当前位置:首页 > 公众号精选 > 嵌入式微处理器
[导读]项目有些久远,前年的机器人上需要的功能,当时是需要将STM32上的数据上传到服务器,比如机器人的速度,行驶距离,是否在拍照等等。


项目有些久远,前年的机器人上需要的功能,当时是需要将STM32上的数据上传到服务器,比如机器人的速度,行驶距离,是否在拍照等等。便于管理者在PC或者手机上了解机器人的工作状态,同时可以远程下发指令给机器人,控制其完成相应动作。
因为所有的逻辑判断和控制都在服务器或者STM32上面,作为中间的无线模块仅仅需要上传STM32的数据并接收服务器下发的指令即可,所以这里对WiFi模块的要求不高,仅仅需要它作为透传功能即可。当时在选型的时候试过好几款WiFi模块,最终敲定了安信可的ESP8266,价格便宜,开发简单,但是搭建环境是真的不容易,深受其害
选择 好模块就该考虑使用AT指令还是使用SDK开发,AT指令固然简单,但是局限性非常大。如果使用AT指令,我那开发控制端的同事估计就要跳脚了,代码里需要写一大堆的AT指令,如果功能改变,指令代码就需要重写,烦不胜烦。
如果使用SDK开发,控制端只需发送简单的数据就行,完全不用考虑其他任何东西,ESP8266完全当做一个中转站,相对应的我的工作就会繁重,但是,我屈服了,选择使用SDK。
于是就有了下面基于NONOS 2.0的ESP8266串口透传。主要有以下几个功能:
  • 纯串口透传,接收MCU串口数据,直接通过MQTT上传到服务器,接收服务器数据下发给MCU。
  • smartconfig+airkiss配网,随意使用,场景丰富。
  • 最多储存5个WIFI账号和密码,自动寻找网络连接。
  • 按键配网,长按重新配网,前一次WiFi自动储存,添加配网指示灯。
  • OTA空中升级(待验证)

从程序的入口开始:

//程序入口
void ICACHE_FLASH_ATTR user_init(void){ 
uart_init(115200, 115200); 
os_delay_us(60000); 
keyInit(); 
set_uart_cb(uart_cb);  
PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_MTDI_U, FUNC_GPIO12); 
//GPIO12初始化 
GPIO_OUTPUT_SET(GPIO_ID_PIN(12), 0);//低电平  g
et_mac();//获取MAC地址  
wifi_set_opmode(STATION_MODE); //设置wifi信息存储数量,最大为5个 
wifi_station_ap_number_set(2);  
mqtt_init();  
set_wifistate_cb(wifi_connect_cb, wifi_disconnect_cb);
}


程序的入口先进行串口初始化和按键的初始化,以及LED的初始化。串口要初始化波特率,按键初始化配网按键,用于短按配网,长按重新配网,LED只要用于判断模块是否进入配网模式以及是否配网完成。
初始化完成后会首先读取MAC地址,该地址是唯一的,每个模块都不一样,用于填充进主题中,便于服务器区分不同设备,用于多台量产设备的使用,在连接MQTT服务器时会自动填充。


每连接一次WiFi都会将WiFi信息保存在模块内部,每次上电都会自动扫描暴露的WiFi,直接连接,就像手机的WIFI连接,目前最大支持五个WiFi信息的保存,超过5个会剔除最早的WiFi信息,通过短按D5(GPIO14)可进入配网模式。

/*** 按键短按回调*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR key1ShortPress(void) {  
start_smartconfig(smartconfig_cd); 
INFO("start_smartconfig\n");
}
/*** 按键长按回调*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR key1LongPress(void) {  
start_smartconfig(smartconfig_cd); 
INFO("start_smartconfig\n");
}
/*** 按键初始化*/
LOCAL void ICACHE_FLASH_ATTR keyInit(void) {  
//设置按键数量 
set_key_num(1); 
//长按、短按的按键回调 
key_add(D5, NULL, key1ShortPress); 
key_add(D5, NULL, key1LongPress); 
} 
由于找不到最新的代码。这里的长按我没做处理,应该是断开WiFi重新进入配网模式, 或者软复位模块,再进入start_smartconfig()函数:
/*** 开始Smartconfig配置 * @param cd: Smartconfig状态回调* @retval None*/
void ICACHE_FLASH_ATTR start_smartconfig(smartconfig_cd_t cd) { 
smartconfig_flag = 1; 
smartconfig_set_type(SC_TYPE_ESPTOUCH_AIRKISS); 
//SC_TYPE_ESPTOUCH,SC_TYPE_AIRKISS,SC_TYPE_ESPTOUCH_AIRKISS 
wifi_station_disconnect(); 
wifi_set_opmode(STATION_MODE); 
finish_cd = cd; 
smartconfig_start(smartconfig_done); 
os_timer_disarm(&OS_Timer_Wifichange); 
// 关闭定时器  
if(connect_flag == 1){ 
w_disconnect(); 
connect_flag = 0; 
}  
os_timer_disarm(&OS_Timer_SM); 
// 关闭定时器 
os_timer_setfn(&OS_Timer_SM, (os_timer_func_t *) sm_wait_time, NULL);
// 设置定时器 
os_timer_arm(&OS_Timer_SM, 1000, 1); // 使能定时器
} 


