前言
本篇主要讲解如何使用ESP8266-01S物联网模块连接Onenet云平台，并上报DHT11模块的温湿度数据。本文单片机主控采用STM32F405RGT6，使用其他主控的话基本要求有2个串口，一个串口用于调试使用，另一个用于ESP模块通讯。
一、前期准备
1.软件
- CubeMX
- Keil5
- 串口调试助手
- Onenet云平台账户
2.硬件
- STM32开发板
- 一个捡来的ESP8266-01S模块
- 一个盗版的ST-link模块
- 一个借的USB-TTL模块
- 一个买的DHT11温湿度模块
- 杜邦线若干
二、CubeMX配置
1.配置时钟源、下载模块、时钟树
略
2.引脚配置
这里配置了2个引脚，一个是LED，一个是DHT11
3.配置串口
串口使用2个，波特率默认115200即可，一个是串口1（PA9、PA10）用于调试使用，另外一个使用串口2（PA2、PA3）用于和ESP通讯，并注意打开串口2的接收中断，如下：
4.生成工程
略
三、Keil5配置
1.基本配置
①在根目录下创建一个文件夹用于保存后面的代码文件
②添加头文件路径
③在工程栏创建文件夹
2.配置串口代码
①这里参考以往文章，使用第三种方法：STM32系列(HAL库) ——使用串口打印的3种方式
②参考上述配置完后，还需要添加一个函数用于和EPS模块通讯，在usart.c添加：
void Usart_SendString(UART_HandleTypeDef USARTx, unsigned char *str, unsigned short len)
{
unsigned short count = 0;
for(; count < len; count++)
{
HAL_UART_Transmit (&USARTx ,(uint8_t *)str++,1,HAL_MAX_DELAY ); //发送数据
}
}
③在usart.h声明函数：
void Usart_SendString(UART_HandleTypeDef USARTx, unsigned char *str, unsigned short len);
④验证UsartPrintf函数能成功打印内容，可在while（1）循环添加：
UsartPrintf(USART_DEBUG, "The USART1 is OK!\r\n");
HAL_Delay(500);
效果如下：
3.配置DHT11代码
创建DHT11.c文件，添加代码如下：
#include "dht11.h"
#include "usart.h"
extern UART_HandleTypeDef huart1;
uint8_t data[5] = {0};
/**
* @brief 温湿度传感器主函数
* @param void
* @retval None
*/
void DHT11(void)
{
if(DHT11_READ_DATA() == 1)
{
// printf("数据校验成功!\r\n");
UsartPrintf(USART_DEBUG, "数据校验成功!\r\n");
}
else
{
// printf("DHT11没有应答，请检查传感器!\r\n");
UsartPrintf(USART_DEBUG, "DHT11没有应答，请检查传感器!\r\n");
}
HAL_Delay(1000);
}
/**
* @brief 温湿度传感器启动信号发送
* @param void
* @retval None
*/
void DHT11_START(void)
{
DHT11_GPIO_MODE_SET(0); // 主机设置为输出模式
DHT11_PIN_RESET; // 主机拉低电平
HAL_Delay(20); // 主机等待 18 < ms > 30
DHT11_GPIO_MODE_SET(1); // 主机设置为输入模式，等待DHT11答应
} // 因为设置了上拉输入，GPIO -> 1
/**
* @brief 读取一位数据 1bit
* @param void
* @retval 0/1
*/
unsigned char DHT11_READ_BIT(void)
{
while(!DHT11_READ_IO); // 过度数据的低电平
Coarse_delay_us(40);
if(DHT11_READ_IO) // 此时如果还为高电平则数据为 1
{
while(DHT11_READ_IO); // 过度数据的高电平
return 1;
}
else // 若此时为低则为 0
{
return 0;
}
}
/**
* @brief 读取一个字节数据 1byte / 8bit
* @param void
* @retval temp
*/
unsigned char DHT11_READ_BYTE(void)
{
uint8_t i,temp = 0; // 暂时存储数据
for(i=0; i<8 ;i++)
{
temp <<= 1;
if(DHT11_READ_BIT()) // 1byte -> 8bit
{
temp |= 1; // 0000 0001
}
}
return temp;
}
/**
* @brief 读取温湿度传感器数据 5byte / 40bit
* @param void
* @retval 0/1/2
*/
unsigned char DHT11_READ_DATA(void)
{
uint8_t i;
DHT11_START(); // 主机发送启动信号
if(DHT11_Check()) // 如果DHT11应答
{
while(!DHT11_READ_IO); // 过度DHT11答复信号的低电平
while(DHT11_READ_IO); // 过度DHT11答复信号的高电平
for(i=0; i<5; i++)
{
data[i] = DHT11_READ_BYTE(); // 读取 5byte
}
if(data[0] + data[1] + data[2] + data[3] == data[4])
{
// printf("当前湿度：%d.%d%%RH当前温度：%d.%d°C--",data[0],data[1],data[2],data[3]);
UsartPrintf(USART_DEBUG,"当前湿度：%d.%d%%RH当前温度：%d.%d°C--",data[0],data[1],data[2],data[3]);
return 1; // 数据校验通过
}
else
{
return 0; // 数据校验失败
}
}
else // 如果DHT11不应答
{
return 2;
}
}
/**
* @brief 检测温湿度传感器是否存在(检测DHT11的应答信号)
* @param void
* @retval 0/1
*/
unsigned char DHT11_Check(void)
{
Coarse_delay_us(40);
if(DHT11_READ_IO == 0) // 检测到DHT11应答
{
return 1;
}
else // 检测到DHT11不应答
{
return 0;
}
}
/**
* @brief 设置引脚模式
* @param mode: 0->out, 1->in
* @retval None
*/
static void DHT11_GPIO_MODE_SET(uint8_t mode)
{
if(mode)
{
/* 输入 */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_Pin; // 9号引脚
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; // 输入模式
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; // 上拉输入
HAL_GPIO_Init(GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}
else
{
/* 输出 */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin; // 9号引脚
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // Push Pull 推挽输出模式
GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP; // 上拉输出
GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; // 高速
HAL_GPIO_Init(GPIO_Port,&GPIO_InitStructure);
}
}
/**
* @brief 程序延时 us
* @param us: <= 4294967295
* @retval None
*/
void Coarse_delay_us(uint32_t us)
{
uint32_t delay = (HAL_RCC_GetHCLKFreq() / 4000000 * us);
while (delay--)
{
;
}
}
②创建DHT11.h文件，添加代码如下：
注意修改引用的头文件#include “stm32f4xx.h”，我用的是F4系列的，F1系列为#include “stm32f1xx.h”，其它系列以此类推
#ifndef __DHT11_H__
#define __DHT11_H__
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "gpio.h"
#include "stdio.h"
#include "stm32f4xx.h"
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
#define GPIO_Port GPIOC
#define GPIO_Pin GPIO_PIN_4
#define DHT11_PIN_SET HAL_GPIO_WritePin(GPIO_Port,GPIO_Pin,GPIO_PIN_SET) // 设置GPIO为高
#define DHT11_PIN_RESET HAL_GPIO_WritePin(GPIO_Port,GPIO_Pin,GPIO_PIN_RESET) // 设置GPIO为低
#define DHT11_READ_IO HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_Port,GPIO_Pin) // DHT11 GPIO定义
extern uint8_t data[5];
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void DHT11(void);
void DHT11_START(void);
unsigned char DHT11_READ_BIT(void);
unsigned char DHT11_READ_BYTE(void);
unsigned char DHT11_READ_DATA(void);
unsigned char DHT11_Check(void);
static void DHT11_GPIO_MODE_SET(uint8_t mode);
void Coarse_delay_us(uint32_t us);
#endif
③验证DHT11模块
在工程栏处添加DHT11.c文件
在main.c引用DHT11.h头文件，while(1)循环添加：
DHT11( );
HAL_Delay(1000);
效果如下：
4.ESP模块、通信协议代码配置
①创建esp01s.c文件，添加代码如下：
代码需要注意：
#define ESP01S_WIFI_INFO"AT+CWJAP=“OPPOA93”,“12345678”\r\n"
此语句定义了模块需要连接的网络，可以是wifi，可以是手机热点，前面是网络名称，如OPPOA93，后面是网络连接密码，如12345678
//单片机头文件
#include "main.h"
//网络设备驱动
#include "esp01s.h"
//硬件驱动
#include "usart.h"
//C库
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define ESP01S_WIFI_INFO "AT+CWJAP=\"OPPOA93\",\"12345678\"\r\n"
#define ESP01S_ONENET_INFO "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"183.230.40.39\",6002\r\n"
unsigned char ESP01S_buf[128];
unsigned short ESP01S_cnt = 0, ESP01S_cntPre = 0;
uint8_t aRxBuffer; //接收中断缓冲
//==========================================================
// 函数名称： ESP01S_Clear
//
// 函数功能： 清空缓存
//
// 入口参数： 无
//
// 返回参数： 无
//
// 说明：
//==========================================================
void ESP01S_Clear(void)
{
memset(ESP01S_buf, 0, sizeof(ESP01S_buf));
ESP01S_cnt = 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： ESP01S_WaitRecive
//
// 函数功能： 等待接收完成
//
// 入口参数： 无
//
// 返回参数： REV_OK-接收完成 REV_WAIT-接收超时未完成
//
// 说明： 循环调用检测是否接收完成
//==========================================================
_Bool ESP01S_WaitRecive(void)
{
if(ESP01S_cnt == 0) //如果接收计数为0 则说明没有处于接收数据中，所以直接跳出，结束函数
return REV_WAIT;
if(ESP01S_cnt == ESP01S_cntPre) //如果上一次的值和这次相同，则说明接收完毕
{
ESP01S_cnt = 0; //清0接收计数
return REV_OK; //返回接收完成标志
}
ESP01S_cntPre = ESP01S_cnt; //置为相同
return REV_WAIT; //返回接收未完成标志
}
//==========================================================
// 函数名称： ESP01S_SendCmd
//
// 函数功能： 发送命令
//
// 入口参数： cmd：命令
// res：需要检查的返回指令
