2. /*   Connect_flag=1同服务器建立了连接,我们可以发布数据和接收推送了    */
  3. /*--------------------------------------------------------------------*/
  4. if(Connect_flag==1){     
  5. /*-------------------------------------------------------------*/
  6. /*                     处理发送缓冲区数据                      */
  7. /*-------------------------------------------------------------*/
  8. if(MQTT_TxDataOutPtr != MQTT_TxDataInPtr){                //if成立的话,说明发送缓冲区有数据了
  9. //3种情况可进入if
  10. //第1种:0x10 连接报文
  11. //第2种:0x82 订阅报文,且ConnectPack_flag置位,表示连接报文成功
  12. //第3种:SubcribePack_flag置位,说明连接和订阅均成功,其他报文可发
  13. if((MQTT_TxDataOutPtr[2]==0x10)||((MQTT_TxDataOutPtr[2]==0x82)&&(ConnectPack_flag==1))||(SubcribePack_flag==1)){   
  14. u2_printf("发送数据:0x%x\r\n",MQTT_TxDataOutPtr[2]);  //串口提示信息
  15. MQTT_TxData(MQTT_TxDataOutPtr);                       //发送数据
  16. MQTT_TxDataOutPtr += BUFF_UNIT;                       //指针下移
  17. if(MQTT_TxDataOutPtr==MQTT_TxDataEndPtr)              //如果指针到缓冲区尾部了
  18. MQTT_TxDataOutPtr = MQTT_TxDataBuf[0];            //指针归位到缓冲区开头
  19.    }                                 
  20. }//处理发送缓冲区数据的else if分支结尾  
  21.                         
处理CONNECT报文判断固定报头是否为0x20,如果是0x20,则根据报文说明判断有效载荷,返回00则是连接成功,其余则为失败。
  1. /*-----------------------------------------------------*/
  2. /*                    处理CONNACK报文                  */
  3. /*-----------------------------------------------------*/                                
  4. //if判断,如果第一个字节是0x20,表示收到的是CONNACK报文
  5. //接着我们要判断第4个字节,看看CONNECT报文是否成功
  6. if(MQTT_RxDataOutPtr[2]==0x20){                                    
  7. switch(MQTT_RxDataOutPtr[5]){                                       
  8. case 0x00 : u2_printf("CONNECT报文成功\r\n");                            //串口输出信息        
  9. ConnectPack_flag = 1;                                        //CONNECT报文成功,订阅报文可发
  10. break;                                                       //跳出分支case 0x00                                             
  11. case 0x01 : u2_printf("连接已拒绝,不支持的协议版本,准备重启\r\n");     //串口输出信息
  12. Connect_flag = 0;                                            //Connect_flag置零,重启连接
  13. break;                                                       //跳出分支case 0x01   
  14. case 0x02 : u2_printf("连接已拒绝,不合格的客户端标识符,准备重启\r\n"); //串口输出信息
  15. Connect_flag = 0;                                            //Connect_flag置零,重启连接
  16. break;                                                       //跳出分支case 0x02
  17. case 0x03 : u2_printf("连接已拒绝,服务端不可用,准备重启\r\n");         //串口输出信息
  18. Connect_flag = 0;                                            //Connect_flag置零,重启连接
  19. break;                                                       //跳出分支case 0x03
  20. case 0x04 : u2_printf("连接已拒绝,无效的用户名或密码,准备重启\r\n");   //串口输出信息
  21. Connect_flag = 0;                                            //Connect_flag置零,重启连接                                                
  22. break;                                                       //跳出分支case 0x04
  23. case 0x05 : u2_printf("连接已拒绝,未授权,准备重启\r\n");               //串口输出信息
  24. Connect_flag = 0;                                            //Connect_flag置零,重启连接                                                
  25. break;                                                       //跳出分支case 0x05                 
  26. default   : u2_printf("连接已拒绝,未知状态,准备重启\r\n");             //串口输出信息
  27. Connect_flag = 0;                                            //Connect_flag置零,重启连接                                       
  28. break;                                                       //跳出分支case default                                                                 
  29. }                                
  30. }                        

如果固定报头是0x90,则为SUBACK订阅返回报文,根据报文说明判断是否连接成功。
  1. //if判断,第一个字节是0x90,表示收到的是SUBACK报文
  2. //接着我们要判断订阅回复,看看是不是成功
  3. else if(MQTT_RxDataOutPtr[2]==0x90){
  4. switch(MQTT_RxDataOutPtr[6]){                                       
  5. case 0x00 :
  6. case 0x01 : u2_printf("订阅成功\r\n");            //串口输出信息
  7. SubcribePack_flag = 1;                //SubcribePack_flag置1,表示订阅报文成功,其他报文可发送
  8. Ping_flag = 0;                        //Ping_flag清零
  9. TIM3_ENABLE_30S();                    //启动30s的PING定时器
  10. TIM2_ENABLE_30S();                    //启动30s的上传数据的定时器
  11. TempHumi_State();                     //先发一次数据
  12. break;                                //跳出分支                                             
  13. default   : u2_printf("订阅失败,准备重启\r\n");  //串口输出信息
  14. Connect_flag = 0;                     //Connect_flag置零,重启连接
  15. break;                                //跳出分支                                                                 
  16.     }                                       
  17. }

