ESP8266+STM32+阿里云保姆级教程(AT指令+MQTT)

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作者
猴君
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前言:在开发过程中,几乎踩便了所有大坑小坑总结出的文章,我是把坑踩满了,帮助更过小白快速上手,如有错误之处,还麻烦各位大佬帮忙指正、

目录

一、ESP-01s介绍

        1、ESP-01s管脚功能:

                模组启动模式说明:

        2、初始配置和验证:

                模块连接:

                基础AT指令:

二、ESP-01s的MQTT固件烧录

        1、登录安信可官网(欢迎 | 安信可科技 (ai-thinker.com)https://docs.ai-thinker.com/),找到ESP8266的AT指令集、对应的MQTT固件包以及烧录工具。

        2、下载烧录工具

        3、硬件接线(笔者在此处踩坑较多!)

4、测试ESP-01s模块

三、链接阿里云

        1、阿里云配置

        (1)账号注册

          (2)进入物联网平台

        (3)产品创建、发布

        (4)设备创建

        2、ESP-01连接阿里云

        (1)发送AT+RESTORE          //重新启动ESP模块

        (2)发送AT+CWMODE=1        //配置WIFI模式

        (3)发送AT+CIPSNTPCFG=1,8,"cn.ntp.org.cn","ntp.sjtu.edu.cn"     //进行服务器设置

        (4)发送AT+CWJAP="SSID","SSID_password"     //连接wifi

        (5)发送AT+MQTTUSERCFG=0,1,"NULL","name","password",0,0,""   //设置MQTT属性

        (6)发送AT+MQTTCLIENTID=0,"ClienID"     //设置MQTT ID,注意!!要在ID信息每一个”,“前加”\“进行转义!!!

        (7)发送AT+MQTTCONN=0,"域名",1883,1     //发送MQTT域名,域名获取

        (8)完成以上8个步骤后,刷新设备界面即可看到设备已经激活上线!

        (9)发送AT+MQTTSUB=0,"订阅topic",1      //订阅的主题

        3、阿里云功能定义

        (1)创建物理功能模型

        4、上报下发

        (1)数据下发

        (2)数据上报

        (3)日志查看

四、STM32部分

1、串口部分

2、esp8266初始化部分

3、主函数部分

五、总结


一、ESP-01s介绍

        1、ESP-01s管脚功能:

                不建议使用USB转TTL模块供电,可能因为电压电流不稳定导致模块工作异常!推荐外部供电!!注意所有模块均要公地!!

                模组启动模式说明:

                        可见ESP-01s模块内部,EN引脚默认拉高,RST引脚默认拉高,IO0默认拉高,IO2默认拉高。IO15默认拉低(ESP01不一样!!,ESP01内部没有默认上拉)

        2、初始配置和验证:

                ESP-01s出厂波特率正常是115200。
                注意:AT指令,控制类都要加回车!!

                模块连接:

                基础AT指令:

指令说明示例
AT测试AT启动

RX:AT

TX:OK

AT+GMR返回固件版本信息

RX:AT+GMR

TX:AT version:1.7.4.0(Jul  8 2020 15:53:04)
SDK version:3.0.5-dev(52383f9)
compile time:Aug 28 2020 14:37:33
OK

AT+RST软重启模块

RX:AT+RST

TX:OK

AT+RESTORE恢复出厂设置

RX:AT+RESTORE

TX:OK

                1、初次上电:通过串口输出一串系统开机信息,可能因为电压不稳,导致乱码,以 ready 为准。

                 2、发送AT指令 (以回车结尾)

                3、发送AT+GMR指令(以回车结尾)

二、ESP-01s的MQTT固件烧录

        1、登录安信可官网(欢迎 | 安信可科技 (ai-thinker.com)icon-default.png?t=N7T8https://docs.ai-thinker.com/),找到ESP8266的AT指令集、对应的MQTT固件包以及烧录工具。

下载好压缩包解压可得到烧录bin文件

        2、下载烧录工具

解压后打开exe文件

        3、硬件接线(笔者在此处踩坑较多!)

非常非常重要一点,关掉所有串口设备!!包括刚刚测试使用的XCMO串口软件!!避免烧录串口被占用!

想要进行烧录,首先要把ESP-01s模块配置为下载模式!!所有就回到了文章最开始

因此我们需要把GPIO0引脚拉低!进入下载模式!!拉低的方法也非常简单,直接接入GND即可

因此我们应该如下接线:

依次选择烧录文件,手动输入地址0x00,选择好SPI SPEED 和 SPI MODE,点击START

等待下载完成。

下载完成!!

