# MQTT_ONENET_ESP8266_STM32_FREERTOS **Repository Path**: yj490732088/MQTT_ONENET_ESP8266_STM32_FREERTOS ## Basic Information - **Project Name**: MQTT_ONENET_ESP8266_STM32_FREERTOS - **Description**: No description available - **Primary Language**: Unknown - **License**: Not specified - **Default Branch**: main - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 5 - **Forks**: 2 - **Created**: 2021-02-01 - **Last Updated**: 2025-01-20 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README # 【开源】STM32+ESP8266+MQTT上云OneNET（易拓展） [toc] **简介：** STM32+ESP8266通过MQTT协议将多传感器数据传输至OnenNet云平台并远程控制单片机LED，**加入操作系统FreeRTOS进行多任务管理，降低模块间耦合性，增删模块和功能简单方便，提高开发效率，可以根据自己的需求快速增加其他传感器模块** > **拓展新模块（新功能）简单，几乎不需要多少操作系统知识，后面有详细教程（深入修改还是需要一定的操作系统知识的）** 注：部分功能采用他人开源程序或在他人开源程序的基础上修改。 #### 1. 相关连接 ##### 1.1 本项目相关连接 1. github（源码）：https://github.com/Mbwide/MQTT_ONENET_ESP8266_STM32_FREERTOS 2. CSDN（图文解析）：https://blog.csdn.net/ssssadw/article/details/112754912 3. Bilibili（视频解析）： ##### 1.2 无操作系统简易版（**旧版，有OneNET云平台设备创建和应用配置，本文不再赘述**）： 1. github（源码）： https://github.com/Mbwide/DHT11_ToOneNetByMqtt 2. CSDN（图文解析）：https://blog.csdn.net/ssssadw/article/details/111584510 3. Bilibili（视频解析）：https://www.bilibili.com/video/BV1Vi4y1w7U1 #### 2. 具体功能 1. 基于嵌入式操作系统FreeRTOS进行多任务管理，**降低模块间耦合性，增删模块和功能简单方便，提高开发效率** 2. DHT11采集**环境温湿度**数据，ESP8266模块通过MQTT协议将温湿度数据传输至OnenNet云平台 3. BH1750采集**光照强度**数据，ESP8266模块通过MQTT协议将光照强度数据传输至OnenNet云平台 4. OneNET可以通过云平台远程控制**LED1的亮灭** 5. OneNET可以通过云平台远程控制**LED2功能任务**是否执行 6. 串口显示相关数据信息 #### 3. 硬件环境 1. 正点原子STM32F103RCT6（正点原子MiniSTM32） 2. DHT11温湿度传感器 3. BH1750（GY30）光照强度传感器 4. ESP8266-01S无线模块 #### 4. 云平台环境配置 ​ **见1.2无操作系统简易版（旧版，有OneNET云平台设备创建和应用配置，本文不再赘述）** #### 5. 接线 1. ESP8266-01S（5根线） - RX PA2 - TX PA3 - 复位 PA4 - VCC 3V3 - GND GND 2. DHT11（3根线） - DATA PA6 - VCC 3V3 - GND GND 3. BH1750（5根线） - SCL PC12 - SDA PC11 - ADDR GND - VCC 5V - GND GND 4. LED - LED1 PD2 - LED2 PA8 #### 6. 功能展示 ##### 6.1 数据流 ​ ![image-20210115170636488](images/data_stream.png) ##### 6.2 APP应用管理 ![image-20210115170810012](images/app.png) ##### 6.3 串口数据 ![image-20210115180446894](images/uart.png) #### 7. 源码详解 **本次代码改写目的是增强拓展性，降低开发难度，所以加入操作系统FreeRTOS进行多任务管理，降低模块（传感器，控制）间耦合性，增删模块和功能简单方便，提高开发效率** ##### 7.1 源码文件解析 ​ ![image-20210115180615156](images/file.png) - stm32f10x_it.c：中断处理函数 - FreeRTOSConfig.h：FreeRTOS配置头文件 - usart1.c：与串口住手通信 - usart2.c：与ESP8266通信 - timer3.c：定时器3中断用来发送心跳包（ping，用于保持和服务器连接，长时间没给服务器发送数据会被踢下线），2s和30s两种模式 - timer4.c：将串口2接收到的服务器数据依次存放在MQTT接收缓存数组中，50ms没有新数据收到执行 - control.c：发送控制设备数据，存放至发送缓冲区 - dht11.c：DHT11（温湿度传感器）驱动 - bh1750.c：BH1750（GY30，光照强度传感器）驱动 - wifi.c：esp8266的wifi驱动 - mqtt.c：mqtt协议处理 - FreeRTOS_CORE：freeRTOS功能核心 - FreeRTOS_PORTABLE：freeRTOS板级支持包，和芯片相关，包括接口和内存分配 ##### 7.2 服务器与wifi配置相关 ```c /*-------------------------------------------------------------*/ /* WIFI网络与ONENET配置（配置） */ /*-------------------------------------------------------------*/ const char SSID[] = "PPP"; //路由器名称 const char PASS[] = "qaz123qaz"; //路由器密码 const char PRODUCTID[] = "394499"; //产品ID（改成自己的） const char DEVICEID [] = "661126800"; //设备ID（改成自己的） const char AUTHENTICATION[] = "123456"; //鉴权信息（改成自己的） const char DATA_TOPIC_NAME[] = "$dp"; //topic，Onenet数据点上传topic（不用改） const char SERVER_IP[] = "183.230.40.39";//存放服务器IP或域名（不用改） const int SERVER_PORT = 6002; //存放服务器的端口号（不用改） ``` 1. 具体OneNET云平台设备创建和应用配置见： > **1.2 无操作系统简易版（旧版，有OneNET云平台设备创建和应用配置，本文不再赘述**） > > ​ Bilibili（视频解析）：https://www.bilibili.com/video/BV1Vi4y1w7U1 2. 拓展传感器模块详细演示见： > **1.1 本项目相关连接** ： > > ​ Bilibili（视频解析） ##### 7.3 源码框架 1. 括号里有“**配置**”字样的部分是用户必须修改的部分（例程已经配置了LED控制，环境温湿度检测和光照强度监测） 2. **红色**部分为**拓展功能模块**需要独立**编写或者修改**的地方 **红色虚线**部分根据功能更改，**设备控制**更改创建MQTT命令缓冲处理任务，**传感器设备任务**需要向消息队列发送传感器数据 - 初始化功能模块：添加**拓展模块的初始化函数** - 创建用户任务：添加**拓展模块任务**（传感器数据读取或设备控制） - 创建MQTT命令缓冲处理任务：添加**设备控制**命令，并发送设备状态（**传感器设备无需修改**） - 创建其他模块任务：实现**传感器数据采集**功能或者**设备控制**相关功能，实现传感器数据采集功能时需要红色虚线部分，设备控制不需要。 3. 要实现连接服务器时**发送控制设备初始状态**的功能需要在创建MQTT数据接收发送缓冲处理任务的connect成功部分添加数据发送函数 4. 其他部分可根据实际需求修改 ![image-20210117145211300](images/code_process.png) ##### 7.4 main.c源码及解析 ```c /*------------------------------------------------------*/ /* */ /* 程序main函数，入口函数源文件 */ /* */ /*------------------------------------------------------*/ #include "sys.h" #include "delay.h" //包含需要的头文件 #include "usart1.h" //包含需要的头文件 #include "usart2.h" //包含需要的头文件 #include "timer3.h" //包含需要的头文件 #include "timer4.h" //包含需要的头文件 #include "FreeRTOS.h" //FreeRTOS配置头文件 #include "semphr.h" //信号量 #include "queue.h" //队列 #include "event_groups.h"//事件标志组 #include "wifi.h" //包含需要的头文件 #include "mqtt.h" //包含需要的头文件 #include "control.h" //包含需要的头文件 控制模块相关数据发送给服务器 #include "led.h" //包含需要的头文件 LED #include "dht11.h" //包含需要的头文件 空气温湿度 #include "bh1750.h" //包含需要的头文件 光照传感器 /*-------------------------------------------------------------*/ /* WIFI网络与ONENET配置（配置） */ /*-------------------------------------------------------------*/ const char SSID[] = "PPP"; //路由器名称 const char PASS[] = "qaz123qaz"; //路由器密码 const char PRODUCTID[] = "394499"; //产品ID const char DEVICEID [] = "661126800"; //设备ID const char AUTHENTICATION[] = "123456"; //鉴权信息 const char DATA_TOPIC_NAME[] = "$dp"; //topic，Onenet数据点上传topic（不用改） const char SERVER_IP[] = "183.230.40.39";//存放服务器IP或域名（不用改） const int SERVER_PORT = 6002; //存放服务器的端口号（不用改） /*-------------------------------------------------------------*/ /* 控制命令以及控制模块初始状态设置（配置） */ /*-------------------------------------------------------------*/ /* 消息体： * { * "data_1":"value_1", * "data_2":"value_2" * } * 消息体示例： * {"led1_flag":"LED1ON"} */ const char *LED1_LABER = "led1_flag";//LED1标签，发送给ONENET的数据流名称 const char *CMD_LED1ON = "LED1ON"; //LED1打开 const char *CMD_LED1OFF = "LED1OFF"; //LED1关闭 char *led1_flag = "LED1OFF"; //LED1状态，初始化为关闭状态 const char *LED2_LABER = "led2_flag";//LED2标签 const char *CMD_LED2ON = "LED2ON"; //LED2打开 const char *CMD_LED2OFF = "LED2OFF"; //LED2关闭 char *led2_flag = "LED2ON"; //LED2状态，初始化为打开状态 /*-------------------------------------------------------------*/ /* freerto任务通信控制（固定） */ /*-------------------------------------------------------------*/ /* 二值信号量句柄 * 作用：用于控制MQTT命令缓冲处理任务，在MQTT数据接收发送缓冲处理任务中发出 * 当命令缓冲区收到命令数据时，发出信号量 */ SemaphoreHandle_t BinarySemaphore; /* 事件标志组 * 作用：标志WIFI连接，PING心跳包发送模式控制wifi是否重启连接，是否发送数据，传感器是否运行 * 具体：1.事件标志组位1为0，位0为1时，即0x03（0000 0001），wifi连接至服务器时位0置位1，此时connect报文还未发送。 * 2.事件标志组位1为1，位0为1时，即0x03（0000 0011），connect报文发送，返回连接成功报文时位1置位1，PING心 * 跳包开启30s发送模式，传感器任务开启，数据开始上传，设备远程控制（LED控制）功能开启。 */ EventGroupHandle_t Event_Handle = NULL; //事件标志组（位0：WIFI连接状态 位1：PING心跳包2S快速发送模式） const int WIFI_CONECT = (0x01 << 0); //设置事件掩码的位 0；服务器连接模式，值1表示已经连接，0表示未连接 const int PING_MODE = (0x01 << 1); //设置事件掩码的位 1；PING心跳包发送模式，1表示开启30S发送模式，0表示未开启发送或开启2S快速发送模式 /* 传感器数据发送消息队列 * 作用：将传感器的数据发送到传感器消息队列 */ QueueHandle_t Message_Queue; //消息队列句柄 const UBaseType_t MESSAGE_DATA_TX_NUM = 5; //消息队列最大消息数目 const UBaseType_t MESSAGE_DATA_TX_LEN = 100;//消息队列单元大小，单位为字节 /*-------------------------------------------------------------*/ /* 任务句柄及任务函数声明1（配置） */ /*-------------------------------------------------------------*/ //开始任务 TaskHandle_t StartTask_Handler; void my_start_task(void *pvParameters); //LED任务 TaskHandle_t Led2_Task_Handler; void my_led2_task(void *pvParameters); //DHT11任务 温湿度传感器 TaskHandle_t DHT11_Task_Handler; void my_dht11_task(void *pvParameters); //SUN任务，光照传感器 TaskHandle_t SUN_Task_Handler; void my_sun_task(void *pvParameters); //MQTT命令缓冲处理任务 TaskHandle_t MQTT_Cmd_Task_Handler; void my_mqtt_buffer_cmd_task(void *pvParameters); /*-------------------------------------------------------------*/ /* 任务句柄及任务函数声明2（固定） */ /*-------------------------------------------------------------*/ //WIFI任务 TaskHandle_t WIFI_Task_Handler; void wifi_task(void *pvParameters); //MQTT数据接收发送缓冲处理任务 TaskHandle_t MQTT_RxTx_Task_Handler; void mqtt_buffer_rx_tx_task(void *pvParameters); //传感器数据处理任务，处理待发送的传感器数据，移入MQTT数据发送缓冲区 TaskHandle_t DATA_TX_Task_Handler; void data_tx_to_buffer_task(void *pvParameters); /*---------------------------------------------------------------*/ /*函数名：int main() */ /*功 能：主函数 */ /* 1.初始化各功能模块 */ /* 2.创建开始任务（在开始任务里创建所有其他任务） */ /* 3.开启任务调度 */ /*参 数：无 */ /*返回值：无 */ /*---------------------------------------------------------------*/ int main() { NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4 delay_init(); //延时函数初始化 usart1_init(115200); //串口1功能初始化，波特率115200，与串口住手通信 usart2_init(115200); //串口2功能初始化，波特率115200，wifi通信 tim4_init(500,7200); //TIM4初始化，定时时间 500*7200*1000/72000000 = 50ms led_init(); //初始化LED dht11_init(); //初始化DHT11 温湿度 iic_by30_init(); //初始化IIC接口 光照强度 