【ESP32S3】esp32获取串口数据并通过http上传到前端

news2025/4/2 8:36:04

通过前面的学习（前面没发过，因为其实就是跑它的demo）了解到串口配置以及开启线程实现功能的工作流程，与此同时还有esp32作为STA节点，将数据通过http发送到服务器。
将这两者联合
其实是可以得到一个：esp32获取串口数据并通过http上传到前端，这样的功能的。假设收到的数据是温湿度数据。
文章食用提醒：
本文用到的ESP框架是ESP-IDF，服务器端处理代码格式是js，数据库采用mongoDB。

http part

#define MAX_HTTP_RECV_BUFFER 512
#define MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER 2048
 
static const char *TAG = "HTTP_CLIENT 0313";
static char response_data[1024]; // 自定义缓存空间储存一次响应数据
static int recived_len = 0;      // 自定义变量储存一次响应中接收到分片数据的累计偏移
// http客户端的事件处理回调函数
static esp_err_t http_client_event_handler(esp_http_client_event_t *evt)
{
    switch (evt->event_id)
    {
    case HTTP_EVENT_ON_CONNECTED:
        ESP_LOGI(TAG, "connected to web-server");
        recived_len = 0;
        break;
    case HTTP_EVENT_ON_DATA:
        if (evt->user_data)
        {
            memcpy(evt->user_data + recived_len, evt->data, evt->data_len); // 将分片的每一片数据都复制到user_data
            recived_len += evt->data_len;//累计偏移更新
        }
        break;
    case HTTP_EVENT_ON_FINISH:
        ESP_LOGI(TAG, "finished a request and response!");
        recived_len = 0;
        break;
    case HTTP_EVENT_DISCONNECTED:
        ESP_LOGI(TAG, "disconnected to web-server");
        recived_len = 0;
        break;
    case HTTP_EVENT_ERROR:
        ESP_LOGE(TAG, "error");
        recived_len = 0;
        break;
    default:
        break;
    }
    return ESP_OK;
}
char* create_json_from_data(float temperature, float humidity) {
    // 创建根对象
    cJSON *root = cJSON_CreateObject();
    
    // 向JSON对象中添加键值对
    cJSON_AddNumberToObject(root, "temperature", temperature);
    cJSON_AddNumberToObject(root, "humidity", humidity);
    
    // 将cJSON对象转换为字符串
    char *json_data = cJSON_Print(root);
    
    // 释放cJSON对象占用的内存
    cJSON_Delete(root);
    
    return json_data;
}

uart part

#define CONFIG_UART_TXD 4
#define CONFIG_UART_RXD 5
#define UART_PIN_RTS (-1)
#define UART_PIN_CTS (-1)
#define CONFIG_UART_PORT_NUM      2
#define CONFIG_UART_BAUD_RATE     115200
#define CONFIG_TASK_STACK_SIZE    3072
#define BUF_SIZE (1024)
#define QUEUE_LENGTH 10
static QueueHandle_t xQueue = NULL;
// 假设收到的数据是温湿度数据
typedef struct data_dht11
{
    float temperature;
    float humidity;
}data_t;
 
static void uart_rx_task(void *arg) 
{
          // 配置串口
    uart_config_t uart_config = {
        .baud_rate = CONFIG_UART_BAUD_RATE,
        .data_bits = UART_DATA_8_BITS,
        .parity    = UART_PARITY_DISABLE,
        .stop_bits = UART_STOP_BITS_1,
        .flow_ctrl = UART_HW_FLOWCTRL_DISABLE,
        .source_clk = UART_SCLK_DEFAULT,
    };
    int intr_alloc_flags = 0;
    #if CONFIG_UART_ISR_IN_IRAM
    intr_alloc_flags = ESP_INTR_FLAG_IRAM;
    #endif
    ESP_ERROR_CHECK(uart_driver_install(CONFIG_UART_PORT_NUM, BUF_SIZE * 2, 0, 0, NULL, 0));
    ESP_ERROR_CHECK(uart_param_config(CONFIG_UART_PORT_NUM, &uart_config));
    ESP_ERROR_CHECK(uart_set_pin(CONFIG_UART_PORT_NUM, CONFIG_UART_TXD, CONFIG_UART_RXD, UART_PIN_RTS, UART_PIN_CTS));
    uint8_t *data = (uint8_t *)malloc(BUF_SIZE);
         // 接收数据，把数据存放在队列里
    while (1) {
        int len = uart_read_bytes(CONFIG_UART_PORT_NUM, data, (BUF_SIZE - 1), 20 / portTICK_PERIOD_MS);
        if(len > 0) {
            data[len] = '\0';
            data_t item;
            sscanf((char*)data, "%f %f", &item.temperature, &item.humidity); // 假设数据格式为"temperature humidity"
            xQueueSend(xQueue, &item, portMAX_DELAY);
        }
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10)); // 让出CPU时间片，分给其他任务
    }
    free(data);
}