smartconfig_set_type();函数可选3个参数:分别是:SC_TYPE_ESPTOUCH、SC_TYPE_AIRKISS和SC_TYPE_ESPTOUCH_AIRKISS
第一个是smartconfig配网(手机APP),第二个是airkiss配网(微信公众号),最后一个两者都可以。进入该函数会调用smartconfig_start();,该函数会调用smartconfig_done()函数进行配网,配网成功后会点亮LED灯。
/*** Smartconfig 状态处理* @param status: 状态* @param *pdata: AP数据* @retval None*/
void ICACHE_FLASH_ATTRsmartconfig_done(sc_status status, void *pdata) { 
switch (status) { 
case SC_STATUS_WAIT: 
INFO("SC_STATUS_WAIT\n"); 
break; 
case SC_STATUS_FIND_CHANNEL: 
INFO("SC_STATUS_FIND_CHANNEL\n"); 
break; 
case SC_STATUS_GETTING_SSID_PSWD: 
INFO("SC_STATUS_GETTING_SSID_PSWD\n"); 
sc_type *type = pdata; 
if (*type == SC_TYPE_ESPTOUCH) { 
INFO("SC_TYPE:SC_TYPE_ESPTOUCH\n"); 
} else { 
INFO("SC_TYPE:SC_TYPE_AIRKISS\n"); 
} 
break; 
case SC_STATUS_LINK: 
INFO("SC_STATUS_LINK\n"); 
sm_comfig_status = SM_STATUS_GETINFO; 
struct station_config *sta_conf = pdata; 
wifi_station_set_config(sta_conf); 
wifi_station_disconnect(); 
wifi_station_connect(); 
break; 
case SC_STATUS_LINK_OVER: 
sm_comfig_status = SM_STATUS_FINISH; 
INFO("SC_STATUS_LINK_OVER\n"); 
if (pdata != NULL) { //SC_TYPE_ESPTOUCH uint8 
phone_ip[4] = { 0 }; 
os_memcpy(phone_ip, (uint8*) pdata, 4); 
INFO("Phone ip: %d.%d.%d.%d\n", phone_ip[0], phone_ip[1], phone_ip[2], phone_ip[3]); 
} else { 
//SC_TYPE_AIRKISS - support airkiss v2.0 
airkiss_start_discover(); 
} 
smartconfig_stop(); 
smartconfig_flag = 0; 
connect_flag = 0; 
os_timer_disarm(&OS_Timer_SM); // 关闭定时器 
finish_cd(sm_comfig_status); 
os_timer_arm(&OS_Timer_Wifichange, 3000, 1); // 使能定时器 
break; 
} 
}
 /*** WIFI连接回调*/
void wifi_connect_cb(void){  
INFO("wifi connect!\r\n"); 
os_printf("----- WiFi连接成功,打开绿灯---\r\n"); 
GPIO_OUTPUT_SET(GPIO_ID_PIN(12), 1); 
MQTT_Connect(&mqttClient);
} 
/*** WIFI断开回调*/
void wifi_disconnect_cb(void){ 
INFO("wifi disconnect!\r\n"); 
os_printf("----- WiFi断开,关闭绿灯---\r\n"); 
GPIO_OUTPUT_SET(GPIO_ID_PIN(12), 0); 
MQTT_Disconnect(&mqttClient);
} 
连接MQTT服务器:

网络连接成功以后可以开始MQTT的初始化,初始化包涵一系列的连接初始化回调,连接成功或不成功回调,主题订阅发布回调等等。
/*** MQTT初始化*/
void ICACHE_FLASH_ATTR mqtt_init(void) {  
MQTT_InitConnection(&mqttClient, MQTT_HOST, MQTT_PORT, DEFAULT_SECURITY); 
MQTT_InitClient(&mqttClient, mac_str, MQTT_USER,MQTT_PASS, MQTT_KEEPALIVE, 1); 
MQTT_InitLWT(&mqttClient, lwt_topic, LWT_MESSAGE, 0, 0); 
MQTT_OnConnected(&mqttClient, mqttConnectedCb); 
MQTT_OnDisconnected(&mqttClient, mqttDisconnectedCb); 
MQTT_OnPublished(&mqttClient, mqttPublishedCb); 
MQTT_OnData(&mqttClient, mqttDataCb);} 
void ICACHE_FLASH_ATTRMQTT_InitConnection(MQTT_Client *mqttClient, uint8_t* host, uint32_t port, uint8_t security){ 
uint32_t temp; 
INFO("MQTT_InitConnection\r\n"); 
os_memset(mqttClient, 0, sizeof(MQTT_Client)); 
temp = os_strlen(host); 
mqttClient->host = (uint8_t*)os_zalloc(temp + 1); 
os_strcpy(mqttClient->host, host); 
mqttClient->host[temp] = 0; 
mqttClient->port = port; 
mqttClient->security = security; 
} 
void ICACHE_FLASH_ATTRMQTT_InitClient(MQTT_Client *mqttClient, uint8_t* client_id, uint8_t* client_user, uint8_t* client_pass, uint32_t keepAliveTime, uint8_t cleanSession){ 
uint32_t temp; 
INFO("MQTT_InitClient\r\n"); 
os_printf("CD MQTT_InitClient++++++++++++++++++++++\n"); 
os_memset(&mqttClient->connect_info, 0, sizeof(mqtt_connect_info_t));  
temp = os_strlen(client_id); 
mqttClient->connect_info.client_id = (uint8_t*)os_zalloc(temp + 1); 
os_strcpy(mqttClient->connect_info.client_id, client_id); 
mqttClient->connect_info.client_id[temp] = 0;  
if (client_user) { 
temp = os_strlen(client_user); 
mqttClient->connect_info.username = (uint8_t*)os_zalloc(temp + 1); 
os_strcpy(mqttClient->connect_info.username, client_user); 
mqttClient->connect_info.username[temp] = 0; 
}  
if (client_pass) { 
temp = os_strlen(client_pass); 
mqttClient->connect_info.password = (uint8_t*)os_zalloc(temp + 1); 
os_strcpy(mqttClient->connect_info.password, client_pass); 
mqttClient->connect_info.password[temp] = 0; 
}   
mqttClient->connect_info.keepalive = keepAliveTime; 
mqttClient->connect_info.clean_session = cleanSession;  
mqttClient->mqtt_state.in_buffer = (uint8_t *)os_zalloc(MQTT_BUF_SIZE); 
mqttClient->mqtt_state.in_buffer_length = MQTT_BUF_SIZE; mqttClient->mqtt_state.out_buffer = (uint8_t *)os_zalloc(MQTT_BUF_SIZE); 
mqttClient->mqtt_state.out_buffer_length = MQTT_BUF_SIZE; 
mqttClient->mqtt_state.connect_info = &mqttClient->connect_info;  
mqtt_msg_init(&mqttClient->mqtt_state.mqtt_connection, mqttClient->mqtt_state.out_buffer, mqttClient->mqtt_state.out_buffer_length);  
QUEUE_Init(&mqttClient->msgQueue, QUEUE_BUFFER_SIZE);  
system_os_task(MQTT_Task, MQTT_TASK_PRIO, mqtt_procTaskQueue, MQTT_TASK_QUEUE_SIZE); 
system_os_post(MQTT_TASK_PRIO, 0, (os_param_t)mqttClient);
} 
WiFi连接成功和失败会触发不同的回调函数:
/*** MQTT连接回调*/
void mqttConnectedCb(uint32_t *args) { 
MQTT_Client* client = (MQTT_Client*) args;  
INFO("MQTT: Connected\r\n"); 
MQTT_Publish(client, birth_topic, BIRTH_MESSAGE, os_strlen(BIRTH_MESSAGE), 0,0); 
MQTT_Subscribe(client,ota_topic, 0); 
if(updata_status_check()){ 
MQTT_Publish(client, ota_topic, "updata_finish", os_strlen("updata_finish"), 0,0); 
}}
/** * MQTT断开连接回调*/
void mqttDisconnectedCb(uint32_t *args) { 
MQTT_Client* client = (MQTT_Client*) args; 
INFO("MQTT: Disconnected\r\n");
} 
/*** MQTT发布消息回调*/
void mqttPublishedCb(uint32_t *args) { 
MQTT_Client* client = (MQTT_Client*) args; 
INFO("MQTT: Published\r\n");
}