wifi_reset_io_init(); //初始化esp8266 IoT_parameter_init(); //初始化OneNET平台MQTT服务器的参数 //创建开始任务 xTaskCreate((TaskFunction_t ) my_start_task, //任务函数 (const char* )"my_start_task", //任务名称 (uint16_t ) 128, //任务堆栈大小 (void* ) NULL, //传递给任务函数的参数 (UBaseType_t ) 1, //任务优先级 (TaskHandle_t* ) &StartTask_Handler); //任务控制块 vTaskStartScheduler(); //开启任务调度 } /*---------------------------------------------------------------*/ /*函数名：void my_start_task(void *pvParameters) */ /*功 能：开始任务（配置） */ /* 1.创建信号量，消息队列等任务通信方式 */ /* 2.创建所有任务 */ /* 3.删除本身 */ /*参 数：无 */ /*返回值：无 */ /*---------------------------------------------------------------*/ void my_start_task(void *pvParameters) { taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区 //创建二值信号量 BinarySemaphore = xSemaphoreCreateBinary(); //事件标志组，用于标志wifi连接状态以及ping发送状态 Event_Handle = xEventGroupCreate(); //创建传感器消息体消息队列 Message_Queue = xQueueCreate(MESSAGE_DATA_TX_NUM, MESSAGE_DATA_TX_LEN); //任务创建函数参数；1.任务函数 2.任务名称 3.任务堆栈大小 3.传递给任务函数的参数 4.任务优先级 5.任务控制块 //创建WIFI任务 xTaskCreate(wifi_task, "wifi_task", 128, NULL, 7, &WIFI_Task_Handler); //创建MQTT命令缓冲处理任务 xTaskCreate(my_mqtt_buffer_cmd_task,"my_mqtt_buffer_cmd_task", 128, NULL, 6, &MQTT_Cmd_Task_Handler); //创建MQTT数据接收发送缓冲处理任务 xTaskCreate(mqtt_buffer_rx_tx_task, "mqtt_buffer_rx_tx_task", 256, NULL, 5, &MQTT_RxTx_Task_Handler); //创建led控制任务 xTaskCreate(my_led2_task, "my_led2_task", 128, NULL, 4, &Led2_Task_Handler); //创建DHT11任务，温湿度传感器 xTaskCreate(my_dht11_task, "my_dht11_task", 128, NULL, 3, &DHT11_Task_Handler); //创建SUN任务，光照传感器 xTaskCreate(my_sun_task, "my_sun_task", 128, NULL, 3, &SUN_Task_Handler); //创建传感器数据处理任务，处理待发送的传感器数据，移入MQTT数据发送缓冲区 xTaskCreate(data_tx_to_buffer_task, "data_tx_to_buffer_task", 512, NULL, 2, &DATA_TX_Task_Handler); vTaskDelete(StartTask_Handler); //删除开始任务 taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区 } /*---------------------------------------------------------------*/ /*函数名：void my_mqtt_buffer_cmd_task(void *pvParameters) */ /*功 能：MQTT命令缓冲处理任务（配置） */ /* 1.MQTT命令缓冲区处理，并执行相应命令 */ /* 2.将命令执行结果发送给服务器 */ /*参 数：无 */ /*返回值：无 */ /*其 他：获取到二值信号量时执行（收到服务器命令） */ /*---------------------------------------------------------------*/ void my_mqtt_buffer_cmd_task(void *pvParameters) { while(1) { xSemaphoreTake(BinarySemaphore, portMAX_DELAY); //获取信号量，获取到信号量，继续执行，否则进入阻塞态，等待执行 if(MQTT_CMDOutPtr != MQTT_CMDInPtr) //if成立的话，说明命令缓冲区有数据了 { printf("命令:%s\r\n", &MQTT_CMDOutPtr[2]); if(!memcmp(&MQTT_CMDOutPtr[2], CMD_LED1ON, strlen(CMD_LED1ON))) { led1_on(); //LED1开启 led1_flag = "LED1ON"; //LED1状态，用于发送给服务器 send_data(LED1_LABER, led1_flag); } else if(!memcmp(&MQTT_CMDOutPtr[2], CMD_LED1OFF, strlen(CMD_LED1OFF))) { led1_off(); //LED1关闭 led1_flag = "LED1OFF";//LED1状态，用于发送给服务器 send_data(LED1_LABER, led1_flag); } if(!memcmp(&MQTT_CMDOutPtr[2], CMD_LED2ON, strlen(CMD_LED2ON))) { vTaskResume(Led2_Task_Handler); //LED2任务由挂起态转为就绪态，LED2任务运行 