如果在下载过程中仍有其他问题,为大家推荐一下博客http://【烧录esp8266-01、-01s,错误总结 - CSDN App】http://t.csdnimg.cn/iLTtU

4、测试ESP-01s模块

接线如下:(上一步拔掉IO0引脚接线,内部拉高,使模块进入运行模式)

利用串口工具发送AT指令进行测试:

三、链接阿里云

        1、阿里云配置

        (1)账号注册

阿里云-计算,为了无法计算的价值 (aliyun.com)icon-default.png?t=N7T8https://www.aliyun.com/?utm_content=se_1015277541,进入阿里云网站,右上角有”注册/登录“,进行注册。

          (2)进入物联网平台

        在此处搜索物联网平台

点击进入

        (3)产品创建、发布

发布产品上线

        (4)设备创建

选取刚刚创建的产品,按需求填写名字

返回设备列表即可看到刚刚创建的产品

        2、ESP-01连接阿里云

        本部分均使用串口助手进行发送,TTL模块与ESP-01s连接参考:

具体AT指令具体含义,请参考乐鑫科技AT命令集,笔者不在过多陈述AT 命令集 — ESP-AT 用户指南 文档 (readthedocs-hosted.com)icon-default.png?t=N7T8https://espressif-docs.readthedocs-hosted.com/projects/esp-at/zh-cn/release-v2.2.0.0_esp8266/AT_Command_Set/index.html

每一条指令均要以回车结尾!!!!

        (1)发送AT+RESTORE          //重新启动ESP模块

        (2)发送AT+CWMODE=1        //配置WIFI模式

        (3)发送AT+CIPSNTPCFG=1,8,"cn.ntp.org.cn","ntp.sjtu.edu.cn"     //进行服务器设置

        (4)发送AT+CWJAP="SSID","SSID_password"     //连接wifi

例:AT+CWJAP="lsh","123123321"输入自己要连接WiFi名称,密码,不是我的!

建议手机开热点,手机端AP频段建议2.4GHz,5GHz可能连接不上,建议名称以及密码简单一点,否则设计转义字符,配置麻烦

        (5)发送AT+MQTTUSERCFG=0,1,"NULL","name","password",0,0,""   //设置MQTT属性

例:AT+MQTTUSERCFG=0,1,"NULL","esp01s&ioieobDLZef","0afdb0cefa107ab0d6ecc9649f6aea332e3380315550ae0a30b8de63fc66caf2",0,0,""

该处设置自己阿里云端的MQTT属性!实际使用过程中,仅需要修改第四位(用户名),第五位(密码)数据即可!

MQTT属性获取


在发送AT指令后

        (6)发送AT+MQTTCLIENTID=0,"ClienID"     //设置MQTT ID,注意!!要在ID信息每一个”,“前加”\“进行转义!!!

ID获取方式

例:AT+MQTTCLIENTID=0,"ioieobDLZef.esp01-s|securemode=2\,signmethod=hmacsha256\,timestamp=1704945210243|"

        (7)发送AT+MQTTCONN=0,"域名",1883,1     //发送MQTT域名,域名获取

例:AT+MQTTCONN=0,"iot-06z00h7yodidaaj.mqtt.iothub.aliyuncs.com",1883,1

        (8)完成以上8个步骤后,刷新设备界面即可看到设备已经激活上线!

        (9)发送AT+MQTTSUB=0,"订阅topic",1      //订阅的主题

订阅信息获取

可以得到订阅主题信息  /ioieobDLZef/${deviceName}/user/get,我们要在${deviceName}部分填入设备名称

例:AT+MQTTSUB=0,"/ioieobDLZef/esp01-s/user/get",1

成功返回OK后,可以在设备Topic列表下看到订阅主题信息

        至此你的ESP-01s已经成功接入阿里云平台了!!!

        3、阿里云功能定义

        (1)创建物理功能模型

需要先撤销发布,才可以编辑功能定义,添加模型功能

功能信息按需求填写

可以在此处看到我们刚刚定义的功能模型

成功发布后即可在设备中看到物理型数据

        4、上报下发

        (1)数据下发

成功发送后可以在串口助手中看到下发信息

        (2)数据上报

发送AT+MQTTPUB=0,"发布topic","AJson格式内容",1,0    //发布主题

json数据格式,{\"params\":{\"LEDSwitch\":20}},其中LEDSwitch为属性的标识符

发布主题获取

可以的到发布主题信息/sys/ioieobDLZef/${deviceName}/thing/event/property/post   我们需要在${deviceName}部分填写设备名称

例:AT+MQTTPUB=0,"/sys/ioieobDLZef/esp01-s/thing/event/property/post","{\"params\":{\"LEDSwitch\":1}}",1,0

可以在阿里云端物理型数据中看到我们上传的数据

可以看到我们的阿里云物模型数据“开关”已经被我们使用AT指令修改成了开启!!!!!!