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败
//
// 说明：
//==========================================================
_Bool ESP01S_SendCmd(char *cmd, char *res)
{
unsigned char timeOut = 200;
Usart_SendString(huart2, (unsigned char *)cmd, strlen((const char *)cmd));
while(timeOut--)
{
if(ESP01S_WaitRecive() == REV_OK) //如果收到数据
{
if(strstr((const char *)ESP01S_buf, res) != NULL) //如果检索到关键词
{
ESP01S_Clear(); //清空缓存
return 0;
}
}
HAL_Delay(10);
}
return 1;
}
//==========================================================
// 函数名称： ESP01S_SendData
//
// 函数功能： 发送数据
//
// 入口参数： data：数据
// len：长度
//
// 返回参数： 无
//
// 说明：
//==========================================================
void ESP01S_SendData(unsigned char *data, unsigned short len)
{
char cmdBuf[32];
ESP01S_Clear(); //清空接收缓存
sprintf(cmdBuf, "AT+CIPSEND=%d\r\n", len); //发送命令
if(!ESP01S_SendCmd(cmdBuf, ">")) //收到‘>’时可以发送数据
{
Usart_SendString(huart2, data, len); //发送设备连接请求数据
}
}
//==========================================================
// 函数名称： ESP01S_GetIPD
//
// 函数功能： 获取平台返回的数据
//
// 入口参数： 等待的时间(乘以10ms)
//
// 返回参数： 平台返回的原始数据
//
// 说明： 不同网络设备返回的格式不同，需要去调试
// 如ESP01S的返回格式为 "+IPD,x:yyy" x代表数据长度，yyy是数据内容
//==========================================================
unsigned char *ESP01S_GetIPD(unsigned short timeOut)
{
char *ptrIPD = NULL;
do
{
if(ESP01S_WaitRecive() == REV_OK) //如果接收完成
{
ptrIPD = strstr((char *)ESP01S_buf, "IPD,"); //搜索“IPD”头
if(ptrIPD == NULL) //如果没找到，可能是IPD头的延迟，还是需要等待一会，但不会超过设定的时间
{
//UsartPrintf(USART_DEBUG, "\"IPD\" not found\r\n");
}
else
{
ptrIPD = strchr(ptrIPD, ':'); //找到':'
if(ptrIPD != NULL)
{
ptrIPD++;
return (unsigned char *)(ptrIPD);
}
else
return NULL;
}
}
HAL_Delay(5);
timeOut--; //延时等待
} while(timeOut>0);
return NULL; //超时还未找到，返回空指针
}
//==========================================================
// 函数名称： ESP01S_Init
//
// 函数功能： 初始化ESP01S
//
// 入口参数： 无
//
// 返回参数： 无
//
// 说明：
//==========================================================
void ESP01S_Init(void)
{
ESP01S_Clear();
UsartPrintf(USART_DEBUG, "0. AT\r\n");
while(ESP01S_SendCmd("AT\r\n", "OK"))
HAL_Delay(500);
UsartPrintf(USART_DEBUG, "1. RST\r\n");
ESP01S_SendCmd("AT+RST\r\n", "");
HAL_Delay(500);
ESP01S_SendCmd("AT+CIPCLOSE\r\n", ""); //关闭TCP连接
HAL_Delay(500);
UsartPrintf(USART_DEBUG, "2. CWMODE\r\n");
while(ESP01S_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n", "OK")) //模式1(Station),默认保存Flash
HAL_Delay(500);
UsartPrintf(USART_DEBUG, "3. AT+CWDHCP\r\n"); //开启DHCP(获取分配IP),默认保存Flash
while(ESP01S_SendCmd("AT+CWDHCP=1,1\r\n", "OK"))
HAL_Delay(500);
UsartPrintf(USART_DEBUG, "4. CWJAP\r\n"); //链接WIFI
while(ESP01S_SendCmd(ESP01S_WIFI_INFO, "GOT IP"))
HAL_Delay(500);
UsartPrintf(USART_DEBUG, "5. CIPSTART\r\n"); //开启TCP连接
while(ESP01S_SendCmd(ESP01S_ONENET_INFO, "CONNECT"))
HAL_Delay(500);
UsartPrintf(USART_DEBUG, "6. ESP01S Init OK\r\n");
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
UNUSED(huart);
if(ESP01S_cnt >= sizeof(ESP01S_buf)) //溢出判断
{
ESP01S_cnt = 0;
memset(ESP01S_buf,0x00,sizeof(ESP01S_buf));
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"接收缓存溢出", 10,0xFFFF);
}
else
{
ESP01S_buf[ESP01S_cnt++] = aRxBuffer; //接收数据转存
// if(aRxBuffer=='1') HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin,GPIO_PIN_SET);
// if(aRxBuffer=='0') HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin,GPIO_PIN_RESET);
}
HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1); //再开启接收中断
}
/* USER CODE END 4 */
②创建esp01s.h文件，添加代码如下：
#ifndef _ESP01S_H_
#define _ESP01S_H_
#define REV_OK 0 //接收完成标志
#define REV_WAIT 1 //接收未完成标志
void ESP01S_Init(void);
void ESP01S_Clear(void);
void ESP01S_SendData(unsigned char *data, unsigned short len);
unsigned char *ESP01S_GetIPD(unsigned short timeOut);
#endif
③创建Onenet.c文件，添加代码如下：
这里需要注意代码中：
#define PROID “xxx” //产品ID
#define AUTH_INFO “xxx” //鉴权信息
#define DEVID “xxx” //设备ID
xxx的内容需要在Onenet云平台创建产品、设备后可得，后文会介绍
//单片机头文件
#include "main.h"
//网络设备
#include "esp01s.h"
//协议文件
#include "onenet.h"
#include "MQTT.h"
//硬件驱动
#include "usart.h"
//C库
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include "dht11.h"
#define PROID "XXX"//产品ID
#define AUTH_INFO "XXX"//鉴权信息
#define DEVID "XXX"//设备ID
extern unsigned char ESP01S_buf[128];
//==========================================================
// 函数名称： OneNet_DevLink
//
// 函数功能： 与onenet创建连接
//
// 入口参数： 无
//
// 返回参数： 1-成功 0-失败
//
// 说明： 与onenet平台建立连接
//==========================================================
_Bool OneNet_DevLink(void)
{
MQTT_PACKET_STRUCTURE mqttPacket = {NULL, 0, 0, 0}; //协议包
unsigned char *dataPtr;
_Bool status = 1;
UsartPrintf(USART_DEBUG, "OneNet_DevLink\r\n"
"PROID: %s, AUIF: %s, DEVID:%s\r\n"
, PROID, AUTH_INFO, DEVID);
if(MQTT_PacketConnect(PROID, AUTH_INFO, DEVID, 256, 0, MQTT_QOS_LEVEL0, NULL, NULL, 0, &mqttPacket) == 0)
{
ESP01S_SendData(mqttPacket._data, mqttPacket._len); //上传平台
dataPtr = ESP01S_GetIPD(250); //等待平台响应
if(dataPtr != NULL)
{
if(MQTT_UnPacketRecv(dataPtr) == MQTT_PKT_CONNACK)
{
switch(MQTT_UnPacketConnectAck(dataPtr))
{
case 0:UsartPrintf(USART_DEBUG, "Tips: 连接成功\r\n");status = 0;break;
case 1:UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: 连接失败：协议错误\r\n");break;
case 2:UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: 连接失败：非法的clientid\r\n");break;
case 3:UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: 连接失败：服务器失败\r\n");break;
case 4:UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: 连接失败：用户名或密码错误\r\n");break;
case 5:UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: 连接失败：非法链接(比如token非法)\r\n");break;
default:UsartPrintf(USART_DEBUG, "ERR: 连接失败：未知错误\r\n");break;
}
}
}
MQTT_DeleteBuffer(&mqttPacket); //删包
}
else
UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: MQTT_PacketConnect Failed\r\n");
return status;
}
unsigned char OneNet_FillBuf(char *buf)
{
char text[32];
float Temp;
float Humidity;
memset(text, 0, sizeof(text));
strcpy(buf, ",;");
Temp = data[2]+(float)data[3]/10;
Humidity=data[0]+(float)data[1]/10;
memset(text, 0, sizeof(text));
sprintf(text, "Temp,%.2f;Humidity,%.2f;",Temp,Humidity);
strcat(buf, text);
return strlen(buf);
}
//==========================================================
// 函数名称： OneNet_SendData
//
// 函数功能： 上传数据到平台
//
// 入口参数： type：发送数据的格式
//
// 返回参数： 无
//
// 说明：
//==========================================================
void OneNet_SendData(void)
{
MQTT_PACKET_STRUCTURE mqttPacket = {NULL, 0, 0, 0}; //协议包
char buf[128];
short body_len = 0, i = 0;
UsartPrintf(USART_DEBUG, "Tips: OneNet_SendData-MQTT\r\n");
memset(buf, 0, sizeof(buf));
body_len = OneNet_FillBuf(buf); //获取当前需要发送的数据流的总长度
if(body_len)
{
if(MQTT_PacketSaveData(DEVID, body_len, NULL, 5, &mqttPacket) == 0) //封包