led2_flag = "LED2ON"; //LED2状态，用于发送给服务器 send_data(LED2_LABER, led2_flag); } else if(!memcmp(&MQTT_CMDOutPtr[2], CMD_LED2OFF, strlen(CMD_LED2OFF))) { vTaskSuspend(Led2_Task_Handler); //LED2任务由就绪态（运行态）转为挂起态，LED2任务挂起（停止） led2_flag = "LED2OFF"; //LED2状态，用于发送给服务器 send_data(LED2_LABER, led2_flag); } //不做处理，后面会发送状态 else printf("未知指令\r\n"); MQTT_CMDOutPtr += CBUFF_UNIT; //指针下移 if(MQTT_CMDOutPtr == MQTT_CMDEndPtr)//如果指针到缓冲区尾部了 MQTT_CMDOutPtr = MQTT_CMDBuf[0]; //指针归位到缓冲区开头 } delay_ms(10); } } /*---------------------------------------------------------------*/ /*函数名：void my_dht11_task(void *pvParameters) */ /*功 能：DHT11任务 温湿度传感器（配置） */ /* 1.检测环境温湿度数据 */ /* 2.将环境温湿度数据放入传感器数据消息队列 */ /*参 数：无 */ /*返回值：无 */ /*其 他：服务器连接以及PING心跳包30S发送模式事件发生时执行此任务， */ /* 否则挂起任务 */ /*---------------------------------------------------------------*/ void my_dht11_task(void *pvParameters) { while(1) { char humidity; //定义一个变量，保存湿度值 char temperature; //定义一个变量，保存温度值 char data_of_sensor[50] = {0}; //服务器连接以及PING心跳包30S发送模式事件发生时执行此任务，否则挂起任务 xEventGroupWaitBits((EventGroupHandle_t )Event_Handle, (EventBits_t )PING_MODE, (BaseType_t )pdFALSE, (BaseType_t )pdTRUE, (TickType_t )portMAX_DELAY); dht11_read_data(&temperature, &humidity);//读取温湿度值 //构建消息体 //消息体："temperature":"%d","humidity":"%d", sprintf(data_of_sensor, "\"temperature\":\"%d\",\"humidity\":\"%d\",", temperature, humidity); xQueueSend(Message_Queue, &data_of_sensor, portMAX_DELAY);//向消息队列发送消息体，将温湿度数据放入传感器数据消息队列 //printf("temperature: %d, humidity: %d \r\n", temperature, humidity); delay_ms(10 * 1000);//延时10s } } /*---------------------------------------------------------------*/ /*函数名：void my_led2_task(void *pvParameters) */ /*功 能：LED任务（配置） */ /* 1.LED2任务执行 */ /*参 数：无 */ /*返回值：无 */ /*其 他：服务器连接以及ping心跳包30S发送模式事件发生时执行此任务， */ /* 否则挂起任务 */ /*---------------------------------------------------------------*/ void my_led2_task(void *pvParameters) { while(1) { //服务器连接以及ping心跳包30S发送模式事件发生时执行此任务，否则挂起任务 xEventGroupWaitBits((EventGroupHandle_t )Event_Handle, (EventBits_t )PING_MODE, (BaseType_t )pdFALSE, (BaseType_t )pdTRUE, (TickType_t )portMAX_DELAY); led2_on(); delay_ms(500); //延时500ms led2_off(); delay_ms(500); //延时500ms } } /*---------------------------------------------------------------*/ /*函数名：void my_sun_task(void *pvParameters) */ /*功 能：SUN任务，光照传感器（配置） */ /* 1.检测光照强度 */ /* 2.将光照强度数据放入传感器数据消息队列 */ /*参 数：无 */ /*返回值：无 */ /*其 他：服务器连接以及PING心跳包30S发送模式事件发生时执行此任务， */ /* 否则挂起任务 */ /*---------------------------------------------------------------*/ void my_sun_task(void *pvParameters) { while(1) { int sun_light; //定义一个变量，保存光照强度 char data_of_sensor[50] = {0}; //服务器连接以及ping心跳包30S发送模式事件发生时执行此任务，否则挂起任务 xEventGroupWaitBits((EventGroupHandle_t )Event_Handle, (EventBits_t )PING_MODE, (BaseType_t )pdFALSE, (BaseType_t )pdTRUE, (TickType_t )portMAX_DELAY); sun_light = get_sunlight_value(); //构建消息体 //消息体："sunlight":"%d", sprintf(data_of_sensor, "\"sunlight\":\"%d\",", sun_light); //构建消息体的一部分 xQueueSend(Message_Queue, &data_of_sensor, portMAX_DELAY); //向消息队列发送消息体，将光照强度数据放入传感器数据消息队列 //printf("sunlight: %d \r\n", sun_light); delay_ms(10 * 1000); //延时10s } } /*---------------------------------------------------------------*/ /*函数名：void wifi_task(void *pvParameters) */ /*功 能：WIFI任务（固定） */ /* 1.连接wifi以及云服务器 */ /* 2.断线重连 */ /*参 数：无 */ /*返回值：无 */ /*其 他：1.服务器连接前关闭发送ping包的定时器3，清除事件标志位 */ /* 2.服务器已连接，抛出事件标志，挂起自己，进入挂起态 */ /* 3.服务器或者wifi已断开，清除事件标志，继续执行本任务重新 */ /* 连接 */ /*---------------------------------------------------------------*/ void wifi_task(void *pvParameters) { while(1) { printf("需要连接服务器\r\n"); TIM_Cmd(TIM4, DISABLE); //关闭TIM4 TIM_Cmd(TIM3, DISABLE); //关闭TIM3 xEventGroupClearBits(Event_Handle, PING_MODE);//关闭发送PING包的定时器3，清除事件标志位 WiFi_RxCounter = 0; //WiFi接收数据量变量清零 memset(WiFi_RX_BUF, 0, WiFi_RXBUFF_SIZE); //清空WiFi接收缓冲区 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 { printf("建立TCP连接成功\r\n"); WiFi_RxCounter = 0; //WiFi接收数据量变量清零 memset(WiFi_RX_BUF, 0, WiFi_RXBUFF_SIZE); //清空WiFi接收缓冲区 MQTT_Buff_Init(); //初始化发送缓冲区 xEventGroupSetBits(Event_Handle, WIFI_CONECT); //服务器已连接，抛出事件标志 vTaskSuspend(NULL); //服务器已连接，挂起自己，进入挂起态（任务由挂起转为就绪态时在这继续执行下去） xEventGroupClearBits(Event_Handle, WIFI_CONECT);//服务器或者wifi已断开，清除事件标志，继续执行本任务，重新连接 xEventGroupClearBits(Event_Handle, PING_MODE); //关闭发送PING包的定时器3，清除事件标志位 } delay_ms(10); //延时10s } } /*---------------------------------------------------------------*/ /*函数名：void data_tx_to_buffer_task(void *pvParameters) */ /*功 能：传感器数据处理任务（固定） */ /* 1.处理待发送的传感器数据，移入MQTT数据发送缓冲区 */ /*参 数：无 */ /*返回值：无 */ /*其 他：服务器连接以及ping心跳包30S发送模式事件发生时执行此任务， */ /* 否则挂起任务 */ /*---------------------------------------------------------------*/ void data_tx_to_buffer_task(void *pvParameters) { while(1) { char data_buffer[255] = {0};//数据包缓存区,初始化为0 int data_len = 0; //数据包总长度，初始化为0 int data_msg_len = 0; //消息体长度，初始化为0 //服务器连接以及ping心跳包30S发送模式事件发生时执行此任务，否则挂起任务 xEventGroupWaitBits((EventGroupHandle_t )Event_Handle, (EventBits_t )PING_MODE, (BaseType_t )pdFALSE, (BaseType_t )pdTRUE, (TickType_t )portMAX_DELAY); /* 数据包解析（数据类型3） * 0:0x03 固定报头（数据点类型，此处为3） * 1: 消息体长度高字节（消息体长度不超过255个字节则为0x00） * 2: 消息体长度低字节（消息体长度，即数据包长度，自己设置） * 3-结尾 消息体 * 消息体： * { * "data_1":"value_1", * "data_2":"value_2" * } * 消息体示例： * {"temperature":"22","humidity":"33"} */ sprintf(data_buffer + 3, "{");//构建报文 if (xQueueReceive(Message_Queue, data_buffer + 4 + strlen(data_buffer + 4), 10)) { while (xQueueReceive(Message_Queue, data_buffer + 4 + strlen(data_buffer + 4), 10)) { } sprintf(data_buffer + 3 + strlen(data_buffer + 4), "}");// "}"覆盖消息体最后一个"," data_msg_len = strlen(data_buffer + 3); //消息体长度计算 data_buffer[0] = 0x03; //固定报头 data_buffer[1] = data_msg_len >> 8 ; //消息体长度高字节 