main part

void app_main(void)
{
    esp_err_t ret;
    nvs_flash_init();
    esp_netif_init();
    esp_event_loop_create_default();
    example_connect();
    xQueue = xQueueCreate(QUEUE_LENGTH, sizeof(data_t));
    if (xQueue == NULL) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to create queue");
        return;
    }
    
    xTaskCreate(uart_rx_task, "uart_rx_task", 2048, NULL, configMAX_PRIORITIES-1, NULL);
    // http配置
         const esp_http_client_config_t cfg = {
        .url = "http://124.223.186.76:3000",
        .event_handler = http_client_event_handler,
        .user_data = response_data,
        .disable_auto_redirect = true, // 根据需求选择是否禁用自动重定向
        .transport_type = HTTP_TRANSPORT_OVER_TCP, // 强制使用TCP传输
        .timeout_ms = 10000, // 设置超时时间为10秒
    };
    //使用http服务器配置参数对http客户端初始化
    esp_http_client_handle_t httpclient = esp_http_client_init(&cfg);
    // 进入循环接收串口数据并发给服务器上
    while (true) 
    {
        data_t item;
        if(xQueueReceive(xQueue, &item, portMAX_DELAY) == pdPASS)
        {
            // 调用函数创建JSON格式的数据
            char *json_data = create_json_from_data(item.temperature, item.humidity);
            
            // 设置HTTP请求的各种参数
            esp_http_client_set_method(httpclient, HTTP_METHOD_POST);
            esp_http_client_set_url(httpclient, "/add");
            
            // 添加或更新"Connection"头为"close"
            esp_http_client_set_header(httpclient, "Connection", "close");
            
            // 设置请求头
            esp_http_client_set_header(httpclient, "Content-Type", "application/json");
            // 设置请求体为刚刚创建的JSON数据
            esp_http_client_set_post_field(httpclient, json_data, strlen(json_data));
            
            // 初始化重试计数器
            int max_retries = 3; // 最大重试次数
            esp_err_t ret;
            for(int retry = 0; retry <= max_retries; ++retry) {
                ret = esp_http_client_perform(httpclient);
                if(ret == ESP_OK) {
                    // 请求成功，打印响应数据
                    printf("POST:%s\n", response_data);
                    ESP_LOGD(TAG,"HTTP POST Status = %d, content_length = %lld",
                        esp_http_client_get_status_code(httpclient),
                        esp_http_client_get_content_length(httpclient));
                    break; // 成功后退出循环
                } else {
                    if(retry < max_retries) {
                        // 如果还有剩余重试次数，则等待一段时间后重试
                        ESP_LOGW(TAG, "Attempt %d failed, retrying in 1 second...", retry + 1);
                        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 等待1秒后再重试
                    } else {
                        // 达到最大重试次数，记录错误信息
                        ESP_LOGE(TAG, "Error occurred during HTTP request after %d retries, failed: %s", max_retries, esp_err_to_name(ret));
                    }
                }
            }
            free(json_data); // 释放动态分配的内存
        }
        else 
        {
            // 处理超时或其他错误情况
            ESP_LOGW(TAG, "Failed to receive data from queue.");
        }
    }
    esp_http_client_cleanup(httpclient);//清空http客户端描述符
    vQueueDelete(xQueue); // 删除队列
}

merge code

/*
built date: 2025年3月21日17点48分
builder: kiro-1023
*/
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_system.h"
#include <esp_event.h>
#include "driver/uart.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "sdkconfig.h"
#include "esp_log.h"


#include <nvs_flash.h>
#include "esp_netif.h"
#include "protocol_examples_common.h"