{
for(; i < body_len; i++)
mqttPacket._data[mqttPacket._len++] = buf[i];
ESP01S_SendData(mqttPacket._data, mqttPacket._len); //上传数据到平台
UsartPrintf(USART_DEBUG, "Send %d Bytes\r\n", mqttPacket._len);
MQTT_DeleteBuffer(&mqttPacket); //删包
}
else
UsartPrintf(USART_DEBUG, "WARN: EDP_NewBuffer Failed\r\n");
}
}
//==========================================================
// 函数名称： OneNet_RevPro
//
// 函数功能： 平台返回数据检测
//
// 入口参数： dataPtr：平台返回的数据
//
// 返回参数： 无
//
// 说明：
//==========================================================
void OneNet_RevPro(unsigned char *cmd)
{
MQTT_PACKET_STRUCTURE mqttPacket = {NULL, 0, 0, 0}; //协议包
char *req_payload = NULL;
char *cmdid_topic = NULL;
unsigned short req_len = 0;
unsigned char type = 0;
short result = 0;
char *dataPtr = NULL;
char numBuf[10];
int num = 0;
type = MQTT_UnPacketRecv(cmd);
switch(type)
{
case MQTT_PKT_CMD: //命令下发
result = MQTT_UnPacketCmd(cmd, &cmdid_topic, &req_payload, &req_len); //解出topic和消息体
if(result == 0)
{
UsartPrintf(USART_DEBUG, "cmdid: %s, req: %s, req_len: %d\r\n", cmdid_topic, req_payload, req_len);
if(MQTT_PacketCmdResp(cmdid_topic, req_payload, &mqttPacket) == 0) //命令回复组包
{
UsartPrintf(USART_DEBUG, "Tips: Send CmdResp\r\n");
ESP01S_SendData(mqttPacket._data, mqttPacket._len); //回复命令
MQTT_DeleteBuffer(&mqttPacket); //删包
}
}
break;
case MQTT_PKT_PUBACK: //发送Publish消息，平台回复的Ack
if(MQTT_UnPacketPublishAck(cmd) == 0)
UsartPrintf(USART_DEBUG, "Tips: MQTT Publish Send OK\r\n");
break;
default:
result = -1;
break;
}
ESP01S_Clear(); //清空缓存
if(result == -1)
return;
dataPtr = strchr(req_payload, '}'); //搜索'}'
if(dataPtr != NULL && result != -1) //如果找到了
{
dataPtr++;
while(*dataPtr >= '0' && *dataPtr <= '9') //判断是否是下发的命令控制数据
{
numBuf[num++] = *dataPtr++;
}
numBuf[num] = 0;
num = atoi((const char *)numBuf); //转为数值形式
}
if(type == MQTT_PKT_CMD || type == MQTT_PKT_PUBLISH)
{
MQTT_FreeBuffer(cmdid_topic);
MQTT_FreeBuffer(req_payload);
}
}
④创建Onenet.h文件，添加代码如下：
#ifndef _ONENET_H_
#define _ONENET_H_
_Bool OneNet_DevLink(void);
void OneNet_SendData(void);
void OneNet_RevPro(unsigned char *cmd);
#endif
⑤创建MQTT.c文件，添加代码如下：
//协议头文件
#include "MQTT.h"
//C库
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#define CMD_TOPIC_PREFIX "$creq"
//==========================================================
// 函数名称： EDP_NewBuffer
//
// 函数功能： 申请内存
//
// 入口参数： edpPacket：包结构体
// size：大小
//
// 返回参数： 无
//
// 说明： 1.可使用动态分配来分配内存
// 2.可使用局部或全局数组来指定内存
//==========================================================
void MQTT_NewBuffer(MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket, uint32 size)
{
uint32 i = 0;
if(mqttPacket->_data == NULL)
{
mqttPacket->_memFlag = MEM_FLAG_ALLOC;
mqttPacket->_data = (uint8 *)MQTT_MallocBuffer(size);
if(mqttPacket->_data != NULL)
{
mqttPacket->_len = 0;
mqttPacket->_size = size;
for(; i < mqttPacket->_size; i++)
mqttPacket->_data[i] = 0;
}
}
else
{
mqttPacket->_memFlag = MEM_FLAG_STATIC;
for(; i < mqttPacket->_size; i++)
mqttPacket->_data[i] = 0;
mqttPacket->_len = 0;
if(mqttPacket->_size < size)
mqttPacket->_data = NULL;
}
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_DeleteBuffer
//
// 函数功能： 释放数据内存
//
// 入口参数： edpPacket：包结构体
//
// 返回参数： 无
//
// 说明：
//==========================================================
void MQTT_DeleteBuffer(MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
if(mqttPacket->_memFlag == MEM_FLAG_ALLOC)
MQTT_FreeBuffer(mqttPacket->_data);
mqttPacket->_data = NULL;
mqttPacket->_len = 0;
mqttPacket->_size = 0;
mqttPacket->_memFlag = MEM_FLAG_NULL;
}
int32 MQTT_DumpLength(size_t len, uint8 *buf)
{
int32 i = 0;
for(i = 1; i <= 4; ++i)
{
*buf = len % 128;
len >>= 7;
if(len > 0)
{
*buf |= 128;
++buf;
}
else
{
return i;
}
}
return -1;
}
int32 MQTT_ReadLength(const uint8 *stream, int32 size, uint32 *len)
{
int32 i;
const uint8 *in = stream;
uint32 multiplier = 1;
*len = 0;
for(i = 0; i < size; ++i)
{
*len += (in[i] & 0x7f) * multiplier;
if(!(in[i] & 0x80))
{
return i + 1;
}
multiplier <<= 7;
if(multiplier >= 2097152) //128 * *128 * *128
{
return -2; // error, out of range
}
}
return -1; // not complete
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_UnPacketRecv
//
// 函数功能： MQTT数据接收类型判断
//
// 入口参数： dataPtr：接收的数据指针
//
// 返回参数： 0-成功 其他-失败原因
//
// 说明：
//==========================================================
uint8 MQTT_UnPacketRecv(uint8 *dataPtr)
{
uint8 status = 255;
uint8 type = dataPtr[0] >> 4; //类型检查
if(type < 1 || type > 14)
return status;
if(type == MQTT_PKT_PUBLISH)
{
uint8 *msgPtr;
uint32 remain_len = 0;
msgPtr = dataPtr + MQTT_ReadLength(dataPtr + 1, 4, &remain_len) + 1;
if(remain_len < 2 || dataPtr[0] & 0x01) //retain
return 255;
if(remain_len < ((uint16)msgPtr[0] << 8 | msgPtr[1]) + 2)
return 255;
if(strstr((int8 *)msgPtr + 2, CMD_TOPIC_PREFIX) != NULL) //如果是命令下发
status = MQTT_PKT_CMD;
else
status = MQTT_PKT_PUBLISH;
}
else
status = type;
return status;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketConnect
//
// 函数功能： 连接消息组包
//
// 入口参数： user：用户名：产品ID
// password：密码：鉴权信息或apikey
// devid：设备ID
// cTime：连接保持时间
// clean_session：离线消息清除标志
// qos：重发标志
// will_topic：异常离线topic
// will_msg：异常离线消息
// will_retain：消息推送标志
// mqttPacket：包指针
//
// 返回参数： 0-成功 其他-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint8 MQTT_PacketConnect(const int8 *user, const int8 *password, const int8 *devid,
uint16 cTime, uint1 clean_session, uint1 qos,
const int8 *will_topic, const int8 *will_msg, int32 will_retain,
MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
uint8 flags = 0;
uint8 will_topic_len = 0;
uint16 total_len = 15;
int16 len = 0, devid_len = strlen(devid);
if(!devid)
return 1;
total_len += devid_len + 2;
//断线后，是否清理离线消息：1-清理 0-不清理--------------------------------------------
if(clean_session)
{
flags |= MQTT_CONNECT_CLEAN_SESSION;
}
//异常掉线情况下，服务器发布的topic------------------------------------------------------
if(will_topic)
{
flags |= MQTT_CONNECT_WILL_FLAG;
will_topic_len = strlen(will_topic);
total_len += 4 + will_topic_len + strlen(will_msg);
}
//qos级别--主要用于PUBLISH（发布态）消息的，保证消息传递的次数-----------------------------
switch((unsigned char)qos)
{
case MQTT_QOS_LEVEL0:
flags |= MQTT_CONNECT_WILL_QOS0; //最多一次
break;
case MQTT_QOS_LEVEL1:
flags |= (MQTT_CONNECT_WILL_FLAG | MQTT_CONNECT_WILL_QOS1); //最少一次
break;
case MQTT_QOS_LEVEL2:
flags |= (MQTT_CONNECT_WILL_FLAG | MQTT_CONNECT_WILL_QOS2); //只有一次
break;
default:
return 2;
}
//主要用于PUBLISH(发布态)的消息，表示服务器要保留这次推送的信息，如果有新的订阅者出现，就把这消息推送给它。如果不设那么推送至当前订阅的就释放了
if(will_retain)
{
flags |= (MQTT_CONNECT_WILL_FLAG | MQTT_CONNECT_WILL_RETAIN);
}
//账号为空 密码为空---------------------------------------------------------------------
if(!user || !password)
{