如果固定报头是0x0D,则该报文是PINGRESP报文,这个只需要根据标志位(PING报文发送次数来修改定时器3相关参数即可),有效载荷不用管。
  1. //if判断,第一个字节是0xD0,表示收到的是PINGRESP报文
  2. else if(MQTT_RxDataOutPtr[2]==0xD0){
  3.     u2_printf("PING报文回复\r\n");                   //串口输出信息
  4.      if(Ping_flag==1){                     //如果Ping_flag=1,表示第一次发送
  5.       Ping_flag = 0;                                      //要清除Ping_flag标志
  6.      }else if(Ping_flag>1){                                   //如果Ping_flag>1,表示是多次发送了,而且是2s间隔的快速发送
  7.      Ping_flag = 0;                                       //要清除Ping_flag标志
  8.      TIM3_ENABLE_30S();                                   //PING定时器重回30s的时间
  9.      }                                
  10.     }        
如果固定报头是0x30,则是云端下发的数据,需使用MQTT_DealPushdata_Qs0 //处理等级0推送数据函数来进行处理,并将其有效载荷拆解并放入到命令数组。
  1.     //if判断,如果第一个字节是0x30,表示收到的是服务器发来的推送数据
  2.     //我们要提取控制命令
  3.      else if((MQTT_RxDataOutPtr[2]==0x30)){
  4.      u2_printf("服务器等级0推送\r\n");                    //串口输出信息
  5.      MQTT_DealPushdata_Qs0(MQTT_RxDataOutPtr);  //处理等级0推送数据
  6.   }                                                         
  7.        MQTT_RxDataOutPtr += BUFF_UNIT;                     //指针下移
  8.       if(MQTTT_RxDataOutPtr==MQTT_RxDataEndPtr)            //如果指针到缓冲区尾部了
  9.     MQTT_RxDataOutPtr = MQTT_RxDataBuf[0];          //指针归位到缓冲区开头                        
  10.   }//处理接收缓冲区数据的else if分支结尾
命令缓冲区的存放指针和读取指针不相等,则是有命令数据,需要进行处理。
  1.   /*-------------------------------------------------------------*/
  2. /*                     处理命令缓冲区数据                      */
  3. /*-------------------------------------------------------------*/
  4. if(MQTT_CMDOutPtr != MQTT_CMDInPtr){                             //if成立的话,说明命令缓冲区有数据了                              
  5. u2_printf("命令:%s\r\n",&MQTT_CMDOutPtr[2]);                 //串口输出信息
  6. if(strstr((char *)MQTT_CMDOutPtr+2,"\params":{"PowerSwitch":1}")){
  7. LED1_ON;
  8. LED1_State();
  9. }else if(strstr((char *)MQTT_CMDOutPtr+2,"\params":{"PowerSwitch":0}")){
  10. LED1_OFF;
  11. LED1_State();
  12.         }
  13.        MQTT_CMDOutPtr += BUFF_UNIT;                                      //指针下移
  14.        if(MQTT_CMDOutPtr==MQTT_CMDEndPtr)                                //如果指针到缓冲区尾部了
  15.        MQTT_CMDOutPtr = MQTT_CMDBuf[0];                               //指针归位到缓冲区开头                                
  16.    }//处理命令缓冲区数据的else if分支结尾        
  17. }//Connect_flag=1的if分支的结尾
  18.                
如果Connect_flag标志位等于0,则认为设备与服务器断开连接,则需要重启服务器。
  1. /*--------------------------------------------------------------------*/
  2. /*      Connect_flag=0同服务器断开了连接,我们要重启连接服务器         */
  3. /*--------------------------------------------------------------------*/
  4. else{
  5. u2_printf("需要连接服务器\r\n");                 //串口输出信息
  6. TIM_Cmd(TIM4,DISABLE);                           //关闭TIM4
  7. TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);                           //关闭TIM3  
  8. WiFi_RxCounter=0;                                //WiFi接收数据量变量清零                        
  9. memset(WiFi_RX_BUF,0,WiFi_RXBUFF_SIZE);          //清空WiFi接收缓冲区
  10. if(WiFi_Connect_IoTServer()==0){                                //如果WiFi连接云服务器函数返回0,表示正确,进入if
  11. u2_printf("建立TCP连接成功\r\n");            //串口输出信息
  12. Connect_flag = 1;                            //Connect_flag置1,表示连接成功        
  13. WiFi_RxCounter=0;                            //WiFi接收数据量变量清零                        
  14. memset(WiFi_RX_BUF,0,WiFi_RXBUFF_SIZE);      //清空WiFi接收缓冲区
  15. MQTT_Buff_ReInit();                          //重新初始化发送缓冲区                    
  16.   }                                


串口配置
1.使用串口1为数据发送和接收串口,使用串口2为调试打印串口,方便外部查看程序运行节点以及错误信息。
串口1配置
  1. void uart1_init(u32 bound)
  2. {
  3.   //GPIO端口设置
  4.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  5.         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

  6.         #if EN_USART1_RX   //如果使能了接收         
  7.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;     //如果使能接收功能,定义一个设置中断的变量
  8.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //设置中断向量分组:第2组 抢先优先级:0 1 2 3 子优先级:0 1 2 3
  9.         #endif        
  10.         
  11.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
  12.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);        //使能USART1,GPIOA时钟
  13.   
  14.         //USART1_TX   GPIOA.9
  15.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
  16.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  17.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //复用推挽输出
  18.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9
  19.    
  20.   //USART1_RX          GPIOA.10初始化
  21.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
  22.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
  23.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  
  24.   
  25.    //USART 初始化设置
  26.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
  27.         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
  28.         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
  29.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
  30.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
  31.         
  32. #if EN_USART1_RX
  33.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;        //收发模式
  34. #else
  35.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx ;                       //只发模式
  36. #endif
  37.   USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
  38.         
  39. #if EN_USART1_RX                                                                                                           //如果使能接收模式
  40.   //Usart1 NVIC 配置
  41.         USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_RXNE);                    //清除接收标志位
  42.         USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);          //开启接收中断
  43.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
  44.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0 ;//抢占优先级0
  45.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;                //子优先级0
  46.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                        //IRQ通道使能
  47.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);        //根据指定的参数初始化VIC寄存器
  48. #endif        
  49.   USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1
  50. }
串口1发送数据代码
  1. /*-------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:串口1发送缓冲区中的数据                  */
  3. /*参  数:data:数据                               */
  4. /*返回值:无                                       */
  5. /*-------------------------------------------------*/
  6. void u1_TxData(unsigned char *data)
  7. {
  8.         int        i;        
  9.         while((USART1->SR&0X40)==0);
  10.         for(i = 1;i <= (data[0]*156+data[1]);i ++){                        
  11.                 USART1->DR = data[i+1];
  12.                 while((USART1->SR&0X40)==0);        
  13.         }
  14. }
串口1中断函数
  1. void USART1_IRQHandler(void)                        //串口1中断服务程序
  2.         {        if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET){  //如果USART_IT_RXNE标志置位,表示有数据到了,进入if分支
  3.                 if(Connect_flag==0){                                //如果Connect_flag等于0,当前还没有连接服务器,处于指令配置状态
  4.                         if(USART1->DR){                                 //处于指令配置状态时,非零值才保存到缓冲区        
  5.                                 Usart1_RxBuff[Usart1_RxCounter]=USART1->DR; //保存到缓冲区        
  6.                                 Usart1_RxCounter ++;                        //每接收1个字节的数据,Usart1_RxCounter加1,表示接收的数据总量+1
  7.                         }               
  8.                 }else{                                                        //反之Connect_flag等于1,连接上服务器了        
  9.                         Usart1_RxBuff[Usart1_RxCounter] = USART1->DR;   //把接收到的数据保存到Usart1_RxBuff中                                
  10.                         if(Usart1_RxCounter == 0){                                            //如果Usart1_RxCounter等于0,表示是接收的第1个数据,进入if分支                                
  11.                                 TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);
  12.                         }else{                                                                //else分支,表示果Usart1_RxCounter不等于0,不是接收的第一个数据
  13.                                 TIM_SetCounter(TIM4,0);  
  14.                         }        
  15.                         Usart1_RxCounter ++;                                             //每接收1个字节的数据,Usart1_RxCounter加1,表示接收的数据总量+1
  16.                 }
  17.         }
  18. }


串口2配置
  1. void uart2_init(u32 bound)
  2. {
  3.   //GPIO端口设置
  4.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  5.         USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
  6.         
  7.         #if EN_USART1_RX   //如果使能了接收         
  8.         NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;     //如果使能接收功能,定义一个设置中断的变量
  9.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //设置中断向量分组:第2组 抢先优先级:0 1 2 3 子优先级:0 1 2 3
  10.         #endif        
  11.         
  12.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);
  13.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);        //使能USART2,GPIOA时钟
  14.   
  15.         //USART2_TX   GPIOA.9
  16.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PA.2
  17.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  18.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //复用推挽输出
  19.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.2
  20.    
  21.   //USART2_RX          GPIOA.10初始化
  22.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;//PA3
  23.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
  24.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  