data_buffer[2] = data_msg_len & 0xFF; //消息体长度低字节 data_len = data_msg_len + 3; //数据包总长度 printf("%s\r\n", data_buffer + 3); //消息体通过串口回显 taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区，防止中断打断 MQTT_PublishQs0(DATA_TOPIC_NAME, data_buffer, data_len);//添加数据，发布给服务器 taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区 } delay_ms(10 * 1000); //延时10s } } /*---------------------------------------------------------------*/ /*函数名：void mqtt_buffer_rx_tx_task(void *pvParameters) */ /*功 能：MQTT接收发送处理任务（固定） */ /* 1.处理发送缓冲区数据 */ /* 2.处理接收缓冲区数据，并回显给串口住手接收的数据；若接收 */ /* 缓冲区有服务器命令，则移至命令缓冲区 */ /*参 数：无 */ /*返回值：无 */ /*其 他：1.服务器连接事件发生执行此任务，否则挂起 */ /* 2.接收到服务器命令时给出二值信号量 */ /* 3.CONNECT报文成功，启动30s的PING定时器，设置事件标志位 */ /* 4.PING报文快速发送模式（2s）收到回复，启动30s的ping定时 */ /* 器，设置事件标志位 */ /* 5.CONNECT报文失败，WIFI连接服务器任务由挂起态转为就绪态， */ /* 重启连接 */ /*---------------------------------------------------------------*/ void mqtt_buffer_rx_tx_task(void *pvParameters) { while(1) { //服务器连接事件发生执行此任务，否则挂起 xEventGroupWaitBits((EventGroupHandle_t )Event_Handle, (EventBits_t )WIFI_CONECT, (BaseType_t )pdFALSE, (BaseType_t )pdTRUE, (TickType_t )portMAX_DELAY); /*-------------------------------------------------------------*/ /* 处理发送缓冲区数据 */ /*-------------------------------------------------------------*/ if(MQTT_TxDataOutPtr != MQTT_TxDataInPtr) //if成立的话，说明发送缓冲区有数据了 { //发送数据回显 if(MQTT_TxDataOutPtr[2] == 0x30) { printf("发送数据:0x30，单片机数据推送至服务器\r\n"); } else { printf("发送数据:0x%x\r\n", MQTT_TxDataOutPtr[2]); } MQTT_TxData(MQTT_TxDataOutPtr); MQTT_TxDataOutPtr += TBUFF_UNIT; if(MQTT_TxDataOutPtr == MQTT_TxDataEndPtr) { MQTT_TxDataOutPtr = MQTT_TxDataBuf[0]; } } /*-------------------------------------------------------------*/ /* 处理接收缓冲区数据 */ /*-------------------------------------------------------------*/ if(MQTT_RxDataOutPtr != MQTT_RxDataInPtr) //if成立的话，说明接收缓冲区有数据了 { printf("接收到数据:"); //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 //我们要提取控制命令 if((MQTT_RxDataOutPtr[2] == 0x30)) { printf("服务器等级0推送\r\n"); //串口输出信息 MQTT_DealPushdata_Qs0(MQTT_RxDataOutPtr);//处理等级0推送数据 xSemaphoreGive(BinarySemaphore); //给出二值信号量，控制MQTT命令缓冲处理任务执行 } //if判断，如果第一个字节是0x20，表示收到的是CONNACK报文 //接着我们要判断第4个字节，看看CONNECT报文是否成功 else if(MQTT_RxDataOutPtr[2] == 0x20) { switch(MQTT_RxDataOutPtr[5]) { case 0x00: printf("CONNECT报文成功\r\n"); //CONNECT报文成功 TIM3_ENABLE_30S(); //启动30s的PING定时器 xEventGroupSetBits(Event_Handle, PING_MODE); //启动30s的PING定时器，设置事件标志位 send_data(LED1_LABER,led1_flag); //发送控制模块初始数据 send_data(LED2_LABER,led2_flag); //发送控制模块初始数据 break; case 0x01: printf("连接已拒绝，不支持的协议版本，准备重启\r\n"); vTaskResume(WIFI_Task_Handler); //WIFI连接服务器任务由挂起态转为就绪态，重启连接 break; case 0x02: printf("连接已拒绝，不合格的客户端标识符，准备重启\r\n"); vTaskResume(WIFI_Task_Handler); //WIFI连接服务器任务由挂起态转为就绪态，重启连接 break; case 0x03: printf("连接已拒绝，服务端不可用，准备重启\r\n"); vTaskResume(WIFI_Task_Handler); //WIFI连接服务器任务由挂起态转为就绪态，重启连接 