return 3;
}
flags |= MQTT_CONNECT_USER_NAME | MQTT_CONNECT_PASSORD;
total_len += strlen(user) + strlen(password) + 4;
//分配内存-----------------------------------------------------------------------------
MQTT_NewBuffer(mqttPacket, total_len);
if(mqttPacket->_data == NULL)
return 4;
memset(mqttPacket->_data, 0, total_len);
/*************************************固定头部***********************************************/
//固定头部----------------------连接请求类型---------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MQTT_PKT_CONNECT << 4;
//固定头部----------------------剩余长度值-----------------------------------------------
len = MQTT_DumpLength(total_len - 5, mqttPacket->_data + mqttPacket->_len);
if(len < 0)
{
MQTT_DeleteBuffer(mqttPacket);
return 5;
}
else
mqttPacket->_len += len;
/*************************************可变头部***********************************************/
//可变头部----------------------协议名长度 和 协议名--------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 0;
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 4;
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 'M';
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 'Q';
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 'T';
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 'T';
//可变头部----------------------protocol level 4-----------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 4;
//可变头部----------------------连接标志(该函数开头处理的数据)-----------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = flags;
//可变头部----------------------保持连接的时间(秒)----------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(cTime);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(cTime);
/*************************************消息体************************************************/
//消息体----------------------------devid长度、devid-------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(devid_len);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(devid_len);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, devid, devid_len);
mqttPacket->_len += devid_len;
//消息体----------------------------will_flag 和 will_msg---------------------------------
if(flags & MQTT_CONNECT_WILL_FLAG)
{
unsigned short mLen = 0;
if(!will_msg)
will_msg = "";
mLen = strlen(will_topic);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(mLen);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(mLen);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, will_topic, mLen);
mqttPacket->_len += mLen;
mLen = strlen(will_msg);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(mLen);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(mLen);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, will_msg, mLen);
mqttPacket->_len += mLen;
}
//消息体----------------------------use---------------------------------------------------
if(flags & MQTT_CONNECT_USER_NAME)
{
unsigned short user_len = strlen(user);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(user_len);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(user_len);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, user, user_len);
mqttPacket->_len += user_len;
}
//消息体----------------------------password----------------------------------------------
if(flags & MQTT_CONNECT_PASSORD)
{
unsigned short psw_len = strlen(password);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(psw_len);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(psw_len);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, password, psw_len);
mqttPacket->_len += psw_len;
}
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketDisConnect
//
// 函数功能： 断开连接消息组包
//
// 入口参数： mqttPacket：包指针
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint1 MQTT_PacketDisConnect(MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
MQTT_NewBuffer(mqttPacket, 2);
if(mqttPacket->_data == NULL)
return 1;
/*************************************固定头部***********************************************/
//固定头部----------------------头部消息-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MQTT_PKT_DISCONNECT << 4;
//固定头部----------------------剩余长度值-----------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 0;
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_UnPacketConnectAck
//
// 函数功能： 连接消息解包
//
// 入口参数： rev_data：接收的数据
//
// 返回参数： 1、255-失败 其他-平台的返回码
//
// 说明：
//==========================================================
uint8 MQTT_UnPacketConnectAck(uint8 *rev_data)
{
if(rev_data[1] != 2)
return 1;
if(rev_data[2] == 0 || rev_data[2] == 1)
return rev_data[3];
else
return 255;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketSaveData
//
// 函数功能： 数据点上传组包
//
// 入口参数： devid：设备ID(可为空)
// send_buf：json缓存buf
// send_len：json总长
// type_bin_head：bin文件的消息头
// type：类型
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint1 MQTT_PacketSaveData(const int8 *devid, int16 send_len, int8 *type_bin_head, uint8 type, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
if(MQTT_PacketPublish(MQTT_PUBLISH_ID, "$dp", NULL, send_len + 3, MQTT_QOS_LEVEL1, 0, 1, mqttPacket) == 0)
{
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = type; //类型
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(send_len);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(send_len);
}
else
return 1;
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketSaveBinData
//
// 函数功能： 为禁止文件上传组包
//
// 入口参数： name：数据流名字
// file_len：文件长度
// mqttPacket：包指针
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint1 MQTT_PacketSaveBinData(const int8 *name, int16 file_len, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
uint1 result = 1;
int8 *bin_head = NULL;
uint8 bin_head_len = 0;
int8 *payload = NULL;
int32 payload_size = 0;
bin_head = (int8 *)MQTT_MallocBuffer(13 + strlen(name));
if(bin_head == NULL)
return result;
sprintf(bin_head, "{\"ds_id\":\"%s\"}", name);
bin_head_len = strlen(bin_head);
payload_size = 7 + bin_head_len + file_len;
payload = (int8 *)MQTT_MallocBuffer(payload_size - file_len);
if(payload == NULL)
{
MQTT_FreeBuffer(bin_head);
return result;
}
payload[0] = 2; //类型
payload[1] = MOSQ_MSB(bin_head_len);
payload[2] = MOSQ_LSB(bin_head_len);
memcpy(payload + 3, bin_head, bin_head_len);
payload[bin_head_len + 3] = (file_len >> 24) & 0xFF;
payload[bin_head_len + 4] = (file_len >> 16) & 0xFF;
payload[bin_head_len + 5] = (file_len >> 8) & 0xFF;
payload[bin_head_len + 6] = file_len & 0xFF;
if(MQTT_PacketPublish(MQTT_PUBLISH_ID, "$dp", payload, payload_size, MQTT_QOS_LEVEL1, 0, 1, mqttPacket) == 0)
result = 0;
MQTT_FreeBuffer(bin_head);
MQTT_FreeBuffer(payload);
return result;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_UnPacketCmd
//
// 函数功能： 命令下发解包