  25.    //USART 初始化设置

  26.         USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
  27.         USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
  28.         USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
  29.         USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
  30.         USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
  31.         
  32. #if EN_USART2_RX
  33.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;        //收发模式
  34. #else
  35.         USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx ;                                   //只发模式
  36. #endif
  37.   USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口2

  38. #if EN_USART2_RX
  39.   //Usart2 NVIC 配置
  40.         USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_RXNE);                    //清除接收标志位
  41.         USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
  42.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
  43.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0 ;//抢占优先级3
  44.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;                //子优先级3
  45.         NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                        //IRQ通道使能
  46.         NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);        //根据指定的参数初始化VIC寄存器
  47. #endif
  48.   
  49.   USART_Cmd(USART2, ENABLE);                    //使能串口2
  50. }
串口2打印函数
  1. /*-------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:串口2 printf函数                         */
  3. /*参  数:char* fmt,...  格式化输出字符串和参数    */
  4. /*返回值:无                                       */
  5. /*-------------------------------------------------*/
  6. __align(8) char Usart2_TxBuff[USART_MAX_LEN];  

  7. void u2_printf(char* fmt,...)
  8. {  
  9.         unsigned int i,length;
  10.         
  11.         va_list ap;
  12.         va_start(ap,fmt);
  13.         vsprintf(Usart2_TxBuff,fmt,ap);
  14.         va_end(ap);        

  15.         length=strlen((const char*)Usart2_TxBuff);               
  16.         while((USART2->SR&0X40)==0);
  17.         for(i = 0;i < length;i ++)
  18.         {                        
  19.                 USART2->DR = Usart2_TxBuff[i];
  20.                 while((USART2->SR&0X40)==0);        
  21.         }        
  22. }
2.定时器配置
配置定时器  3个,中断程序如下:
定时器4,在串口1接收到数据后触发串口中断,串口中断会将定时器4使能,将接收到的数据从串口寄存器中拷贝到指定的接收数组中,方便使用。
  1. /*-------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:定时器4中断服务函数                      */
  3. /*参  数:无                                       */
  4. /*返回值:无                                       */
  5. /*-------------------------------------------------*/
  6. void TIM4_IRQHandler(void)
  7. {
  8.         if(TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) != RESET){                //如果TIM_IT_Update置位,表示TIM4溢出中断,进入if        
  9.                
  10.                 memcpy(&MQTT_RxDataInPtr[2],Usart1_RxBuff,Usart1_RxCounter);  //拷贝数据到接收缓冲区
  11.                 MQTT_RxDataInPtr[0] = Usart1_RxCounter/256;                   //记录数据长度高字节
  12.                 MQTT_RxDataInPtr[1] = Usart1_RxCounter%256;                   //记录数据长度低字节
  13.                 MQTT_RxDataInPtr+=BUFF_UNIT;                                  //指针下移
  14.                 if(MQTT_RxDataInPtr==MQTT_RxDataEndPtr)                       //如果指针到缓冲区尾部了
  15.                         MQTT_RxDataInPtr = MQTT_RxDataBuf[0];                     //指针归位到缓冲区开头
  16.                 Usart1_RxCounter = 0;                                         //串口2接收数据量变量清零
  17.                 TIM_SetCounter(TIM3, 0);                                      //清零定时器3计数器,重新计时ping包发送时间
  18.                 TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);                                                          //关闭TIM4定时器
  19.                 TIM_SetCounter(TIM4, 0);                                                  //清零定时器4计数器
  20.                 TIM_ClearITPendingBit(TIM4, TIM_IT_Update);                               //清除TIM4溢出中断标志         
  21.         }
  22. }

