自制APP连接OneNET实现数据监控和下发控制(MQTT)

本案例主要实现的功能是自制手机APP连接OneNET的MQTT服务器&＃xff0c;同时接收和显示单片机的数据&＃xff0c;对单片机上LED灯进行远程控制。
虽说OneNET上有应用管理&＃xff0c;可以实现手机端控制单片机&＃xff0c;但是这样做有点简单&＃xff0c;达不到毕设水平&＃xff0c;课设勉强可以及格。如果是自己做一款APP来控制单片机&＃xff0c;顿时高大上很多。

1、STM32F103C8T6最小系统板
2、ESP8266-01S模块
3、在OneNET平台上创建MQTT协议的产品和创建两个设备
4、安装E4A软件&＃xff0c;软件不大几百兆下载链接

1、自制APP页面展示

由于是连接OneNET的MQTT服务器&＃xff0c;故地址端口是固定不变的。
产品ID、设备ID、鉴权信息可以在OneNET平台上获取&＃xff0c;这个不必多说。
订阅按钮&＃xff1a;订阅主题为EndTopic的主题
发布按钮&＃xff1a;发布主题为AppToic的消息&＃xff0c;消息内容是123456
三个绿色框分别是光照值、温度值、湿度值。这里的温湿度做了自增处理&＃xff0c;不是实际温湿度。
第一个开关&＃xff1a;发布主题为AppToic的消息&＃xff0c;消息内容是KEY:1或KEY:0
第二个开关&＃xff1a;发布主题为AppToic的消息&＃xff0c;消息内容是LED1:1或LED1:0

2、串口助手界面

1、EndTopic是单片机端发布消息的主题
2、{“Light”:152.7,“Temp”:104,“Humi”:104}是消息的内容
3、AppTopic是来自APP端发布的消息主题
4、KEY:1是消息内容

3、OneNET平台显示

APP端和单片机端的设备都显示在线。

1、修改OneNET官方提供的例程

&＃xff08;1&＃xff09;将芯片型号由原先的STM32F103RC更改为STM32F103C8
&＃xff08;2&＃xff09;在全局宏定义中将STM32F10X_HD更改为STM32F10X_MD
&＃xff08;3&＃xff09;将原先的startup_stm32f10x_hd.s的启动文件移除&＃xff0c;添加startup_stm32f10x_md.s的
启动文件
&＃xff08;4&＃xff09;在stm32f10x.h文件中&＃xff0c;将HSE_VALUE宏的值由原先的12M改为8M
&＃xff08;5&＃xff09;在onenet.c文件上方的三个宏定义分别填入连接平台的三要素
&＃xff08;6&＃xff09;在esp8266.c中&＃xff0c;定义了系统需要连接热点名称和密码
&＃xff08;7&＃xff09;从其他例程中移植OneNet_SendData();函数
&＃xff08;8&＃xff09;移植传感器采集数据和LED(PC13)的初始化代码

2、主函数代码

int main(void)
{unsigned short timeCount &＃61; 0; //发送间隔变量unsigned char *dataPtr &＃61; NULL;Hardware_Init(); //初始化外围硬件ESP8266_Init(); //初始化ESP8266while(OneNet_DevLink()) //接入OneNETDelayXms(500);Beep_Set(BEEP_ON); //鸣叫提示接入成功DelayXms(250);Beep_Set(BEEP_OFF);OneNet_Subscribe(SubTopics, 1);while(1){if(&＃43;&＃43;timeCount >&＃61; 300) //发送间隔3s{//UsartPrintf(USART_DEBUG, "OneNet_Publish\r\n");light &＃61; LIght_Intensity(); //读取光照强度的值//可以在这读取温湿度值OneNet_SendData();//发送数据到手机APPtimeCount &＃61; 0;ESP8266_Clear();}dataPtr &＃61; ESP8266_GetIPD(0); if(dataPtr !&＃61; NULL)OneNet_RevPro(dataPtr); //下发命令处理DelayXms(10);}
}


3、上传数据到APP

上传数据相关代码如下&＃xff1a;

void OneNet_SendData(void)
{char buf[256];memset(buf, 0, sizeof(buf));OneNet_FillBuf(buf); //封装数据流//ESP8266_SendData((unsigned char *)buf, strlen(buf)); //上传数据OneNet_Publish(PubTopics, buf); //发布消息
}


数据封装函数
这个函数的功能是将需要上传的数据打包成JSON格式。

extern u8 temp,humi;
extern float light;
extern const char PubTopics[] ; //发布主题
unsigned char OneNet_FillBuf(char *buf)
{char text[16];memset(text, 0, sizeof(text));strcpy(buf, "{");memset(text, 0, sizeof(text));sprintf(text, "\"Light\":%.1f,",light);strcat(buf, text);memset(text, 0, sizeof(text));sprintf(text, "\"Temp\":%d,", temp&＃43;&＃43;);strcat(buf, text);memset(text, 0, sizeof(text));sprintf(text, "\"Humi\":%d", humi&＃43;&＃43;);strcat(buf, text);strcat(buf, "}");return strlen(buf);
}