        (3)日志查看

四、STM32部分

1、串口部分

有关串口部分的知识笔者不在过多阐述,此处引用正点原子串口实验代码

usart.c

#include "sys.h" #include "usart.h"	   // 	  //如果使用ucos,则包括下面的头文件即可. #if SYSTEM_SUPPORT_UCOS #include "includes.h"					//ucos 使用	   #endif 	      // //加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB	   #if 1 #pragma import(__use_no_semihosting)              //标准库需要的支持函数                  struct __FILE  {  	int handle;   };   FILE __stdout; //定义_sys_exit()以避免使用半主机模式     void _sys_exit(int x)  {  	x = x;  }  //重定义fputc函数  int fputc(int ch, FILE *f) {       	while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕        USART1->DR = (u8) ch;       	return ch; } #endif   /*使用microLib的方法*/  /*  int fputc(int ch, FILE *f) { 	USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);  	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET) {}	         return ch; } int GetKey (void)  {       while (!(USART1->SR & USART_FLAG_RXNE));      return ((int)(USART1->DR & 0x1FF)); } */   #if EN_USART1_RX   //如果使能了接收 //串口1中断服务程序 //注意,读取USARTx->SR能避免莫名其妙的错误   	 u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节. //接收状态 //bit15,	接收完成标志 //bit14,	接收到0x0d //bit13~0,	接收到的有效字节数目 u16 USART_RX_STA=0;       //接收状态标记	      void uart_init(u32 bound){     //GPIO端口设置     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 	USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 	  	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);	//使能USART1,GPIOA时钟以及复用功能时钟      //USART1_TX   PA.9     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//复用推挽输出     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);         //USART1_RX	  PA.10     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入     GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);    //   //Usart1 NVIC 配置  //    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3 //	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		//子优先级3 //	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能 //	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器 //      //USART 初始化设置  	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600; 	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式 	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位 	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位 	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制 	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收发模式      USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口     USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断     USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口   }  //void USART1_IRQHandler(void)                	//串口1中断服务程序 //	{ //	u8 Res; //#ifdef OS_TICKS_PER_SEC	 	//如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了. //	OSIntEnter();     //#endif //	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断(接收到的数据必须是0x0d 0x0a结尾) //		{ //		Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);	//读取接收到的数据 //		 //		if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成 //			{ //			if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d //				{ //				if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始 //				else USART_RX_STA|=0x8000;	//接收完成了  //				} //			else //还没收到0X0D //				{	 //				if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000; //				else //					{ //					USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ; //					USART_RX_STA++; //					if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收	   //					}		  //				} //			}   		  //     }  //#ifdef OS_TICKS_PER_SEC	 	//如果时钟节拍数定义了,说明要使用ucosII了. //	OSIntExit();  											  //#endif //}  #endif	  

usart.h

#ifndef __USART_H #define __USART_H #include "stdio.h"	 #include "sys.h"  //	  //本程序只供学习使用,未经作者许可,不得用于其它任何用途 //ALIENTEK STM32开发板 //串口1初始化		    //正点原子@ALIENTEK //技术论坛:www.openedv.com //修改日期:2012/8/18 //版本:V1.5 //版权所有,盗版必究。 //Copyright(C) 广州市星翼电子科技有限公司 2009-2019 //All rights reserved //******************************************************************************** //V1.3修改说明  //支持适应不同频率下的串口波特率设置. //加入了对printf的支持 //增加了串口接收命令功能. //修正了printf第一个字符丢失的bug //V1.4修改说明 //1,修改串口初始化IO的bug //2,修改了USART_RX_STA,使得串口最大接收字节数为2的14次方 //3,增加了USART_REC_LEN,用于定义串口最大允许接收的字节数(不大于2的14次方) //4,修改了EN_USART1_RX的使能方式 //V1.5修改说明 //1,增加了对UCOSII的支持 #define USART_REC_LEN  			200  	//定义最大接收字节数 200 #define EN_USART1_RX 			1		//使能(1)/禁止(0)串口1接收 extern u8  USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.末字节为换行符  extern u16 USART_RX_STA;         		//接收状态标记	 //如果想串口中断接收,请不要注释以下宏定义 void uart_init(u32 bound); #endif  

