嵌入式技术项目教程-基于STM32F4CubeMX与HAL库 课件 6.2.8 任务实施

删除Page473~493页内容，即6.2.8节内容，用下文替换。6.2.8任务实施任务实施前必须准备好如表6-21所示的设备和资源。表6-21设备清单表序号设备/资源名称数量是否准备到位（√）1STM32F407ZET6最小核心板1

2USB转串口数据线1

3ESP8266模块1

4OneNET账号1

5DHT11模块1

6OneNET的Token计算器17时间戳转换工具18例程驱动代码（包含ESP01S.c、ESP01S.h、DHT11.c、DHT11.h、MQTT.c、MQTT.h、OneNET.c、OneNET.h、cJSON.c和cJSON.h）1

要完成本任务，实施步骤分成以下几步。搭建硬件平台。创建OneNET云平台产品。创建CubeMX基础工程。添加代码。编译链接下载验证。具体实施步骤如下。搭建硬件平台ESP8266模块与STM32F407核心板的接口ESP8266模块与STM32F407核心板的连线按表6-22连接。表6-22ESP8266与STM32F407核心板接线表ESP8266模块引脚名称STM32F407ZET6引脚备注VCCVCC电源正（3.3~5v）GNDGND电源地TXDPB11串口3的RX端RXDPB10串口3的TX端RSTPF6IO0/不连接DHT11模块与STM32F407核心板的接口DHT11模块的数据输出端Dat接STM32F407核心板的PG9，模块的VCC及GND分别接核心板的VCC（3.3V）和GND。LED指示灯与STM32F407核心板的连接两只指示灯LED0、LED1分别连接STM32F407核心板的PF9及PF10，低电平点亮，高电平熄灭。创建OneNET云平台产品注册OneNET账号并完成实名认证在OneNET官网（/）上注册一个账号，并完成实名认证。具体的注册过程请参考官网提供的指引。进入OneNET物联网控制台登录OneNET官网，点击开发者中心。移动鼠标放置在“全部产品服务”，单击“基础服务”之下的“物联网开放平台”。界面如图6-24所示。图6-24创建产品选择产品品类在图6-24中，单击“创建产品”，进入产品列表页面，如图6-25所示。图6-25选择产品品类1点击「选择产品类型」，打开选择产品类型弹窗。根据行业->场景->品类三级结构，选择您的设备所属的产品类型。这里选择产品行业为“智慧生活”、场景选“家居安防”、品类选“温湿度传感器”。如图6-26所示。图6-26选择产品品类2选择智能化接入方式在创建产品时，您可以选择设备接入和产品智能化两种，我们选设备接入。填写信息产品基本信息的填写可以描述产品和确认产品的通信类型。具体以实际的页面提示为准。本任务中，填写示例如图6-27所示。添加设备展开菜单栏中的「设备接入与管理」，点击「设备管理」，进入设备列表页面。点击「添加设备」，选中单个设备（默认方式），选择具体产品，完善设备基础信息，点击「确定」创建设备。我们在产品“my_weather”下添加设备名称为“my_dht11”。如图6-28所示界面。单击OneNET平台左侧的“产品开发”，显示刚刚添加的设备如图6-29所示。单击图6-29右侧“产品开发”进入如图6-30所示。“设置物模型”单击图6-30右侧的“设置物模型”，在弹出的窗体中选“自定义功能点”。添加温度测量按图6-31（a）所示设置温度功能相关参数. 添加“湿度”测量图6-27填写产品信息图6-28添加设备图6-29进入产品开发界面图6-30进入产品开发界面2（a）图（b）图图6-31设置物模型，添加温湿度测试按图6-31（b）所示设置湿度功能相关参数。添加两只LED灯添加结果如图6-32所示，单击“保存”。图6-32添加LED灯物模型创建完成后的界面如图6-33所示。注意：温度值、LED0灯、LED1灯、湿度值这四个功能其标识符“temp”“led0”“led1”“humi”要和STM32程序onenet.c中的标识符保持一致。至此，在OneNET平台上就创建好这款产品了，“my_Weather”产品创建完成界面如图6-34所示。图6-33物模型创建完成界面 图6-34OneNET云平台“my_Weather”产品创建完成界面单击图6-34中“accessKey”查看,在弹出的对话框中单击“获取验证码”，在手机端得到验证码，在对话框中输入验证码，单击“确定”。如图6-35所示，获得验证码后的界面如图6-36所示。图6-35查看产品AccessKey验证码图6-36获得AccessKey后的产品界面下面介绍三个重要参数和下位机编程有关。①设备名称②产品ID③accesskey。根据设备ID(设备名称)、access_key及到期时间戳，使用token计算器生成token加密密码。Token生成工具为便于开发者开发，OneNET提供Token生成工具，其运行界面如图6-36所示。下载打开token生成工具token.exe，填写对应参数，res字段填写products/{产品id}/devices/{设备名}，key填写access_key，et填写到期时间戳，其余不变。图6-36OneNET-token计算工具到期时间戳的计算用时间戳转换工具转换，如图6-37所示。也可使用在线时间戳转换工具进行转换。图6-37时间戳转换工具1.0以本任务为例，计算产品token的步骤如图6-38所示。图6-38OneNET-token计算器相关参数填写单击token计算器中“generate”生成后面程序中要用到的“AUTH_INFO”。在STM32的Onenet.c程序中。图6-39OneNET-token计算器生成鉴权码（程序onenet.c中用到的AUTH_INFO）Onenet.c中相关代码如下。