//
// 入口参数： rev_data：接收的数据指针
// cmdid：cmdid-uuid
// req：命令
//
// 返回参数： 0-成功 其他-失败原因
//
// 说明：
//==========================================================
uint8 MQTT_UnPacketCmd(uint8 *rev_data, int8 **cmdid, int8 **req, uint16 *req_len)
{
int8 *dataPtr = strchr((int8 *)rev_data + 6, '/'); //加6是跳过头信息
uint32 remain_len = 0;
if(dataPtr == NULL) //未找到'/'
return 1;
dataPtr++; //跳过'/'
MQTT_ReadLength(rev_data + 1, 4, &remain_len); //读取剩余字节
*cmdid = (int8 *)MQTT_MallocBuffer(37); //cmdid固定36字节，多分配一个结束符的位置
if(*cmdid == NULL)
return 2;
memset(*cmdid, 0, 37); //全部清零
memcpy(*cmdid, (const int8 *)dataPtr, 36); //复制cmdid
dataPtr += 36;
*req_len = remain_len - 44; //命令长度 = 剩余长度(remain_len) - 2 - 5($creq) - 1(\) - cmdid长度
*req = (int8 *)MQTT_MallocBuffer(*req_len + 1); //分配命令长度+1
if(*req == NULL)
{
MQTT_FreeBuffer(*cmdid);
return 3;
}
memset(*req, 0, *req_len + 1); //清零
memcpy(*req, (const int8 *)dataPtr, *req_len); //复制命令
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketCmdResp
//
// 函数功能： 命令回复组包
//
// 入口参数： cmdid：cmdid
// req：命令
// mqttPacket：包指针
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint1 MQTT_PacketCmdResp(const int8 *cmdid, const int8 *req, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
uint16 cmdid_len = strlen(cmdid);
uint16 req_len = strlen(req);
_Bool status = 0;
int8 *payload = MQTT_MallocBuffer(cmdid_len + 7);
if(payload == NULL)
return 1;
memset(payload, 0, cmdid_len + 7);
memcpy(payload, "$crsp/", 6);
strncat(payload, cmdid, cmdid_len);
if(MQTT_PacketPublish(MQTT_PUBLISH_ID, payload, req, strlen(req), MQTT_QOS_LEVEL0, 0, 1, mqttPacket) == 0)
status = 0;
else
status = 1;
MQTT_FreeBuffer(payload);
return status;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketSubscribe
//
// 函数功能： Subscribe消息组包
//
// 入口参数： pkt_id：pkt_id
// qos：消息重发次数
// topics：订阅的消息
// topics_cnt：订阅的消息个数
// mqttPacket：包指针
//
// 返回参数： 0-成功 其他-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint8 MQTT_PacketSubscribe(uint16 pkt_id, enum MqttQosLevel qos, const int8 *topics[], uint8 topics_cnt, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
uint32 topic_len = 0, remain_len = 0;
int16 len = 0;
uint8 i = 0;
if(pkt_id == 0)
return 1;
//计算topic长度-------------------------------------------------------------------------
for(; i < topics_cnt; i++)
{
if(topics[i] == NULL)
return 2;
topic_len += strlen(topics[i]);
}
//2 bytes packet id + topic filter(2 bytes topic + topic length + 1 byte reserve)------
remain_len = 2 + 3 * topics_cnt + topic_len;
//分配内存------------------------------------------------------------------------------
MQTT_NewBuffer(mqttPacket, remain_len + 5);
if(mqttPacket->_data == NULL)
return 3;
/*************************************固定头部***********************************************/
//固定头部----------------------头部消息-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MQTT_PKT_SUBSCRIBE << 4 | 0x02;
//固定头部----------------------剩余长度值-----------------------------------------------
len = MQTT_DumpLength(remain_len, mqttPacket->_data + mqttPacket->_len);
if(len < 0)
{
MQTT_DeleteBuffer(mqttPacket);
return 4;
}
else
mqttPacket->_len += len;
/*************************************payload***********************************************/
//payload----------------------pkt_id---------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(pkt_id);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(pkt_id);
//payload----------------------topic_name-----------------------------------------------
for(i = 0; i < topics_cnt; i++)
{
topic_len = strlen(topics[i]);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(topic_len);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(topic_len);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, topics[i], topic_len);
mqttPacket->_len += topic_len;
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = qos & 0xFF;
}
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_UnPacketSubscrebe
//
// 函数功能： Subscribe的回复消息解包
//
// 入口参数： rev_data：接收到的信息
//
// 返回参数： 0-成功 其他-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint8 MQTT_UnPacketSubscribe(uint8 *rev_data)
{
uint8 result = 255;
if(rev_data[2] == MOSQ_MSB(MQTT_SUBSCRIBE_ID) && rev_data[3] == MOSQ_LSB(MQTT_SUBSCRIBE_ID))
{
switch(rev_data[4])
{
case 0x00:
case 0x01:
case 0x02:
//MQTT Subscribe OK
result = 0;
break;
case 0x80:
//MQTT Subscribe Failed
result = 1;
break;
default:
//MQTT Subscribe UnKnown Err
result = 2;
break;
}
}
return result;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketUnSubscribe
//
// 函数功能： UnSubscribe消息组包
//
// 入口参数： pkt_id：pkt_id
// qos：消息重发次数
// topics：订阅的消息
// topics_cnt：订阅的消息个数
// mqttPacket：包指针
//
// 返回参数： 0-成功 其他-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint8 MQTT_PacketUnSubscribe(uint16 pkt_id, const int8 *topics[], uint8 topics_cnt, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
uint32 topic_len = 0, remain_len = 0;
int16 len = 0;
uint8 i = 0;
if(pkt_id == 0)
return 1;
//计算topic长度-------------------------------------------------------------------------
for(; i < topics_cnt; i++)
{
if(topics[i] == NULL)
return 2;
topic_len += strlen(topics[i]);
}
//2 bytes packet id, 2 bytes topic length + topic + 1 byte reserve---------------------
remain_len = 2 + (topics_cnt << 1) + topic_len;
//分配内存------------------------------------------------------------------------------
MQTT_NewBuffer(mqttPacket, remain_len + 5);
if(mqttPacket->_data == NULL)
return 3;
/*************************************固定头部***********************************************/
//固定头部----------------------头部消息-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MQTT_PKT_UNSUBSCRIBE << 4 | 0x02;
//固定头部----------------------剩余长度值-----------------------------------------------
len = MQTT_DumpLength(remain_len, mqttPacket->_data + mqttPacket->_len);
if(len < 0)
{
MQTT_DeleteBuffer(mqttPacket);
return 4;
}
else
mqttPacket->_len += len;
/*************************************payload***********************************************/
//payload----------------------pkt_id---------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(pkt_id);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(pkt_id);
//payload----------------------topic_name-----------------------------------------------
for(i = 0; i < topics_cnt; i++)
{
topic_len = strlen(topics[i]);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(topic_len);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(topic_len);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, topics[i], topic_len);
mqttPacket->_len += topic_len;
}
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_UnPacketUnSubscribe
//
// 函数功能： UnSubscribe的回复消息解包