定时器3中断函数,如果发送PING报文接收错误或无接收(断开),使能定时器3,在短时间内多次发送PING报文,如果是有回复,则关闭定时器3,如果还是没有回复,则认为连接断开,将PING连接标志位清除后关闭定时器3.
  1. /*-------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:定时器3中断服务函数                      */
  3. /*参  数:无                                       */
  4. /*返回值:无                                       */
  5. /*-------------------------------------------------*/
  6. void TIM3_IRQHandler(void)
  7. {
  8.         if(TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET){   //如果TIM_IT_Update置位,表示TIM3溢出中断,进入if        
  9.                 switch(Ping_flag){                               //判断Ping_flag的状态
  10.                         case 0:                                                                                 //如果Ping_flag等于0,表示正常状态,发送Ping报文  
  11.                                         MQTT_PingREQ();                                          //添加Ping报文到发送缓冲区  
  12.                                         break;
  13.                         case 1:                                                                                 //如果Ping_flag等于1,说明上一次发送到的ping报文,没有收到服务器回复,所以1没有被清除为0,可能是连接异常,我们要启动快速ping模式
  14.                                         TIM3_ENABLE_2S();                                          //我们将定时器6设置为2s定时,快速发送Ping报文
  15.                                         MQTT_PingREQ();                                           //添加Ping报文到发送缓冲区  
  16.                                         break;
  17.                         case 2:                                                                                 //如果Ping_flag等于2,说明还没有收到服务器回复
  18.                         case 3:                                                         //如果Ping_flag等于3,说明还没有收到服务器回复
  19.                         case 4:                                                         //如果Ping_flag等于4,说明还没有收到服务器回复        
  20.                                         MQTT_PingREQ();                                           //添加Ping报文到发送缓冲区
  21.                                         break;
  22.                         case 5:                                                                                 //如果Ping_flag等于5,说明我们发送了多次ping,均无回复,应该是连接有问题,我们重启连接
  23.                                         Connect_flag = 0;                    //连接状态置0,表示断开,没连上服务器
  24.                                         TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);               //关TIM3                                 
  25.                                         break;                        
  26.                 }
  27.                 Ping_flag++;                                                         //Ping_flag自增1,表示又发送了一次ping,期待服务器的回复
  28.                 TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);      //清除TIM3溢出中断标志         
  29.         }
  30. }
定时器2,在连接到阿里云平台后使能,定时发送数据。
  1. /*-------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:定时器2中断服务函数                      */
  3. /*参  数:无                                       */
  4. /*返回值:无                                       */
  5. /*-------------------------------------------------*/
  6. void TIM2_IRQHandler(void)
  7. {        
  8.         if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET){  //如果TIM_IT_Update置位,表示TIM2溢出中断,进入if        
  9.                 TempHumi_State();
  10.                 TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);     //清除TIM2溢出中断标志         
  11.         }
  12. }
3.ESP8266配置
通过串口1和串口2的功能,使用AT指令来操作ESP8266,实现相应功能。
复位引脚配置
  1. /*-------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:初始化WiFi的复位IO                       */
  3. /*参  数:无                                       */
  4. /*返回值:无                                       */
  5. /*-------------------------------------------------*/
  6. void WiFi_ResetIO_Init(void)
  7. {
  8.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;                      //定义一个设置IO端口参数的结构体
  9.         RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);   //使能PA端口时钟
  10.         
  11.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;                 //准备设置PC13
  12.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;         //速率50Mhz
  13.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;                     //推免输出方式
  14.         GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);                              //设置PC13
  15.         
  16.         RESET_IO=1;                                              //复位IO拉高电平
  17. }
WIFI复位函数
  1. /*-------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:WiFi复位                                 */
  3. /*参  数:timeout:超时时间(100ms的倍数)         */
  4. /*返回值:0:正确   其他:错误                     */
  5. /*-------------------------------------------------*/
  6. char WiFi_Reset(int timeout)
  7. {
  8.         RESET_IO=0;                                    //复位IO拉低电平
  9.         delay_ms(500);                                  //延时500ms
  10.         RESET_IO=1;                                    //复位IO拉高电平        
  11.         while(timeout--){                               //等待超时时间到0
  12.                 delay_ms(100);                              //延时100ms
  13.                 if(strstr(WiFi_RX_BUF,"ready"))             //如果接收到ready表示复位成功
  14.                         break;                                                           //主动跳出while循环
  15.                 u2_printf("%d ",timeout);                   //串口输出现在的超时时间
  16.         }
  17.         u2_printf("\r\n");                              //串口输出信息
  18.         if(timeout<=0)return 1;                         //如果timeout<=0,说明超时时间到了,也没能收到ready,返回1
  19.         else return 0;                                                             //反之,表示正确,说明收到ready,通过break主动跳出while
  20. }
WIFI发送AT指令
  1. /*-------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:WiFi发送设置指令                         */
  3. /*参  数:cmd:指令                                */
  4. /*参  数:timeout:超时时间(100ms的倍数)         */
  5. /*返回值:0:正确   其他:错误                     */
  6. /*-------------------------------------------------*/
  7. char WiFi_SendCmd(char *cmd, int timeout)
  8. {
  9.         WiFi_RxCounter=0;                           //WiFi接收数据量变量清零                        
  10.         memset(WiFi_RX_BUF,0,WiFi_RXBUFF_SIZE);     //清空WiFi接收缓冲区
  11.         WiFi_printf("%s\r\n",cmd);                  //发送指令
  12.         while(timeout--){                           //等待超时时间到0
  13.                 delay_ms(100);                          //延时100ms
  14.                 if(strstr(WiFi_RX_BUF,"OK"))            //如果接收到OK表示指令成功
  15.                         break;                                                       //主动跳出while循环
  16.                 u1_printf("%d ",timeout);               //串口输出现在的超时时间
  17.         }
  18.         u1_printf("\r\n");                          //串口输出信息
  19.         if(timeout<=0)return 1;                     //如果timeout<=0,说明超时时间到了,也没能收到OK,返回1
  20.         else return 0;                                                         //反之,表示正确,说明收到OK,通过break主动跳出while
  21. }
WIFI发送TCP指令,通过发送预先设置的WIFI名称和密码,连接到网络。
  1. /*-------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:连接TCP服务器,并进入透传模式            */
  3. /*参  数:timeout: 超时时间(100ms的倍数)        */
  4. /*返回值:0:正确  其他:错误                      */
  5. /*-------------------------------------------------*/
  6. char WiFi_Connect_Server(int timeout)
  7. {        
  8.         WiFi_RxCounter=0;                               //WiFi接收数据量变量清零                        
  9.         memset(WiFi_RX_BUF,0,WiFi_RXBUFF_SIZE);         //清空WiFi接收缓冲区   
  10.         WiFi_printf("AT+CIPSTART="TCP","%s",%d\r\n",ServerIP,ServerPort);//发送连接服务器指令
  11.         while(timeout--){                               //等待超时与否
  12.                 delay_ms(100);                              //延时100ms        
  13.                 if(strstr(WiFi_RX_BUF ,"CONNECT"))          //如果接受到CONNECT表示连接成功
  14.                         break;                                  //跳出while循环
  15.                 if(strstr(WiFi_RX_BUF ,"CLOSED"))           //如果接受到CLOSED表示服务器未开启
  16.                         return 1;                               //服务器未开启返回1
  17.                 if(strstr(WiFi_RX_BUF ,"ALREADY CONNECTED"))//如果接受到ALREADY CONNECTED已经建立连接
  18.                         return 2;                               //已经建立连接返回2
  19.                 u2_printf("%d ",timeout);                   //串口输出现在的超时时间  
  20.         }
  21.         u2_printf("\r\n");                        //串口输出信息
  22.         if(timeout<=0)return 3;                   //超时错误,返回3
  23.         else                                      //连接成功,准备进入透传
  24.         {
  25.                 u2_printf("连接服务器成功,准备进入透传\r\n");  //串口显示信息
  26.                 WiFi_RxCounter=0;                               //WiFi接收数据量变量清零                        
  27.                 memset(WiFi_RX_BUF,0,WiFi_RXBUFF_SIZE);         //清空WiFi接收缓冲区     
  28.                 WiFi_printf("AT+CIPSEND\r\n");                  //发送进入透传指令
  29.                 while(timeout--){                               //等待超时与否
  30.                         delay_ms(100);                              //延时100ms        
  31.                         if(strstr(WiFi_RX_BUF,"\r\nOK\r\n\r\n>"))   //如果成立表示进入透传成功
  32.                                 break;                          //跳出while循环
  33.                         u2_printf("%d ",timeout);           //串口输出现在的超时时间  
  34.                 }
  35.                 if(timeout<=0)return 4;                 //透传超时错误,返回4        
  36.         }
  37.         return 0;                                        //成功返回0        
  38. }
WIFI初始化配置,通过使用编写的函数和AT指令,来连接到指定服务器。
1.复位检查模块
2.发送AT指令检查模块
3.设置ESP8266模式  
4.连接到WIFI
5.设置透传
6.连接到指定服务器
  1. *-------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:WiFi连接服务器                           */
  3. /*参  数:无                                       */
  4. /*返回值:0:正确   其他:错误                     */
  5. /*-------------------------------------------------*/
  6. char WiFi_Connect_IoTServer(void)
  7. {        
  8.         /*             复位模块                */
  9.         u2_printf("准备复位模块\r\n");                     //串口提示数据
  10.         if(WiFi_Reset(50)){                                //复位,100ms超时单位,总计5s超时时间
  11.                 u2_printf("复位失败,准备重启\r\n");           //返回非0值,进入if,串口提示数据
  12.                 return 1;                                      //返回1
  13.         }else u2_printf("复位成功\r\n");                   //串口提示数据
  14.         
  15.         /*             连接模块                */
  16.         u2_printf("准备连接模块\r\n");                     //串口提示数据
  17.         if(WiFi_SendCmd("AT",30)){                        //复位,100ms超时单位,总计5s超时时间
  18.                 u2_printf("连接失败,请检查模块\r\n");           //返回非0值,进入if,串口提示数据
  19.                 return 1;                                      //返回1
  20.         }else u2_printf("连接成功\r\n");                   //串口提示数据