//产品ID#definePROID "6iCSlnEWPX"//鉴权信息由token计算器计算得到#defineAUTH_INFO"version=2018-10-31&res=products%2F6iCSlnEWPX%2Fdevices%2Fmy_dht11&et=1924790400&method=md5&sign=jgDK3hJzN83EpiKvWQyrSw%3D%3D"//设备名称(设备ID)#defineDEVID "my_dht11"设备属性上报请求发布的格式为:$sys/{pid}/{device-name}/thing/property/post。在MQTT.c文件中，要修改这句。即#definestr"$sys/产品ID/设备ID/thing/property/post"，将产品ID改成系统生成的“6iCSlnEWPX”，设备ID改成“my_dht11”。MQTT.c中相关代码如下。#defineCMD_TOPIC_PREFIX "$creq"//#definestr"$sys/产品ID/设备ID/thing/property/post"//本任务中产品ID6iCSlnEWPX,设备IDmy_dht11#definestr"$sys/6iCSlnEWPX/my_dht11/thing/property/post"创建CubeMX基础工程参见之前的任务创建CubeMX基础工程。引脚分配本任务中的引脚分配主要是PF9（LED0）、PF10（LED1）、PG9（DHT11dat）、PF6（ESP8266RST）的功能选择：选PF9、PF10和PG9的功能为“GPIO_Output”,PF6的功能为“GPIO_Output”，具体的配置可参考前述章节的介绍。配置结果如图6-40所示。图6-40引脚分配外设配置本任务的外设配置主要是串口1、串口3。串口1、串口3均采用中断方式，波特率为115200bps，其余参数不变，具体的配置方法可参考前述章节的介绍。系统配置、时钟配置、调试方式配置均同之前的任务配置，生成基础工程。添加代码包在MDK-ARM文件夹同级目录新建文件夹“NET”，将代码包提供的cJSON.h、cJSON.c、DHT11.h、DHT11.c、esp01s.h、esp01s.c、LED.h、LED.c、MQTT.h、MQTT.c、Onenet.h、Onenet.c文件复制到该文件夹下。在KeilMDK工程中建立“NET”组，将NET文件夹下的所有的.c文件加入组中。最后将NET文件夹加入头文件“IncludePaths(包含路径)”中，以便编译时可以访问相应的文件。编写应用层代码main.c#include"gpio.h"/*Privateincludes*//*USERCODEBEGINIncludes*/#include"DHT11.h"#include"esp01s.h"#include"Onenet.h"#include"MQTT.h"#include"led.h"/*USERCODEENDIncludes*//*Privatevariables*//*USERCODEBEGINPV*/externuint8_taRxBuffer; unsignedshorttimeCount=0; //发送间隔变量unsignedchar*dataPtr=NULL;/*USERCODEENDPV*/intmain(void){HAL_Init();SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_USART1_UART_Init(); MX_USART3_UART_Init();/*USERCODEBEGIN2*/UsartPrintf(USART_DEBUG,"TheUSART1isOK!\r\n");HAL_UART_Receive_IT(&huart3,(uint8_t*)&aRxBuffer,1);//串口3接收中断初始化ESP01S_Init();//8266初始化while(OneNet_DevLink())//接入onenetESP01S_Clear();//UsartPrintf(USART_DEBUG,"InitisOK!\r\n"); OneNET_Subscribe(); Led_init();Led0_off(); Led1_off(); /*USERCODEEND2*//*USERCODEBEGINWHILE*/while(1){/*USERCODEBEGIN3*/ if(++timeCount>=200)//上传数据约2s一次 {DHT11();UsartPrintf(USART_DEBUG,"OneNet_SendData\r\n");OneNet_SendData(); timeCount=0; ESP01S_Clear(); }dataPtr=ESP01S_GetIPD(3);//完成需要15个毫秒，三次循环，一次5个毫秒 if(dataPtr!=NULL) OneNet_RevPro(dataPtr);HAL_Delay(10);}/*USERCODEEND3*/}打开usart.c，在对应位置添加如下代码：/*USERCODEBEGIN0*/voidUsartPrintf(UART_HandleTypeDefUSARTx,char*fmt,...){ unsignedcharUsartPrintfBuf[296]; va_listap; unsignedchar*pStr=UsartPrintfBuf; va_start(ap,fmt); vsnprintf((char*)UsartPrintfBuf,sizeof(UsartPrintfBuf),fmt,ap); va_end(ap); while(*pStr!