串口透传:
当模块的WiFi和MQTT服务器都连接上之后,模块就开始监听串口和服务器的数据,如果串口有数据过来便转发到服务器或者进行OTA升级,如果服务器有指令下发就转发给串口。
/*** MQTT接收数据回调(用于OTA升级和串口透传)*/
void mqttDataCb(uint32_t *args, const char* topic, uint32_t topic_len, const char *data, uint32_t data_len) { 
char *topicBuf = (char*) os_zalloc(topic_len + 1), *dataBuf = (char*) os_zalloc(data_len + 1);  
uint8 *pdata = (uint8*)data; uint16 len = data_len; uart0_tx_buffer(pdata, len);
//串口输出  
MQTT_Client* client = (MQTT_Client*) args;  
os_memcpy(topicBuf, topic, topic_len); topicBuf[topic_len] = 0;  
os_memcpy(dataBuf, data, data_len); 
dataBuf[data_len] = 0; 
// INFO("Receive topic: %s, data: %s \r\n", topicBuf, dataBuf);  
//data = {"url"=http://yourdomain.com:9001/ota/} 
if (os_strcmp(topicBuf, ota_topic) == 0) { 
char url_data[200]; 
if(get_josn_str(dataBuf,"url",url_data)){
// INFO("ota_start\n"); 
ota_upgrade(url_data,ota_finished_callback); 
} 
}  
os_free(topicBuf); 
os_free(dataBuf);   }
/*** ota升级回调*/
void ICACHE_FLASH_ATTR ota_finished_callback(void * arg) { 
struct upgrade_server_info *update = arg; 
if (update->upgrade_flag == true) { 
INFO("OTA Success ! rebooting!\n"); 
system_upgrade_reboot(); 
} else { 
INFO("OTA Failed!\n"); 
}
}


其他问题: 连接的服务器地址,端口号等信息需要写在代码里烧录进模块,这些信息在在mqtt_config.h文件中定义。



上电后可以在串口助手看到打印的MAC地址:


按下配网按键(GPIO14接地),进入配网模式,使用APP或者微信公众号将信息发给模块便可联网,联网后自动连接MQTT服务器。


至此连接完成,后续只需要串口发数据给模块,便可在服务器收到信息,服务器下发指令,单片机串口也可以接收到数据。但是要记得订阅主题哦。该透传代码烧录完成可搭配任意MCU的串口使用。非常便捷。由于项目期较远,可能介绍的不是很详细,需要的大大们可以点击阅读原文回帖获取源码。自行查看。

免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

嵌入式ARM

扫描二维码,关注更多精彩内容

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

Holtek隆重推出全新一代32-bit Arm® Cortex®-M0+ 5V CAN MCU - HT32F53231/HT32F53241/HT32F53242/HT32F53252。这一系列单片机带有来自Bosc...

关键字: MCU 工业自动化 单片机

Holtek精益求精,宣布推出全新5V宽电压Arm® Cortex®-M0+ 32-bit MCU系列HT32F50431/HT32F50441/HT32F50442/HT32F50452。此系列MCU经多方位升级能满...

关键字: 单片机 智能家居 工业控制

单片机小精灵是一款针对单片机开发者的辅助工具,它集成了代码编辑、编译、调试等多项功能,旨在帮助开发者更加高效地进行单片机项目的开发。本文将详细介绍单片机小精灵的使用方法,帮助读者快速掌握这款工具,提高开发效率。

关键字: 单片机 代码编辑 辅助工具

单片机和PLC将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对二者的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。

关键字: PLC 单片机

在这篇文章中,小编将对单片机的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对单片机的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。

关键字: 单片机 芯片 集成电路

一直以来,单片机都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来单片机的相关介绍,详细内容请看下文。

关键字: 单片机 控制器

今天,小编将在这篇文章中为大家带来STM32单片机最小系统的有关报道,通过阅读这篇文章,大家可以对它具备清晰的认识,主要内容如下。

关键字: 单片机 单片机最小系统 STM32

51单片机将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对51单片机的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。

关键字: 单片机 51单片机

在这篇文章中,小编将对单片机最小系统的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。

关键字: 单片机 单片机最小系统

一直以来,单片机都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来单片机的相关介绍,详细内容请看下文。

关键字: 单片机 芯片
关闭
关闭