//
// 入口参数： rev_data：接收到的信息
//
// 返回参数： 0-成功 其他-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint1 MQTT_UnPacketUnSubscribe(uint8 *rev_data)
{
uint1 result = 1;
if(rev_data[2] == MOSQ_MSB(MQTT_UNSUBSCRIBE_ID) && rev_data[3] == MOSQ_LSB(MQTT_UNSUBSCRIBE_ID))
{
result = 0;
}
return result;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketPublish
//
// 函数功能： Pulish消息组包
//
// 入口参数： pkt_id：pkt_id
// topic：发布的topic
// payload：消息体
// payload_len：消息体长度
// qos：重发次数
// retain：离线消息推送
// own：
// mqttPacket：包指针
//
// 返回参数： 0-成功 其他-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint8 MQTT_PacketPublish(uint16 pkt_id, const int8 *topic,
const int8 *payload, uint32 payload_len,
enum MqttQosLevel qos, int32 retain, int32 own,
MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
uint32 total_len = 0, topic_len = 0;
uint32 data_len = 0;
int32 len = 0;
uint8 flags = 0;
//pkt_id检查----------------------------------------------------------------------------
if(pkt_id == 0)
return 1;
//$dp为系统上传数据点的指令--------------------------------------------------------------
for(topic_len = 0; topic[topic_len] != '\0'; ++topic_len)
{
if((topic[topic_len] == '#') || (topic[topic_len] == '+'))
return 2;
}
//Publish消息---------------------------------------------------------------------------
flags |= MQTT_PKT_PUBLISH << 4;
//retain标志----------------------------------------------------------------------------
if(retain)
flags |= 0x01;
//总长度--------------------------------------------------------------------------------
total_len = topic_len + payload_len + 2;
//qos级别--主要用于PUBLISH（发布态）消息的，保证消息传递的次数-----------------------------
switch(qos)
{
case MQTT_QOS_LEVEL0:
flags |= MQTT_CONNECT_WILL_QOS0; //最多一次
break;
case MQTT_QOS_LEVEL1:
flags |= 0x02; //最少一次
total_len += 2;
break;
case MQTT_QOS_LEVEL2:
flags |= 0x04; //只有一次
total_len += 2;
break;
default:
return 3;
}
//分配内存------------------------------------------------------------------------------
if(payload != NULL)
{
if(payload[0] == 2)
{
uint32 data_len_t = 0;
while(payload[data_len_t++] != '}');
data_len_t -= 3;
data_len = data_len_t + 7;
data_len_t = payload_len - data_len;
MQTT_NewBuffer(mqttPacket, total_len + 3 - data_len_t);
if(mqttPacket->_data == NULL)
return 4;
memset(mqttPacket->_data, 0, total_len + 3 - data_len_t);
}
else
{
MQTT_NewBuffer(mqttPacket, total_len + 5);
if(mqttPacket->_data == NULL)
return 4;
memset(mqttPacket->_data, 0, total_len + 5);
}
}
else
{
MQTT_NewBuffer(mqttPacket, total_len + 5);
if(mqttPacket->_data == NULL)
return 4;
memset(mqttPacket->_data, 0, total_len + 5);
}
/*************************************固定头部***********************************************/
//固定头部----------------------头部消息-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = flags;
//固定头部----------------------剩余长度值-----------------------------------------------
len = MQTT_DumpLength(total_len, mqttPacket->_data + mqttPacket->_len);
if(len < 0)
{
MQTT_DeleteBuffer(mqttPacket);
return 5;
}
else
mqttPacket->_len += len;
/*************************************可变头部***********************************************/
//可变头部----------------------写入topic长度、topic-------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(topic_len);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(topic_len);
strncat((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, topic, topic_len);
mqttPacket->_len += topic_len;
if(qos != MQTT_QOS_LEVEL0)
{
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_MSB(pkt_id);
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MOSQ_LSB(pkt_id);
}
//可变头部----------------------写入payload----------------------------------------------
if(payload != NULL)
{
if(payload[0] == 2)
{
memcpy((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, payload, data_len);
mqttPacket->_len += data_len;
}
else
{
memcpy((int8 *)mqttPacket->_data + mqttPacket->_len, payload, payload_len);
mqttPacket->_len += payload_len;
}
}
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_UnPacketPublish
//
// 函数功能： Publish消息解包
//
// 入口参数： flags：MQTT相关标志信息
// pkt：指向可变头部
// size：固定头部中的剩余长度信息
//
// 返回参数： 0-成功 其他-失败原因
//
// 说明：
//==========================================================
uint8 MQTT_UnPacketPublish(uint8 *rev_data, int8 **topic, uint16 *topic_len, int8 **payload, uint16 *payload_len, uint8 *qos, uint16 *pkt_id)
{
const int8 flags = rev_data[0] & 0x0F;
uint8 *msgPtr;
uint32 remain_len = 0;
const int8 dup = flags & 0x08;
*qos = (flags & 0x06) >> 1;
msgPtr = rev_data + MQTT_ReadLength(rev_data + 1, 4, &remain_len) + 1;
if(remain_len < 2 || flags & 0x01) //retain
return 255;
*topic_len = (uint16)msgPtr[0] << 8 | msgPtr[1];
if(remain_len < *topic_len + 2)
return 255;
if(strstr((int8 *)msgPtr + 2, CMD_TOPIC_PREFIX) != NULL) //如果是命令下发
return MQTT_PKT_CMD;
switch(*qos)
{
case MQTT_QOS_LEVEL0: // qos0 have no packet identifier
if(0 != dup)
return 255;
*topic = MQTT_MallocBuffer(*topic_len + 1); //为topic分配内存
if(*topic == NULL)
return 255;
memset(*topic, 0, *topic_len + 1);
memcpy(*topic, (int8 *)msgPtr + 2, *topic_len); //复制数据
*payload_len = remain_len - 2 - *topic_len; //为payload分配内存
*payload = MQTT_MallocBuffer(*payload_len + 1);
if(*payload == NULL) //如果失败
{
MQTT_FreeBuffer(*topic); //则需要把topic的内存释放掉
return 255;
}
memset(*payload, 0, *payload_len + 1);
memcpy(*payload, (int8 *)msgPtr + 2 + *topic_len, *payload_len);
break;
case MQTT_QOS_LEVEL1:
case MQTT_QOS_LEVEL2:
if(*topic_len + 2 > remain_len)
return 255;
*pkt_id = (uint16)msgPtr[*topic_len + 2] << 8 | msgPtr[*topic_len + 3];
if(pkt_id == 0)
return 255;
*topic = MQTT_MallocBuffer(*topic_len + 1); //为topic分配内存
if(*topic == NULL)
return 255;
memset(*topic, 0, *topic_len + 1);
memcpy(*topic, (int8 *)msgPtr + 2, *topic_len); //复制数据
*payload_len = remain_len - 4 - *topic_len;
*payload = MQTT_MallocBuffer(*payload_len + 1); //为payload分配内存
if(*payload == NULL) //如果失败
{
MQTT_FreeBuffer(*topic); //则需要把topic的内存释放掉
return 255;
}
memset(*payload, 0, *payload_len + 1);
memcpy(*payload, (int8 *)msgPtr + 4 + *topic_len, *payload_len);
break;
default:
return 255;
}
if(strchr((int8 *)topic, '+') || strchr((int8 *)topic, '#'))
return 255;
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketPublishAck
//
// 函数功能： Publish Ack消息组包
//
// 入口参数： pkt_id：packet id
// mqttPacket：包指针
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败原因
//
// 说明： 当收到的Publish消息的QoS等级为1时，需要Ack回复
//==========================================================
uint1 MQTT_PacketPublishAck(uint16 pkt_id, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
MQTT_NewBuffer(mqttPacket, 4);
if(mqttPacket->_data == NULL)
return 1;