#include "esp_http_client.h"
#include "cJSON.h"

#include <string.h>
#include <sys/param.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
#include "protocol_examples_utils.h"
#include "esp_tls.h"
#if CONFIG_MBEDTLS_CERTIFICATE_BUNDLE
#include "esp_crt_bundle.h"
#endif


#define MAX_HTTP_RECV_BUFFER 512
#define MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER 2048

#define CONFIG_UART_TXD 4
#define CONFIG_UART_RXD 5
#define UART_PIN_RTS (-1)
#define UART_PIN_CTS (-1)

#define CONFIG_UART_PORT_NUM      2
#define CONFIG_UART_BAUD_RATE     115200
#define CONFIG_TASK_STACK_SIZE    3072

#define BUF_SIZE (1024)
#define QUEUE_LENGTH 10
static QueueHandle_t xQueue = NULL;

static const char *TAG = "HTTP_CLIENT 0313";

static char response_data[1024]; // 自定义缓存空间储存一次响应数据
static int recived_len = 0;      // 自定义变量储存一次响应中接收到分片数据的累计偏移

typedef struct data_dht11
{
    float temperature;
    float humidity;
}data_t;

static void uart_rx_task(void *arg) {
    uart_config_t uart_config = {
        .baud_rate = CONFIG_UART_BAUD_RATE,
        .data_bits = UART_DATA_8_BITS,
        .parity    = UART_PARITY_DISABLE,
        .stop_bits = UART_STOP_BITS_1,
        .flow_ctrl = UART_HW_FLOWCTRL_DISABLE,
        .source_clk = UART_SCLK_DEFAULT,
    };
    int intr_alloc_flags = 0;
    #if CONFIG_UART_ISR_IN_IRAM
    intr_alloc_flags = ESP_INTR_FLAG_IRAM;
    #endif
    ESP_ERROR_CHECK(uart_driver_install(CONFIG_UART_PORT_NUM, BUF_SIZE * 2, 0, 0, NULL, 0));
    ESP_ERROR_CHECK(uart_param_config(CONFIG_UART_PORT_NUM, &uart_config));
    ESP_ERROR_CHECK(uart_set_pin(CONFIG_UART_PORT_NUM, CONFIG_UART_TXD, CONFIG_UART_RXD, UART_PIN_RTS, UART_PIN_CTS));

    uint8_t *data = (uint8_t *)malloc(BUF_SIZE);
    while (1) {
        int len = uart_read_bytes(CONFIG_UART_PORT_NUM, data, (BUF_SIZE - 1), 20 / portTICK_PERIOD_MS);
        if(len > 0) {
            data[len] = '\0';
            data_t item;
            sscanf((char*)data, "%f %f", &item.temperature, &item.humidity); // 假设数据格式为"temperature humidity"
            xQueueSend(xQueue, &item, portMAX_DELAY);
        }
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10)); // 让出CPU时间片，分给其他任务
    }
    free(data);
}

// http客户端的事件处理回调函数
static esp_err_t http_client_event_handler(esp_http_client_event_t *evt)
{
    switch (evt->event_id)
    {
    case HTTP_EVENT_ON_CONNECTED:
        ESP_LOGI(TAG, "connected to web-server");
        recived_len = 0;
        break;
    case HTTP_EVENT_ON_DATA:
        if (evt->user_data)
        {
            memcpy(evt->user_data + recived_len, evt->data, evt->data_len); // 将分片的每一片数据都复制到user_data
            recived_len += evt->data_len;//累计偏移更新
        }
        break;
    case HTTP_EVENT_ON_FINISH:
        ESP_LOGI(TAG, "finished a request and response!");
        recived_len = 0;
        break;
    case HTTP_EVENT_DISCONNECTED:
        ESP_LOGI(TAG, "disconnected to web-server");
        recived_len = 0;
        break;
    case HTTP_EVENT_ERROR:
        ESP_LOGE(TAG, "error");
        recived_len = 0;
        break;
    default:
        break;
    }

    return ESP_OK;
}

char* create_json_from_data(float temperature, float humidity) {
    // 创建根对象
    cJSON *root = cJSON_CreateObject();
    
    // 向JSON对象中添加键值对
    cJSON_AddNumberToObject(root, "temperature", temperature);
    cJSON_AddNumberToObject(root, "humidity", humidity);
    