  21.         /*             设置模式                */        
  22.         u2_printf("准备设置STA模式\r\n");                  //串口提示数据
  23.         if(WiFi_SendCmd("AT+CWMODE=3",50)){                //设置STA模式,100ms超时单位,总计5s超时时间
  24.                 u2_printf("设置STA模式失败,准备重启\r\n");    //返回非0值,进入if,串口提示数据
  25.                 return 2;                                      //返回2
  26.         }else u2_printf("设置STA模式成功\r\n");            //串口提示数据
  27.         
  28.         
  29.         /*             连接WiFi                */               
  30.                 u2_printf("准备连接路由器\r\n");                   //串口提示数据        
  31.                 if(WiFi_JoinAP(30)){                               //连接路由器,1s超时单位,总计30s超时时间
  32.                         u2_printf("连接路由器失败,准备重启\r\n");     //返回非0值,进入if,串口提示数据
  33.                         return 3;                                      //返回3        
  34.                 }else u2_printf("连接路由器成功\r\n");             //串口提示数据                        
  35.                         
  36.         
  37.         /*             设置透传                */               
  38.         u2_printf("准备设置透传\r\n");                     //串口提示数据
  39.         if(WiFi_SendCmd("AT+CIPMODE=1",50)){               //设置透传,100ms超时单位,总计5s超时时间
  40.                 u2_printf("设置透传失败,准备重启\r\n");       //返回非0值,进入if,串口提示数据
  41.                 return 4;                                      //返回4
  42.         }else u2_printf("设置透传成功\r\n");               //串口提示数据
  43.         
  44.         
  45.         /*             连接服务器                */               
  46.         u1_printf("准备连接服务器\r\n");                   //串口提示数据
  47.         if(WiFi_Connect_Server(100)){                      //连接服务器,100ms超时单位,总计10s超时时间
  48.                 u2_printf("连接服务器失败,准备重启\r\n");     //返回非0值,进入if,串口提示数据
  49.                 return 10;                                     //返回10
  50.         }else u2_printf("连接服务器成功\r\n");             //串口提示数据        
  51.         
  52.         return 0;                                          //正确返回0
  53. }
4.MQTT协议及配置
MQTT连接到服务器、发送数据 需要构建三个报文
1.使用CONNECT连接报文,和阿里云建立连接.
2.发布SUBSCRIBE订阅报文,订阅相关主题.
3.使用PUBLISH发布报文,向阿里云发送消息

使用三组二维数组来存放接收数据、发送数据、筛选指令,并通过三组指针来操作三组数据。
  1. unsigned char  MQTT_RxDataBuf[R_NUM][BUFF_UNIT];            //数据的接收缓冲区,所有服务器发来的数据,存放在该缓冲区,缓冲区第一个字节存放数据长度
  2. unsigned char *MQTT_RxDataInPtr;                            //指向接收缓冲区存放数据的位置
  3. unsigned char *MQTT_RxDataOutPtr;                           //指向接收缓冲区读取数据的位置
  4. unsigned char *MQTT_RxDataEndPtr;                           //指向接收缓冲区结束的位置

  5. unsigned char  MQTT_TxDataBuf[T_NUM][BUFF_UNIT];            //数据的发送缓冲区,所有发往服务器的数据,存放在该缓冲区,缓冲区第一个字节存放数据长度
  6. unsigned char *MQTT_TxDataInPtr;                            //指向发送缓冲区存放数据的位置
  7. unsigned char *MQTT_TxDataOutPtr;                           //指向发送缓冲区读取数据的位置
  8. unsigned char *MQTT_TxDataEndPtr;                           //指向发送缓冲区结束的位置

  9. unsigned char  MQTT_CMDBuf[C_NUM][BUFF_UNIT];               //命令数据的接收缓冲区
  10. unsigned char *MQTT_CMDInPtr;                               //指向命令缓冲区存放数据的位置
  11. unsigned char *MQTT_CMDOutPtr;                              //指向命令缓冲区读取数据的位置
  12. unsigned char *MQTT_CMDEndPtr;                              //指向命令缓冲区结束的位置
定义四个标志位变量,来判断ESP8266的连接状态。
  1. char Connect_flag;        //同服务器连接状态  0:还没有连接服务器  1:连接上服务器了
  2. char Ping_flag;           //ping报文状态      0:正常状态,等待计时时间到,发送Ping报文
  3.                           //ping报文状态      1:Ping报文已发送,当收到 服务器回复报文的后 将1置为0
  4. char ConnectPack_flag;    //CONNECT报文状态   1:CONNECT报文成功
  5. char SubcribePack_flag;   //订阅报文状态      1:订阅报文成功
定义用户ID、用户名、密码、服务器IP端口变量。
  1. char ClientID[128];                                          //存放客户端ID的缓冲区
  2. int  ClientID_len;                                           //存放客户端ID的长度

  3. char Username[128];                                          //存放用户名的缓冲区
  4. int  Username_len;                                                                                         //存放用户名的长度

  5. char Passward[128];                                          //存放密码的缓冲区
  6. int  Passward_len;                                                                                         //存放密码的长度