/*************************************固定头部***********************************************/
//固定头部----------------------头部消息-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MQTT_PKT_PUBACK << 4;
//固定头部----------------------剩余长度-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 2;
/*************************************可变头部***********************************************/
//可变头部----------------------pkt_id长度-----------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = pkt_id >> 8;
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = pkt_id & 0xff;
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_UnPacketPublishAck
//
// 函数功能： Publish Ack消息解包
//
// 入口参数： rev_data：收到的数据
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败原因
//
// 说明：
//==========================================================
uint1 MQTT_UnPacketPublishAck(uint8 *rev_data)
{
if(rev_data[1] != 2)
return 1;
if(rev_data[2] == MOSQ_MSB(MQTT_PUBLISH_ID) && rev_data[3] == MOSQ_LSB(MQTT_PUBLISH_ID))
return 0;
else
return 1;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketPublishRec
//
// 函数功能： Publish Rec消息组包
//
// 入口参数： pkt_id：packet id
// mqttPacket：包指针
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败原因
//
// 说明： 当收到的Publish消息的QoS等级为2时，先收到rec
//==========================================================
uint1 MQTT_PacketPublishRec(uint16 pkt_id, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
MQTT_NewBuffer(mqttPacket, 4);
if(mqttPacket->_data == NULL)
return 1;
/*************************************固定头部***********************************************/
//固定头部----------------------头部消息-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MQTT_PKT_PUBREC << 4;
//固定头部----------------------剩余长度-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 2;
/*************************************可变头部***********************************************/
//可变头部----------------------pkt_id长度-----------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = pkt_id >> 8;
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = pkt_id & 0xff;
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_UnPacketPublishRec
//
// 函数功能： Publish Rec消息解包
//
// 入口参数： rev_data：接收到的数据
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint1 MQTT_UnPacketPublishRec(uint8 *rev_data)
{
if(rev_data[1] != 2)
return 1;
if(rev_data[2] == MOSQ_MSB(MQTT_PUBLISH_ID) && rev_data[3] == MOSQ_LSB(MQTT_PUBLISH_ID))
return 0;
else
return 1;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketPublishRel
//
// 函数功能： Publish Rel消息组包
//
// 入口参数： pkt_id：packet id
// mqttPacket：包指针
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败原因
//
// 说明： 当收到的Publish消息的QoS等级为2时，先收到rec，再回复rel
//==========================================================
uint1 MQTT_PacketPublishRel(uint16 pkt_id, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
MQTT_NewBuffer(mqttPacket, 4);
if(mqttPacket->_data == NULL)
return 1;
/*************************************固定头部***********************************************/
//固定头部----------------------头部消息-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MQTT_PKT_PUBREL << 4 | 0x02;
//固定头部----------------------剩余长度-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 2;
/*************************************可变头部***********************************************/
//可变头部----------------------pkt_id长度-----------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = pkt_id >> 8;
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = pkt_id & 0xff;
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_UnPacketPublishRel
//
// 函数功能： Publish Rel消息解包
//
// 入口参数： rev_data：接收到的数据
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint1 MQTT_UnPacketPublishRel(uint8 *rev_data, uint16 pkt_id)
{
if(rev_data[1] != 2)
return 1;
if(rev_data[2] == MOSQ_MSB(pkt_id) && rev_data[3] == MOSQ_LSB(pkt_id))
return 0;
else
return 1;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketPublishComp
//
// 函数功能： Publish Comp消息组包
//
// 入口参数： pkt_id：packet id
// mqttPacket：包指针
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败原因
//
// 说明： 当收到的Publish消息的QoS等级为2时，先收到rec，再回复rel
//==========================================================
uint1 MQTT_PacketPublishComp(uint16 pkt_id, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
MQTT_NewBuffer(mqttPacket, 4);
if(mqttPacket->_data == NULL)
return 1;
/*************************************固定头部***********************************************/
//固定头部----------------------头部消息-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MQTT_PKT_PUBCOMP << 4;
//固定头部----------------------剩余长度-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 2;
/*************************************可变头部***********************************************/
//可变头部----------------------pkt_id长度-----------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = pkt_id >> 8;
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = pkt_id & 0xff;
return 0;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_UnPacketPublishComp
//
// 函数功能： Publish Comp消息解包
//
// 入口参数： rev_data：接收到的数据
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint1 MQTT_UnPacketPublishComp(uint8 *rev_data)
{
if(rev_data[1] != 2)
return 1;
if(rev_data[2] == MOSQ_MSB(MQTT_PUBLISH_ID) && rev_data[3] == MOSQ_LSB(MQTT_PUBLISH_ID))
return 0;
else
return 1;
}
//==========================================================
// 函数名称： MQTT_PacketPing
//
// 函数功能： 心跳请求组包
//
// 入口参数： mqttPacket：包指针
//
// 返回参数： 0-成功 1-失败
//
// 说明：
//==========================================================
uint1 MQTT_PacketPing(MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket)
{
MQTT_NewBuffer(mqttPacket, 2);
if(mqttPacket->_data == NULL)
return 1;
/*************************************固定头部***********************************************/
//固定头部----------------------头部消息-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = MQTT_PKT_PINGREQ << 4;
//固定头部----------------------剩余长度-------------------------------------------------
mqttPacket->_data[mqttPacket->_len++] = 0;
return 0;
}
⑥创建MQTT.h文件，添加代码如下：
#ifndef _MQTT_H_
#define _MQTT_H_
#include <stdlib.h>
//=============================配置==============================
//===========可以提供RTOS的内存管理方案，也可以使用C库的=========
//RTOS
typedef _Bool uint1;
typedef unsigned char uint8;
typedef char int8;
typedef unsigned short uint16;
typedef short int16;
typedef unsigned int uint32;
typedef int int32;
typedef unsigned int size_t;
#define MQTT_MallocBuffer malloc
#define MQTT_FreeBuffer free
//==========================================================
#define MOSQ_MSB(A) (uint8)((A & 0xFF00) >> 8)
#define MOSQ_LSB(A) (uint8)(A & 0x00FF)
/*--------------------------------内存分配方案标志--------------------------------*/