break; case 0x04: printf("连接已拒绝，无效的用户名或密码，准备重启\r\n"); vTaskResume(WIFI_Task_Handler); //WIFI连接服务器任务由挂起态转为就绪态，重启连接 break; case 0x05: printf("连接已拒绝，未授权，准备重启\r\n"); vTaskResume(WIFI_Task_Handler); //WIFI连接服务器任务由挂起态转为就绪态，重启连接 break; default : printf("连接已拒绝，未知状态，准备重启\r\n"); vTaskResume(WIFI_Task_Handler); //WIFI连接服务器任务由挂起态转为就绪态，重启连接 break; } } //if判断，第一个字节是0xD0，表示收到的是PINGRESP报文 else if(MQTT_RxDataOutPtr[2] == 0xD0) { printf("PING报文回复\r\n"); if(pingFlag == 1) { //如果pingFlag=1，表示第一次发送 pingFlag = 0; //要清除pingFlag标志 } else if(pingFlag > 1) { //如果pingFlag>1，表示是多次发送了，而且是2s间隔的快速发送 pingFlag = 0; //要清除pingFlag标志 TIM3_ENABLE_30S(); //PING定时器重回30s的时间 xEventGroupSetBits(Event_Handle, PING_MODE); //30s的PING定时器，设置事件标志位 } } MQTT_RxDataOutPtr += RBUFF_UNIT; //指针下移 if(MQTT_RxDataOutPtr == MQTT_RxDataEndPtr) //如果指针到缓冲区尾部了 { MQTT_RxDataOutPtr = MQTT_RxDataBuf[0]; //指针归位到缓冲区开头 } } delay_ms(100);//延时10ms } } /*---------------------------------------------------------------*/ /*函数名：void stack_task(void *pvParameters) */ /*功 能：任务堆栈大小测试（固定） */ /* 1.查看任务运行时堆栈大小，用于调试 */ /*参 数：无 */ /*返回值：无 */ /*---------------------------------------------------------------*/ //void stack_task(void *pvParameters) //{ // TaskHandle_t TaskHandle; // TaskStatus_t TaskStatus; // int i = 0; // while(1) // { //// xEventGroupWaitBits((EventGroupHandle_t )Event_Handle, //// (EventBits_t )WIFI_CONECT|PING_MODE, //// (BaseType_t )pdFALSE, //// (BaseType_t )pdTRUE, //// (TickType_t )portMAX_DELAY); //// LED_On(); //// delay_ms(500); //延时0.5s //// LED_Off(); //// delay_ms(500); //延时0.5s // // for(i = 0; i < 5; i++) // { // if (i == 0) // { // TaskHandle = WIFI_Task_Handler; //根据任务名获取任务句柄。 // } // else if (i == 1) // { // TaskHandle = MQTT_Cmd_Task_Handler; //根据任务名获取任务句柄。 // } // else if (i == 2) // { // TaskHandle = MQTT_RxTx_Task_Handler; //根据任务名获取任务句柄。 // } // else if (i == 3) // { // TaskHandle = DHT11_Task_Handler; //根据任务名获取任务句柄。 // } // else if (i == 4) // { // TaskHandle = DATA_TX_Task_Handler; //根据任务名获取任务句柄。 // } // // //获取任务信息 // vTaskGetInfo((TaskHandle_t )TaskHandle, //任务句柄 // (TaskStatus_t* )&TaskStatus, //任务信息结构体 // (BaseType_t )pdTRUE, //允许统计任务堆栈历史最小剩余大小 // (eTaskState )eInvalid); //函数自己获取任务运行壮态 // //通过串口打印出指定任务的有关信息。 // printf("任务名: %s\r\n",TaskStatus.pcTaskName); // printf("任务编号: %d\r\n",(int)TaskStatus.xTaskNumber); // printf("任务壮态: %d\r\n",TaskStatus.eCurrentState); // printf("任务当前优先级: %d\r\n",(int)TaskStatus.uxCurrentPriority); // printf("任务基优先级: %d\r\n",(int)TaskStatus.uxBasePriority); // printf("任务堆栈基地址: %#x\r\n",(int)TaskStatus.pxStackBase); // printf("任务堆栈历史剩余最小值:%d\r\n",TaskStatus.usStackHighWaterMark); // } // delay_ms(10 * 1000); //延时10s // } //} ``` #### 8 总结 ##### 8.1 可以改进的地方 1. 串口2接收esp8266发来的MQTT数据可使用DMA功能 2. 定时器4处理串口2接收缓冲的MQTT数据可由中断处理改为任务处理 3. 暂时无法兼容其他平台，修改部分代码（主要是传感器数据处理任务）可实现兼容其他平台，如百度云。