  7. char ServerIP[128];                                          //存放服务器IP或是域名
  8. int  ServerPort;                                             //存放服务器的端口号
定义长度变量,方便计算数据长度
  1. int   Fixed_len;                                                                    //固定报头长度
  2. int   Variable_len;                                                              //可变报头长度
  3. int   Payload_len;                                                                //有效负荷长度
  4. unsigned char  temp_buff[BUFF_UNIT];                                                 //临时缓冲区,构建报文用
数据数组指针初始化函数
  1. /*----------------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:初始化接收,发送,命令数据的 缓冲区 以及各状态参数  */
  3. /*参  数:无                                                */
  4. /*返回值:无                                                */
  5. /*----------------------------------------------------------*/
  6. /* 自己的注释:按视频讲解来看,是in指针和out两个指针,两个指针指向的位置不同的时候就发送数据,相同的时候就不再发送数据  */
  7. /*----------------------------------------------------------*/
  8. void MQTT_Buff_Init(void)
  9. {        
  10.         MQTT_RxDataInPtr=MQTT_RxDataBuf[0];               //指向发送缓冲区存放数据的指针归位
  11.         MQTT_RxDataOutPtr=MQTT_RxDataInPtr;               //指向发送缓冲区读取数据的指针归位
  12.   MQTT_RxDataEndPtr=MQTT_RxDataBuf[R_NUM-1];        //指向发送缓冲区结束的指针归位 8-1=7
  13.         
  14.         MQTT_TxDataInPtr=MQTT_TxDataBuf[0];               //指向发送缓冲区存放数据的指针归位
  15.         MQTT_TxDataOutPtr=MQTT_TxDataInPtr;               //指向发送缓冲区读取数据的指针归位
  16.         MQTT_TxDataEndPtr=MQTT_TxDataBuf[T_NUM-1];        //指向发送缓冲区结束的指针归位 8-1=7
  17.         
  18.         MQTT_CMDInPtr=MQTT_CMDBuf[0];                     //指向命令缓冲区存放数据的指针归位
  19.         MQTT_CMDOutPtr=MQTT_CMDInPtr;                     //指向命令缓冲区读取数据的指针归位
  20.         MQTT_CMDEndPtr=MQTT_CMDBuf[C_NUM-1];              //指向命令缓冲区结束的指针归位 8-1=7
  21.         
  22.         Connect_flag = 0;                                      //各个参数清零
  23.         Ping_flag = ConnectPack_flag = SubcribePack_flag = 0;  //各个参数清零
  24. }
断开连接后重新初始化数据数组指针函数
  1. /*----------------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:重新初始化接收,发送,命令缓冲区 以及各状态参数     */
  3. /*参  数:无                                                */
  4. /*返回值:无                                                */
  5. /*----------------------------------------------------------*/
  6. void MQTT_Buff_ReInit(void)
  7. {                        
  8.         unsigned char *MQTT_TxDatatempPtr;                 //指向发送缓冲区位置的临时指针
  9.         
  10.         if(MQTT_TxDataOutPtr != MQTT_TxDataInPtr){         //if成立的话,说明发送缓冲区有数据了
  11.                 MQTT_TxDataOutPtr = MQTT_TxDataInPtr;          //OUT指针指向IN指针
  12.                 if(MQTT_TxDataOutPtr==MQTT_TxDataBuf[0]){      //如果,现在OUT指针在缓冲区顶部,进入if
  13.                         MQTT_TxDataOutPtr =MQTT_TxDataBuf[T_NUM-4];//重定位OUT指针
  14.                 }else if(MQTT_TxDataOutPtr==MQTT_TxDataBuf[1]){//如果,现在OUT指针在缓冲区顶部下一个单元,进入if
  15.                     MQTT_TxDataOutPtr =MQTT_TxDataBuf[T_NUM-3];//重定位OUT指针
  16.                 }else if(MQTT_TxDataOutPtr==MQTT_TxDataBuf[2]){//如果,现在OUT指针在缓冲区顶部下两个单元,进入if
  17.                     MQTT_TxDataOutPtr =MQTT_TxDataBuf[T_NUM-2];//重定位OUT指针
  18.                 }else{
  19.                         MQTT_TxDataOutPtr -= BUFF_UNIT;            //OUT指针上移一个单元
  20.                         MQTT_TxDataOutPtr -= BUFF_UNIT;            //OUT指针上移一个单元
  21.                         MQTT_TxDataOutPtr -= BUFF_UNIT;            //OUT指针上移一个单元
  22.                 }                        
  23.                 MQTT_TxDatatempPtr = MQTT_TxDataInPtr;         //将当前IN指针的位置暂存在temp指针中
  24.                 MQTT_TxDataInPtr = MQTT_TxDataOutPtr;          //IN指针指向当前OUT指针
  25.                 MQTT_ConectPack();                             //发送缓冲区添加连接报文
  26.                 MQTT_Subscribe(S_TOPIC_NAME,0);                       //发送缓冲区添加订阅topic,等级0                                                                        
  27.                 MQTT_TxDataInPtr = MQTT_TxDatatempPtr;         //IN指针通过temp指针,返回原来的位置                        
  28.         }else{                                             //反之,说明发送缓冲区没有数据
  29.                 MQTT_ConectPack();                             //发送缓冲区添加连接报文
  30.                 MQTT_Subscribe(S_TOPIC_NAME,0);                       //发送缓冲区添加订阅topic,等级0                                                
  31.         }
  32.         Ping_flag = ConnectPack_flag = SubcribePack_flag = 0;  //各个参数清零
  33. }
阿里云初始化参数,使用是sprintf函数将字符串拼接,并放到指定变量。
  1. /*----------------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:阿里云初始化参数,得到客户端ID,用户名和密码      */
  3. /*参  数:无                                                */
  4. /*返回值:无                                                */
  5. /*----------------------------------------------------------*/
  6. void AliIoT_Parameter_Init(void)
  7. {        
  8.         char temp[128];                                                       //计算加密的时候,临时使用的缓冲区

  9.         memset(ClientID,0,128);                                               //客户端ID的缓冲区全部清零
  10.         sprintf(ClientID,"%s|securemode=3,signmethod=hmacmd5|",DEVICENAME);  //构建客户端ID,并存入缓冲区
  11.         ClientID_len = strlen(ClientID);                                      //计算客户端ID的长度
  12.         
  13.         memset(Username,0,128);                                               //用户名的缓冲区全部清零
  14.         sprintf(Username,"%s&%s",DEVICENAME,PRODUCTKEY);                      //构建用户名,并存入缓冲区
  15.         Username_len = strlen(Username);                                      //计算用户名的长度
  16.         
  17.         memset(Passward,0,128);
  18.         memset(temp,0,128);                                                                      //临时缓冲区全部清零
  19.         sprintf(temp,"clientId%sdeviceName%sproductKey%s",DEVICENAME,DEVICENAME,PRODUCTKEY);     //构建加密时的明文   
  20.         utils_hmac_md5(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clientId  D001  deviceName  D001  productKey  i5drb0tO5li
  21.         Passward_len = strlen(Passward);                                                         //计算用户名的长度

  22.         memset(ServerIP,0,128);  
  23.         sprintf(ServerIP,"%s.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com",PRODUCTKEY);                  //构建服务器域名
  24.         ServerPort = 1883;                                                                       //服务器端口号1883
  25.         
  26.         u2_printf("服 务 器:%s:%d\r\n",ServerIP,ServerPort); //串口输出调试信息
  27.         u2_printf("客户端ID:%s\r\n",ClientID);               //串口输出调试信息
  28.         u2_printf("用 户 名:%s\r\n",Username);               //串口输出调试信息
  29.         u2_printf("密    码:%s\r\n",Passward);               //串口输出调试信息
  30. }
CONNECT报文,连接服务器报文
10(报文类型)+65(有效长度)+00 04 4D 51 54(协议名)+04(协议级别)+C2(连接标志)+00 64(保活时间)+客户端+用户名+密码构成