#define MEM_FLAG_NULL 0
#define MEM_FLAG_ALLOC 1
#define MEM_FLAG_STATIC 2
typedef struct Buffer
{
uint8 *_data; //协议数据
uint32 _len; //写入的数据长度
uint32 _size; //缓存总大小
uint8 _memFlag; //内存使用的方案：0-未分配 1-使用的动态分配 2-使用的固定内存
} MQTT_PACKET_STRUCTURE;
/*--------------------------------固定头部消息类型--------------------------------*/
enum MqttPacketType
{
MQTT_PKT_CONNECT = 1, /**< 连接请求数据包 */
MQTT_PKT_CONNACK, /**< 连接确认数据包 */
MQTT_PKT_PUBLISH, /**< 发布数据数据包 */
MQTT_PKT_PUBACK, /**< 发布确认数据包 */
MQTT_PKT_PUBREC, /**< 发布数据已接收数据包，Qos 2时，回复MQTT_PKT_PUBLISH */
MQTT_PKT_PUBREL, /**< 发布数据释放数据包， Qos 2时，回复MQTT_PKT_PUBREC */
MQTT_PKT_PUBCOMP, /**< 发布完成数据包， Qos 2时，回复MQTT_PKT_PUBREL */
MQTT_PKT_SUBSCRIBE, /**< 订阅数据包 */
MQTT_PKT_SUBACK, /**< 订阅确认数据包 */
MQTT_PKT_UNSUBSCRIBE, /**< 取消订阅数据包 */
MQTT_PKT_UNSUBACK, /**< 取消订阅确认数据包 */
MQTT_PKT_PINGREQ, /**< ping 数据包 */
MQTT_PKT_PINGRESP, /**< ping 响应数据包 */
MQTT_PKT_DISCONNECT, /**< 断开连接数据包 */
//新增
MQTT_PKT_CMD /**< 命令下发数据包 */
};
/*--------------------------------MQTT QOS等级--------------------------------*/
enum MqttQosLevel
{
MQTT_QOS_LEVEL0, /**< 最多发送一次 */
MQTT_QOS_LEVEL1, /**< 最少发送一次 */
MQTT_QOS_LEVEL2 /**< 只发送一次 */
};
/*--------------------------------MQTT 连接请求标志位，内部使用--------------------------------*/
enum MqttConnectFlag
{
MQTT_CONNECT_CLEAN_SESSION = 0x02,
MQTT_CONNECT_WILL_FLAG = 0x04,
MQTT_CONNECT_WILL_QOS0 = 0x00,
MQTT_CONNECT_WILL_QOS1 = 0x08,
MQTT_CONNECT_WILL_QOS2 = 0x10,
MQTT_CONNECT_WILL_RETAIN = 0x20,
MQTT_CONNECT_PASSORD = 0x40,
MQTT_CONNECT_USER_NAME = 0x80
};
/*--------------------------------消息的packet ID，可自定义--------------------------------*/
#define MQTT_PUBLISH_ID 10
#define MQTT_SUBSCRIBE_ID 20
#define MQTT_UNSUBSCRIBE_ID 30
/*--------------------------------删包--------------------------------*/
void MQTT_DeleteBuffer(MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------解包--------------------------------*/
uint8 MQTT_UnPacketRecv(uint8 *dataPtr);
/*--------------------------------登录组包--------------------------------*/
uint8 MQTT_PacketConnect(const int8 *user, const int8 *password, const int8 *devid,
uint16 cTime, uint1 clean_session, uint1 qos,
const int8 *will_topic, const int8 *will_msg, int32 will_retain,
MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------断开连接组包--------------------------------*/
uint1 MQTT_PacketDisConnect(MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------连接响应解包--------------------------------*/
uint8 MQTT_UnPacketConnectAck(uint8 *rev_data);
/*--------------------------------数据点上传组包--------------------------------*/
uint1 MQTT_PacketSaveData(const int8 *devid, int16 send_len, int8 *type_bin_head, uint8 type, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------二进制文件上传组包--------------------------------*/
uint1 MQTT_PacketSaveBinData(const int8 *name, int16 file_len, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------命令下发解包--------------------------------*/
uint8 MQTT_UnPacketCmd(uint8 *rev_data, int8 **cmdid, int8 **req, uint16 *req_len);
/*--------------------------------命令回复组包--------------------------------*/
uint1 MQTT_PacketCmdResp(const int8 *cmdid, const int8 *req, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------订阅主题组包--------------------------------*/
uint8 MQTT_PacketSubscribe(uint16 pkt_id, enum MqttQosLevel qos, const int8 *topics[], uint8 topics_cnt, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------订阅主题回复解包--------------------------------*/
uint8 MQTT_UnPacketSubscribe(uint8 *rev_data);
/*--------------------------------取消订阅组包--------------------------------*/
uint8 MQTT_PacketUnSubscribe(uint16 pkt_id, const int8 *topics[], uint8 topics_cnt, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------取消订阅回复解包--------------------------------*/
uint1 MQTT_UnPacketUnSubscribe(uint8 *rev_data);
/*--------------------------------发布主题组包--------------------------------*/
uint8 MQTT_PacketPublish(uint16 pkt_id, const int8 *topic,
const int8 *payload, uint32 payload_len,
enum MqttQosLevel qos, int32 retain, int32 own,
MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------发布消息回复解包--------------------------------*/
uint8 MQTT_UnPacketPublish(uint8 *rev_data, int8 **topic, uint16 *topic_len, int8 **payload, uint16 *payload_len, uint8 *qos, uint16 *pkt_id);
/*--------------------------------发布消息的Ack组包--------------------------------*/
uint1 MQTT_PacketPublishAck(uint16 pkt_id, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------发布消息的Ack解包--------------------------------*/
uint1 MQTT_UnPacketPublishAck(uint8 *rev_data);
/*--------------------------------发布消息的Rec组包--------------------------------*/
uint1 MQTT_PacketPublishRec(uint16 pkt_id, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------发布消息的Rec解包--------------------------------*/
uint1 MQTT_UnPacketPublishRec(uint8 *rev_data);
/*--------------------------------发布消息的Rel组包--------------------------------*/
uint1 MQTT_PacketPublishRel(uint16 pkt_id, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------发布消息的Rel解包--------------------------------*/
uint1 MQTT_UnPacketPublishRel(uint8 *rev_data, uint16 pkt_id);
/*--------------------------------发布消息的Comp组包--------------------------------*/
uint1 MQTT_PacketPublishComp(uint16 pkt_id, MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
/*--------------------------------发布消息的Comp解包--------------------------------*/
uint1 MQTT_UnPacketPublishComp(uint8 *rev_data);
/*--------------------------------心跳请求组包--------------------------------*/
uint1 MQTT_PacketPing(MQTT_PACKET_STRUCTURE *mqttPacket);
#endif
⑦将上述文件添加进工程栏
编译工程，如有报错自行改正即可
四、Onenet云平台配置
①平台账号注册→点击跳转
略
②创建产品、设备（按图示操作即可）
③记录产品ID、设备ID、鉴权信息
五、最后一步
1.在esp01.c中修改wifi信息
修改成自己家或邻居家的wifi，或者手机热点；如下所示OPPOA93为网络名称，12345678为网络连接密码
#define ESP01S_WIFI_INFO “AT+CWJAP=“OPPOA93”,“12345678”\r\n”
2.在Onenet.c修改配置信息
修改成刚才从云平台获取的信息即可
3.main.c
①.在main.c引用头文件、定义如下变量：
#include "DHT11.h"
#include "esp01s.h"
#include "Onenet.h"
#include "MQTT.h"
extern uint8_t aRxBuffer;
unsigned short timeCount = 0; //发送间隔变量
unsigned char *dataPtr = NULL;
②.在while(1)前添加一些初始化函数
UsartPrintf(USART_DEBUG, "The USART1 is OK!\r\n");
HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1); //串口2接收中断初始化
ESP01S_Init(); //8266初始化
while(OneNet_DevLink()) //接入onenet
ESP01S_Clear(); //
UsartPrintf(USART_DEBUG, "Init is OK!\r\n");
③.在while(1)循环中添加：
if(++timeCount >= 80) //上传数据约3s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);
4.代码验证
①.接线图
②.串口1打印的信息
③.串口2打印的信息
STM32给ESP发送的信息，一般情况下硬件不支持看不到，因为32引脚和EPS连接后，就没法和USB-TTL连接了。因为我自制的开发板，所以能同时收到两者的通信
5.平台数据查看
代码是从标准库移植过来的，调试整理总结花了一定时间，全文没有过多的理论知识介绍，因为网上一搜一大把。全文如有错误，还请读者指正！