=NULL) {HAL_UART_Transmit(&USARTx,(uint8_t*)pStr++,1,HAL_MAX_DELAY); }}/*USERCODEEND0*//*USERCODEBEGIN1*/voidUsart_SendString(UART_HandleTypeDefUSARTx,unsignedchar*str,unsignedshortlen){ unsignedshortcount=0; for(;count<len;count++) { HAL_UART_Transmit(&USARTx,(uint8_t*)str++,1,HAL_MAX_DELAY); }}/*USERCODEEND1*/打开uart.h文件，在适当位置添加如下的函数声明。#ifdef__cplusplusextern"C"{#endif/*USERCODEBEGINPrivatedefines*/#defineUSART_DEBUG huart1/*USERCODEENDPrivatedefines*//*USERCODEBEGINPrototypes*/voidUsartPrintf(UART_HandleTypeDefUSARTx,char*fmt,...);voidUsart_SendString(UART_HandleTypeDefUSARTx,unsignedchar*str,unsignedshortlen);/*USERCODEENDPrototypes*/打开esp01s.c文件，修改Wi-Fi参数配置语句。根据读者自己手机开的Wi-Fi热点名称和密码（或者家里的无线路由名称及密码）来修改esp01s.c中的相关代码。//无线接入点名称(或热点名称)、密码#defineESP01S_WIFI_INFO "AT+CWJAP=\"nova7\",\"12345678\"\r\n"//要修改这一行#defineESP01S_ONENET_INFO "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"\",1883\r\n"打开MQTT.c文件，修改参数配置。根据图6-38生成的产品ID、设备名称，将本任务中产品ID改成系统生成的“6iCSlnEWPX”，设备ID改成“my_dht11”。读者需要根据自己创建的产品ID和设备名称修改。MQTT.c中相关代码如下。#defineCMD_TOPIC_PREFIX "$creq"//#definestr"$sys/产品ID/设备ID/thing/property/post"//本任务中产品ID6iCSlnEWPX设备IDmy_dht11#definestr"$sys/6iCSlnEWPX/my_dht11/thing/property/post" 打开Onenet.c文件，修改相关参数。根据图6-39Token计算器生成的密码修改如下语句。//产品ID#definePROID "6iCSlnEWPX"//鉴权信息由token计算器计算得到#defineAUTH_INFO"version=2018-10-31&res=products%2F6iCSlnEWPX%2Fdevices%2Fmy_dht11&et=1924790400&method=md5&sign=jgDK3hJzN83EpiKvWQyrSw%3D%3D"//设备名称(设备ID)#defineDEVID "my_dht11"根据图6-33建立物模型中的标识符，修改如下代码。Onenet.c中，相关的函数代码如下。unsignedcharOneNet_FillBuf(char*buf){ chartext[48]; floatTemp;floatHumidity; memset(text,0,sizeof(text));//数据格式：{"id":"123","version":"1.0","params":{"humi":{"value":%d},"temp":{"value":%d}}} strcpy(buf,"{\"id\":\"123\",\"params\":{"); Temp=data[2]+(float)data[3]/10;//温度Humidity=data[0]+(float)data[1]/10;//湿度 memset(text,0,sizeof(text));sprintf(text,"\"temp\":{\"value\":%.1f},",Temp); /*此处的temp要和平台上的标识符保持一致，数据类型也要保持一致*/ strcat(buf,text); //LED信息上传LED0_FLAG=HAL_GPIO_ReadPin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);//读取LED灯的状态LED1_FLAG=HAL_GPIO_ReadPin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin); memset(text,0,sizeof(text));//此处要清除text缓存，才能填写下一个参数 sprintf(text,"\"humi\":{\"value\":%.1f},",Humidity); /*此处的humi要和平台上的表示符保持一致，数据类型也要保持一致*/ strcat(buf,text); memset(text,0,sizeof(text)); sprintf(text,"\"led0\":{\"value\":\"%s\"},",LED0_FLAG?"OFF":"ON");/*此处的l