  1. /*----------------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:连接服务器报文       1                            */
  3. /*参  数:无                                                */
  4. /*返回值:无                                                */
  5. /*----------------------------------------------------------*/
  6. void MQTT_ConectPack(void)
  7. {        
  8.         int temp,Remaining_len;
  9.         
  10.         Fixed_len = 1;                                                        //连接报文中,固定报头长度暂时先=1
  11.         Variable_len = 10;                                                    //连接报文中,可变报头长度=10
  12.         Payload_len = 2 + ClientID_len + 2 + Username_len + 2 + Passward_len; //连接报文中,负载长度      
  13.         Remaining_len = Variable_len + Payload_len;                           //剩余长度=可变报头长度+负载长度
  14.         
  15.         temp_buff[0]=0x10;                       //固定报头第1个字节 :固定0x10               
  16.         do{                                      //循环处理固定报头中的剩余长度字节,字节量根据剩余字节的真实长度变化
  17.                 temp = Remaining_len%128;            //剩余长度取余128
  18.                 Remaining_len = Remaining_len/128;   //剩余长度取整128
  19.                 if(Remaining_len>0)                       
  20.                 temp |= 0x80;                    //按协议要求位7置位         
  21.                 temp_buff[Fixed_len] = temp;         //剩余长度字节记录一个数据
  22.                 Fixed_len++;                             //固定报头总长度+1   
  23.         }while(Remaining_len>0);                 //如果Remaining_len>0的话,再次进入循环
  24.         
  25.         temp_buff[Fixed_len+0]=0x00;  //可变报头第1个字节 :固定0x00 两长度表示协议名            
  26.         temp_buff[Fixed_len+1]=0x04;  //可变报头第2个字节 :固定0x04 4字节
  27.         temp_buff[Fixed_len+2]=0x4D;        //可变报头第3个字节 :固定0x4D M
  28.         temp_buff[Fixed_len+3]=0x51;        //可变报头第4个字节 :固定0x51 Q
  29.         temp_buff[Fixed_len+4]=0x54;        //可变报头第5个字节 :固定0x54 T
  30.         temp_buff[Fixed_len+5]=0x54;        //可变报头第6个字节 :固定0x54 T
  31.         temp_buff[Fixed_len+6]=0x04;        //可变报头第7个字节 :固定0x04 协议级别 4
  32.         temp_buff[Fixed_len+7]=0xC2;        //可变报头第8个字节 :使能用户名和密码校验,不使用遗嘱,不保留会话
  33.         temp_buff[Fixed_len+8]=0x00;         //可变报头第9个字节 :保活时间高字节 0x00
  34.         temp_buff[Fixed_len+9]=0x64;        //可变报头第10个字节:保活时间高字节 0x64   100s
  35.         
  36.         /*     CLIENT_ID      */
  37.         temp_buff[Fixed_len+10] = ClientID_len/256;                                                                      //客户端ID长度高字节
  38.         temp_buff[Fixed_len+11] = ClientID_len%256;                                                                     //客户端ID长度低字节
  39.         memcpy(&temp_buff[Fixed_len+12],ClientID,ClientID_len);                                         //复制过来客户端ID字串        
  40.         /*     用户名        */
  41.         temp_buff[Fixed_len+12+ClientID_len] = Username_len/256;                                                       //用户名长度高字节
  42.         temp_buff[Fixed_len+13+ClientID_len] = Username_len%256;                                                      //用户名长度低字节
  43.         memcpy(&temp_buff[Fixed_len+14+ClientID_len],Username,Username_len);                //复制过来用户名字串        
  44.         /*      密码        */
  45.         temp_buff[Fixed_len+14+ClientID_len+Username_len] = Passward_len/256;                            //密码长度高字节
  46.         temp_buff[Fixed_len+15+ClientID_len+Username_len] = Passward_len%256;                            //密码长度低字节
  47.         memcpy(&temp_buff[Fixed_len+16+ClientID_len+Username_len],Passward,Passward_len);   //复制过来密码字串
  48.         u2_printf("发送报文:%s\r\n",temp_buff);               //串口输出调试信息
  49.         TxDataBuf_Deal(temp_buff, Fixed_len + Variable_len + Payload_len);                  //加入发送数据缓冲区
  50. }
SUBSCRIBE订阅报文(等级0)
SUBSCRIBE构成为 82(固定报头)+00 01(可变标识符)+有效载荷(属性设置)+00(服务等级)
  1. /*----------------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:SUBSCRIBE订阅topic报文                            */
  3. /*参  数:QoS:订阅等级                                     */
  4. /*参  数:topic_name:订阅topic报文名称                     */
  5. /*返回值:无                                                */
  6. /*----------------------------------------------------------*/
  7. void MQTT_Subscribe(char *topic_name, int QoS)
  8. {        
  9.         Fixed_len = 2;                              //SUBSCRIBE报文中,固定报头长度=2
  10.         Variable_len = 2;                           //SUBSCRIBE报文中,可变报头长度=2        
  11.         Payload_len = 2 + strlen(topic_name) + 1;   //计算有效负荷长度 = 2字节(topic_name长度)+ topic_name字符串的长度 + 1字节服务等级
  12.         
  13.         temp_buff[0]=0x82;                                    //第1个字节 :固定0x82                     
  14.         temp_buff[1]=Variable_len + Payload_len;              //第2个字节 :可变报头+有效负荷的长度        
  15.         temp_buff[2]=0x00;                                    //第3个字节 :报文标识符高字节,固定使用0x00
  16.         temp_buff[3]=0x01;                                              //第4个字节 :报文标识符低字节,固定使用0x01
  17.         temp_buff[4]=strlen(topic_name)/256;                  //第5个字节 :topic_name长度高字节
  18.         temp_buff[5]=strlen(topic_name)%256;                          //第6个字节 :topic_name长度低字节
  19.         memcpy(&temp_buff[6],topic_name,strlen(topic_name));  //第7个字节开始 :复制过来topic_name字串               
  20.         temp_buff[6+strlen(topic_name)]=QoS;                  //最后1个字节:订阅等级
  21.         u2_printf("发送报文0:%s\r\n",temp_buff);               //串口输出调试信息
  22.         TxDataBuf_Deal(temp_buff, Fixed_len + Variable_len + Payload_len);  //加入发送数据缓冲区
  23. }
Publish报文,等级0
  1. /*----------------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:等级0 发布消息报文           3                    */
  3. /*参  数:topic_name:topic名称                             */
  4. /*参  数:data:数据                                        */
  5. /*参  数:data_len:数据长度                                */
  6. /*返回值:无                                                */
  7. /*----------------------------------------------------------*/
  8. void MQTT_PublishQs0(char *topic, char *data, int data_len)
  9. {        
  10.         int temp,Remaining_len;
  11.         
  12.         Fixed_len = 1;                              //固定报头长度暂时先等于:1字节
  13.         Variable_len = 2 + strlen(topic);           //可变报头长度:2字节(topic长度)+ topic字符串的长度
  14.         Payload_len = data_len;                     //有效负荷长度:就是data_len
  15.         Remaining_len = Variable_len + Payload_len; //剩余长度=可变报头长度+负载长度
  16.         
  17.         temp_buff[0]=0x30;                       //固定报头第1个字节 :固定0x30           
  18.         do{                                      //循环处理固定报头中的剩余长度字节,字节量根据剩余字节的真实长度变化
  19.                 temp = Remaining_len%128;            //剩余长度取余128
  20.                 Remaining_len = Remaining_len/128;   //剩余长度取整128
  21.                 if(Remaining_len>0)                       
  22.                         temp |= 0x80;                    //按协议要求位7置位         
  23.                 temp_buff[Fixed_len] = temp;         //剩余长度字节记录一个数据
  24.                 Fixed_len++;                             //固定报头总长度+1   
  25.         }while(Remaining_len>0);                 //如果Remaining_len>0的话,再次进入循环
  26.                              
  27.         temp_buff[Fixed_len+0]=strlen(topic)/256;                      //可变报头第1个字节     :topic长度高字节
  28.         temp_buff[Fixed_len+1]=strlen(topic)%256;                                               //可变报头第2个字节     :topic长度低字节
  29.         memcpy(&temp_buff[Fixed_len+2],topic,strlen(topic));           //可变报头第3个字节开始 :拷贝topic字符串        
  30.         memcpy(&temp_buff[Fixed_len+2+strlen(topic)],data,data_len);   //有效负荷:拷贝data数据
  31.         
  32.         TxDataBuf_Deal(temp_buff, Fixed_len + Variable_len + Payload_len);  //加入发送数据缓冲区
  33. }