2、esp8266初始化部分

原理很简单,通过串口利用printf函数进行打印AT指令。

需要注意的是:AT指令中,部分涉及转义字符!!!!例如:“ " ”要换为“ \" ”,“ \ ”要换为“ \\ ”,这里尤为要注意,因为是最容易忽略的地方,笔者在此处踩坑极多!!!所有的AT指令发送都必须加回车换行,既需要在AT指令末尾天界回车换行符”\r\n“。

esp8266.c 

#include "esp8266.h" #include "usart.h" #include "stm32f10x_usart.h" #include "delay.h" #include <stdio.h> #include <string.h> #include "esp8266.h" void ESP8266_Init(void) { //	u16 t;   //	u16 len; //	u16 times=0; 	delay_init();       //延时函数初始化    //NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级 //uart_init(115200); //串口初始化为11520 	 	//重启ESP 	printf("AT+RESTORE\r\n"); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 	//wifi模式设置 	printf("AT+CWMODE=1\r\n"); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 	//服务器设置 	printf("AT+CIPSNTPCFG=1,8,\"cn.ntp.org.cn\",\"ntp.sjtu.edu.cn\"\r\n");		 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000);  		delay_ms(1000); 	//wifi名称,WiFi密码 	printf("AT+CWJAP=\"lsh\",\"123123321\"\r\n"); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 	//MQTT名称,MQTT密码 	printf("AT+MQTTUSERCFG=0,1,\"NULL\",\"qOGoHHGwQpSqD4sBgEwA&ioiec5QMWli\",\"ca1a82cf02c1c8b243edeecd82433a2a1784d525c7ccc0abb8f41837bf2afdfe\",0,0,\"\"\r\n"); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 	//MQTTID 	printf("AT+MQTTCLIENTID=0,\"ioiec5QMWli.qOGoHHGwQpSqD4sBgEwA|securemode=2\\,signmethod=hmacsha256\\,timestamp=1702798229653|\"\r\n"); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 	//MQTT域名 	printf("AT+MQTTCONN=0,\"iot-06z00h7yodidaaj.mqtt.iothub.aliyuncs.com\",1883,1\r\n"); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 	//订阅消息 	printf("AT+MQTTSUB=0,\"/ioiec5QMWli/qOGoHHGwQpSqD4sBgEwA/user/get\",1\r\n"); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); 		delay_ms(1000); //printf("AT+MQTTPUB=0,\"/a1A4PwdrMWk/ESP8268/user/update\",\"{\\\"LED\\\":1}\",1,0\r\n"); //  while(1) //	{ //  if(USART_RX_STA&0x8000) //判断接受是否完成 		{             if(strstr((const char*)USART_RX_BUF,"on")) //输入“on”,LED亮起             {                 LED0=0;             }             if(strstr((const char*)USART_RX_BUF,"off")) //输入“off”,LED熄灭             {                 LED0=1;             }             memset(USART_RX_BUF,0,500); USART_RX_STA=0; 		} //	} }  //上报温度信息√ void MQTT_TX_temperature(u16 num){ //	float temp; //	temp = (float)temp/10; 	printf("AT+MQTTPUB=0,\"/sys/ioiec5QMWli/qOGoHHGwQpSqD4sBgEwA/thing/event/property/post\",\"{\\\"params\\\":{\\\"temperature\\\":%d}}\",1,0\r\n",num);	 } 

esp8266.h

#ifndef _ESP8266_H #define _ESP8266_H #include "stm32f10x.h" #include "delay.h" #include "usart.h" 	void ESP8266_Init(void); 	void MQTT_TX_temperature(u16 num); #endif 

3、主函数部分

仅需要对串口以及esp8266部分进行初始化即可!

main.c

//	  //本程序只供学习使用,未经作者许可,不得用于其它任何用途 // //  文 件 名   : main.c //  版 本 号   : v2.0 //  作    者   : 无尽的苍穹 //  生成日期   : 2023-5-11 //  最近修改   :  //  功能描述   :演示例程(STM32F103系列) //******************************************************************************/ #include "delay.h" #include "sys.h" #include "usart.h" #include "esp8266.h"  int main(void) {	 	delay_init(); 	uart_init(115200);  //串口初始化 	ESP8266_Init();		  //ESP初始化 	while(1) 	{         MQTT_TX_temperature(33);     } 			 }  

 大家可以根据自己需求进行二开。

五、总结

        从开始决定攻克ESP8266到结束,总计耗时接近两天时间,踩了无数的坑,几乎踩便了每一个坑,写文章的过程中,也在不停的踩坑,通过这篇文章希望能够帮助更多的小白能够少走弯路,加油!!!

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