    // 将cJSON对象转换为字符串
    char *json_data = cJSON_Print(root);
    
    // 释放cJSON对象占用的内存
    cJSON_Delete(root);
    
    return json_data;
}

void app_main(void)
{
    esp_err_t ret;

    nvs_flash_init();
    esp_netif_init();
    esp_event_loop_create_default();

    example_connect();

    xQueue = xQueueCreate(QUEUE_LENGTH, sizeof(data_t));
    if (xQueue == NULL) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to create queue");
        return;
    }
    
    xTaskCreate(uart_rx_task, "uart_rx_task", 2048, NULL, configMAX_PRIORITIES-1, NULL);

    const esp_http_client_config_t cfg = {
        .url = "http://124.223.186.76:3000",
        .event_handler = http_client_event_handler,
        .user_data = response_data,
        .disable_auto_redirect = true, // 根据需求选择是否禁用自动重定向
        .transport_type = HTTP_TRANSPORT_OVER_TCP, // 强制使用TCP传输
        .timeout_ms = 10000, // 设置超时时间为10秒
    };
    //使用http服务器配置参数对http客户端初始化
    esp_http_client_handle_t httpclient = esp_http_client_init(&cfg);
    while (true) 
    {
        data_t item;
        if(xQueueReceive(xQueue, &item, portMAX_DELAY) == pdPASS)
        {
            // 调用函数创建JSON格式的数据
            char *json_data = create_json_from_data(item.temperature, item.humidity);
            
            // 设置HTTP请求的各种参数
            esp_http_client_set_method(httpclient, HTTP_METHOD_POST);
            esp_http_client_set_url(httpclient, "/add");
            
            // 添加或更新"Connection"头为"close"
            esp_http_client_set_header(httpclient, "Connection", "close");
            
            // 设置请求头
            esp_http_client_set_header(httpclient, "Content-Type", "application/json");

            // 设置请求体为刚刚创建的JSON数据
            esp_http_client_set_post_field(httpclient, json_data, strlen(json_data));
            
            // 初始化重试计数器
            int max_retries = 3; // 最大重试次数
            esp_err_t ret;
            for(int retry = 0; retry <= max_retries; ++retry) {
                ret = esp_http_client_perform(httpclient);
                if(ret == ESP_OK) {
                    // 请求成功，打印响应数据
                    printf("POST:%s\n", response_data);
                    ESP_LOGD(TAG,"HTTP POST Status = %d, content_length = %lld",
                        esp_http_client_get_status_code(httpclient),
                        esp_http_client_get_content_length(httpclient));
                    break; // 成功后退出循环
                } else {
                    if(retry < max_retries) {
                        // 如果还有剩余重试次数，则等待一段时间后重试
                        ESP_LOGW(TAG, "Attempt %d failed, retrying in 1 second...", retry + 1);
                        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 等待1秒后再重试
                    } else {
                        // 达到最大重试次数，记录错误信息
                        ESP_LOGE(TAG, "Error occurred during HTTP request after %d retries, failed: %s", max_retries, esp_err_to_name(ret));
                    }
                }
            }

            free(json_data); // 释放动态分配的内存
        }
        else 
        {
            // 处理超时或其他错误情况
            ESP_LOGW(TAG, "Failed to receive data from queue.");
        }
    }
    esp_http_client_cleanup(httpclient);//清空http客户端描述符
    vQueueDelete(xQueue); // 删除队列
}

接着在Linux下写服务器的处理内容

index.js code

const express = require('express')
const bodyParser = require('body-parser')
const { MongoClient } = require('mongodb');
const request = require('request')
const fs = require('fs')

const app = express()
app.use(bodyParser.json())

// MongoDB URI 和客户端初始化，这里的账号密码记得填你自己的
const uri = "mongodb://yourusername:yourpasswd@localhost:27017/myDatabase?authSource=admin";
const client = new MongoClient(uri, { useNewUrlParser: true, useUnifiedTopology: true });

let db; // 定义一个变量用于存储数据库引用

async function startServer() {
    try {
        await client.connect(); // 连接到MongoDB
        console.log("Connected to database");
        db = client.db('myDatabase'); // 获取数据库引用，这里的myDatabase是数据库名