处理Publish报文返回的数据,并从数据中提取关键命令拷贝到命令数组。
  1. /*----------------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:处理服务器发来的等级0的推送                       */
  3. /*参  数:redata:接收的数据                                */
  4. /*返回值:无                                                */
  5. /*----------------------------------------------------------*/
  6. void MQTT_DealPushdata_Qs0(unsigned char *redata)
  7. {
  8.         int  re_len;                                  //定义一个变量,存放接收的数据总长度
  9.         int  pack_num;                         //定义一个变量,当多个推送一起过来时,保存推送的个数
  10.   int  temp,temp_len;                    //定义一个变量,暂存数据
  11.   int  totle_len;                        //定义一个变量,存放已经统计的推送的总数据量
  12.         int  topic_len;                                      //定义一个变量,存放推送中主题的长度
  13.         int  cmd_len;                          //定义一个变量,存放推送中包含的命令数据的长度
  14.         int  cmd_loca;                         //定义一个变量,存放推送中包含的命令的起始位置
  15.         int  i;                                //定义一个变量,用于for循环
  16.         int  local,multiplier;
  17.         unsigned char tempbuff[BUFF_UNIT];           //临时缓冲区
  18.         unsigned char *data;                   //redata过来的时候,第一个字节是数据总量,data用于指向redata的第2个字节,真正的数据开始的地方
  19.                
  20.         re_len = redata[0]*256+redata[1];                               //获取接收的数据总长度               
  21.         data = &redata[2];                                              //data指向redata的第2个字节,真正的数据开始的
  22.         pack_num = temp_len = totle_len = temp = 0;                            //各个变量清零
  23.         local = 1;
  24.         multiplier = 1;
  25.         do{
  26.                 pack_num++;                                                             //开始循环统计推送的个数,每次循环推送的个数+1        
  27.                 do{
  28.                         temp = data[totle_len + local];   
  29.                         temp_len += (temp & 127) * multiplier;
  30.                         multiplier *= 128;
  31.                         local++;
  32.                 }while ((temp & 128) != 0);
  33.                 totle_len += (temp_len + local);                                  //累计统计的总的推送的数据长度
  34.                 re_len -= (temp_len + local) ;                              //接收的数据总长度 减去 本次统计的推送的总长度      
  35.                 local = 1;
  36.                 multiplier = 1;
  37.                 temp_len = 0;
  38.         }while(re_len!=0);                                                          //如果接收的数据总长度等于0了,说明统计完毕了
  39.         u2_printf("本次接收了%d个推送数据\r\n",pack_num);//串口输出信息
  40.         temp_len = totle_len = 0;                                                    //各个变量清零
  41.         local = 1;
  42.         multiplier = 1;
  43.         for(i=0;i<pack_num;i++){                                        //已经统计到了接收的推送个数,开始for循环,取出每个推送的数据                 
  44.                 do{
  45.                         temp = data[totle_len + local];   
  46.                         temp_len += (temp & 127) * multiplier;
  47.                         multiplier *= 128;
  48.                         local++;
  49.                 }while ((temp & 128) != 0);                                
  50.                 topic_len = data[local+totle_len]*256+data[local+1+totle_len] + 2;    //计算本次推送数据中主题占用的数据量
  51.                 cmd_len = temp_len-topic_len;                               //计算本次推送数据中命令数据占用的数据量
  52.                 cmd_loca = totle_len + local +  topic_len;                  //计算本次推送数据中命令数据开始的位置
  53.                 memcpy(tempbuff,&data[cmd_loca],cmd_len);                   //命令数据拷贝出来                                 
  54.                 CMDBuf_Deal(tempbuff, cmd_len);                             //加入命令到缓冲区
  55.                 totle_len += (temp_len+local);                              //累计已经统计的推送的数据长度
  56.                 local = 1;
  57.                 multiplier = 1;
  58.                 temp_len = 0;
  59.         }        
  60. }

PING心跳包报文
  1. /*----------------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:PING报文,心跳包                                  */
  3. /*参  数:无                                                */
  4. /*返回值:无                                                */
  5. /*----------------------------------------------------------*/
  6. void MQTT_PingREQ(void)
  7. {
  8.         temp_buff[0]=0xC0;              //第1个字节 :固定0xC0                     
  9.         temp_buff[1]=0x00;              //第2个字节 :固定0x00

  10.         TxDataBuf_Deal(temp_buff, 2);   //加入数据到缓冲区
  11. }

处理缓冲区函数
操作指针,控制数组中的数据  
接收缓冲区的处理函数在定时器4的中断函数中。

  1. /*----------------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:处理发送缓冲区                                    */
  3. /*参  数:data:数据                                        */
  4. /*参  数:size:数据长度                                    */
  5. /*返回值:无                                                */
  6. /*----------------------------------------------------------*/
  7. void TxDataBuf_Deal(unsigned char *data, int size)
  8. {
  9.         memcpy(&MQTT_TxDataInPtr[2],data,size);      //拷贝数据到发送缓冲区        
  10.         MQTT_TxDataInPtr[0] = size/256;              //记录数据长度
  11.         MQTT_TxDataInPtr[1] = size%256;              //记录数据长度
  12.         MQTT_TxDataInPtr+=BUFF_UNIT;                 //指针下移  a+=b  等同于a=a+b
  13.         if(MQTT_TxDataInPtr==MQTT_TxDataEndPtr)      //如果指针到缓冲区尾部了
  14.         MQTT_TxDataInPtr = MQTT_TxDataBuf[0];    //指针归位到缓冲区开头
  15. }
  1. /*----------------------------------------------------------*/
  2. /*函数名:处理命令缓冲区                                    */
  3. /*参  数:data:数据                                        */
  4. /*参  数:size:数据长度                                    */
  5. /*返回值:无                                                */
  6. /*----------------------------------------------------------*/
  7. void CMDBuf_Deal(unsigned char *data, int size)
  8. {
  9.         memcpy(&MQTT_CMDInPtr[2],data,size);      //拷贝数据到命令缓冲区
  10.         MQTT_CMDInPtr[0] = size/256;              //记录数据长度
  11.         MQTT_CMDInPtr[1] = size%256;              //记录数据长度
  12.         MQTT_CMDInPtr[size+2] = '\0';             //加入字符串结束符
  13.         MQTT_CMDInPtr+=BUFF_UNIT;                 //指针下移
  14.         if(MQTT_CMDInPtr==MQTT_CMDEndPtr)         //如果指针到缓冲区尾部了
  15.                 MQTT_CMDInPtr = MQTT_CMDBuf[0];       //指针归位到缓冲区开头
  16. }






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文章选题较好,但是文章结构及代码结构的阐述较为杂乱,代码部分相对于文字部分占比过大,可读性较差,继续加油  发表于 2023-2-15 13:57
cmyldd 发表于 2023-2-20 09:06 | 显示全部楼层
呐咯密密 发表于 2023-2-22 20:12 | 显示全部楼层
还不错哦
yangjiaxu 发表于 2023-2-27 23:00 | 显示全部楼层
其实还可以增加对阿里云部分的配置,带上之后可以很容易理解云端如何配置,下位机如何连接

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加上感觉有点繁琐了,主要是讲mqtt的十六进制协议内容,方便根据返回字符编写代码.  发表于 2023-2-28 10:10
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