        // 监听端口
        app.listen(3000, '0.0.0.0', () => {
            console.log('mwt server running at http://124.223.186.76:3000');
        });
    } catch (err) {
        console.error("Failed to connect to the database:", err);
        process.exit(1); // 如果无法连接数据库，则退出程序
    }
}

startServer();

// 处理外设数据上传的POST请求
app.post('/add', async (req, res) => {
    const data = req.body; // 直接获取到JSON对象
    console.log("Received data:", data); // 新增日志记录
    if (!data.temperature || !data.humidity) {
        return res.status(400).json({ result: false, message: "Missing parameters" });
    }

    try {
        if (!db) {
            return res.status(500).json({ result: false, message: "Database connection not established" });
        }
        // 插入文档到集合'readings'
        const collection = db.collection('readings'); // 使用之前定义的db变量，这里的readings是表名
        await collection.insertOne(data);
        console.log(`A document was inserted with the _id: ${data._id}`);

        // 写到当前路径下的log里
        fs.appendFile('sensor_data.log', JSON.stringify(data) + '\n', (err) => {
            if (err) throw err;
        });

        res.json({
            result: true,
            method: "POST",
            message: "Data received and saved successfully"
        });
    } catch (err) {
        console.error("Failed to save data:", err.stack);
        res.status(500).json({ result: false, message: "Failed to save data" });
    }
});
// 获取所有读数并简单地显示在前端，也可以另创一个html文件或新建一个web工程按实际情况导进去
app.get('/readings', async (req, res) => {
    try {
        const collection = db.collection('readings');  //表名是readings

        // 查找所有文档
        const readings = await collection.find({}).toArray();

        // 返回HTML页面或JSON数据
        res.send(`
            <html>
                <head><title>Sensor Readings</title></head>
                <body>
                    <h1>Sensor Readings</h1>
                    <ul>
                        ${readings.map(r => `<li>Temperature: ${r.temperature}, Humidity: ${r.humidity}</li>`).join('')}
                    </ul>
                </body>
            </html>
        `);
    } catch (err) {
        console.error("Failed to fetch data:", err);
        res.status(500).send("Error fetching data");
    }
});

在服务器部署nodejs，并安装配置mongoDB环境，这样前端就可以从mongoDB拿到数据并显示出来了。
假设已经安装好nodejs，也装好了mongoDB。
新建一个目录，我这里叫my_node_app0314，然后把上面的js处理脚本放进这个文件夹里，这里我把它命名为index.js
1
然后启动应用

node index.js

如果看到active running就说明启动好了

ubuntu@VM-12-13-ubuntu:~$ sudo systemctl status my_node_app0314.service # 看状态
● my_node_app0314.service - My Node.js Application
     Loaded: loaded (/etc/systemd/system/my_node_app0314.service; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: active (running) since Fri 2025-03-21 10:43:59 CST; 24s ago
   Main PID: 316472 (node)
      Tasks: 11 (limit: 8816)
     Memory: 24.6M
     CGroup: /system.slice/my_node_app0314.service
             └─316472 /usr/bin/node /home/ubuntu/my_node_app0314/index.js
 
Mar 21 10:43:59 VM-12-13-ubuntu systemd[1]: Started My Node.js Application.
Mar 21 10:44:00 VM-12-13-ubuntu node[316472]: (node:316472) [MONGODB DRIVER] Warning: useNewUrlParser i>
Mar 21 10:44:00 VM-12-13-ubuntu node[316472]: (Use `node --trace-warnings ...` to show where the warnin>
Mar 21 10:44:00 VM-12-13-ubuntu node[316472]: (node:316472) [MONGODB DRIVER] Warning: useUnifiedTopolog>
Mar 21 10:44:00 VM-12-13-ubuntu node[316472]: Connected to database
Mar 21 10:44:00 VM-12-13-ubuntu node[316472]: mwt server running at http://124.223.186.76:3000
lines 1-15/15 (END)

最后

编译运行esp32s3，并打开浏览器
3
很好的是esp32s3支持很多的i2c扩展，我这里用串口只是为了方便，dht11是单总线的，以上数据来自串口助手。
【全文完】

参考链接

：ESP32+idf开发之WIFI通信入门（5）HTTP通信
跑了参考链接的代码
这个博主的文章代码亲测可用，在这里也很谢谢他。

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