4、命令处理

当接收到来自APP端下发的命令后&＃xff0c;会调用下发命令处理函数OneNet_RevPro()&＃xff0c;在该函数内根据消息内容对单片机进行控制。
函数内部的部分代码如下&＃xff1a;

dataPtr &＃61; strchr(req_payload, &＃39;:&＃39;); //搜索&＃39;:&＃39;if(dataPtr !&＃61; NULL && result !&＃61; -1) //如果找到了{dataPtr&＃43;&＃43;;while(*dataPtr >&＃61; &＃39;0&＃39; && *dataPtr <&＃61; &＃39;9&＃39;) //判断是否是下发的命令控制数据{numBuf[num&＃43;&＃43;] &＃61; *dataPtr&＃43;&＃43;;}num &＃61; atoi((const char *)numBuf); //转为数值形式if(strstr((char *)req_payload, "LED1")) //搜索"LED1"{UsartPrintf(USART_DEBUG,"LED1 &＃61; %d\r\n", num); //num就是LED1:V 中V的值LED1 &＃61; !num; //控制LED灯&＃xff0c;低电平点亮}else if(strstr((char *)req_payload, "KEY")) //搜索"KEY"{UsartPrintf(USART_DEBUG,"KEY &＃61; %d\r\n", num);}//继续else if添加其他命令}

四、APP端功能实现

这部分主要讲如何制作手机APP连接OneNET平台&＃xff0c;并且获取数据和下发命令控制LED灯。APP是使用E4A中文安卓编程开发的&＃xff0c;编程思维和C语言很相似&＃xff0c;并且是中文编程&＃xff0c;只需一天就能基本掌握。

1、连接MQTT服务器

接入云平台主要依靠的是E4A上面的mqtt通讯组件&＃xff0c;这个组件命令有八个方法&＃xff0c;七个事件。从单片机编程的角度来看&＃xff0c;方法相当于函数&＃xff0c;可以人为的去调用&＃xff0c;事件相当于中断&＃xff0c;不需人为调用。而连接OneNET的MQTT服务器就使用了连接服务器方法。
连接服务器方法的调用需要传入七个参数&＃xff0c;参数一是服务器地址端口&＃xff0c;即OneNET的MQTT服务器地址和端口&＃xff1b;参数二填入产品ID&＃xff1b;参数三填入鉴权信息&＃xff1b;参数四填入设备ID&＃xff1b;通过点击连接按钮&＃xff0c;就可以调用连接服务器方法&＃xff0c;实现接入云平台的功能。

事件 连接按钮.被单击()如果 连接按钮.标题 &＃61; "连接" 则 &＃39; 产品ID框.内容为空会闪退连接按钮.标题 &＃61; "断开"mqtt通讯1.连接服务器(地址端口框.内容,产品ID框.内容,鉴权信息框.内容,设备ID框.内容,真,假,5)否则 连接按钮.标题 &＃61; "连接"mqtt通讯1.断开连接()结束 如果结束 事件

2、实现订阅与发布

订阅和发布分别使用mqtt通讯组件中的订阅消息和发布消息的方法&＃xff0c;通过对应的按钮单击事件分别调用这两个方法。
订阅与发布程序编写如下所示。

事件 订阅按钮.被单击()mqtt通讯1.订阅消息(订阅主题框.内容,0)结束 事件事件 发布按钮.被单击()mqtt通讯1.发送消息(发布主题框.内容,文本到字节(发布消息框.内容,"UTF-8"),1,真)
结束 事件

订阅消息方法的调用要传入两个参数&＃xff0c;参数一是订阅的主题&＃xff0c;为了接收单片机端发布的主题消息&＃xff0c;这里订阅的是“EndTopic”&＃xff1b;参数二是消息策略&＃xff0c;可以填入0、1、2&＃xff0c;这里填入0&＃xff0c;表示只会发送一次推送消息&＃xff0c;收不收都不关心&＃xff0c;这是因为单片机端会多次发布主题消息&＃xff0c;故不需要每次都要接收到。
发布消息方法的调用要传入四个参数&＃xff0c;参数一是消息主题&＃xff0c;这里填“AppTopic”;参数二是消息内容&＃xff0c;参数三是消息策略&＃xff0c;这里填入1

3、APP显示数据

由于单片机端发布的消息不只有光照值&＃xff0c;还有温湿度等内容&＃xff0c;为了方便解读出数据&＃xff0c;在单片机端将这些数据打包为JSON格式&＃xff0c;然后再发布出去。
当APP端收到消息后&＃xff0c;就会触发mqtt通讯里面的收到消息事件&＃xff0c;在这事件里面&＃xff0c;我们利用E4A中的JSON操作组件对消息内容进行解析&＃xff0c;将解析处理的内容存放在JSON对象里面&＃xff0c;然后使用JSON操作组件里面的取文本值方法获取JSON对象里指定数据成员的值&＃xff0c;最后将这个值赋值给对应的显示标签。
收到消息事件程序编写如下所示

事件 mqtt通讯1.收到消息(消息主题 为 文本型, 消息内容 为 字节型(), 消息策略 为 整数型)接收框.内容 &＃61; 接收框.内容 & "\n" & "主题&＃xff1a;" & 消息主题 & "\n内容&＃xff1a;" & 字节到文本(消息内容,"UTF-8") & "\n策略&＃xff1a;" & 消息策略接收框.置光标位置(取文本长度(接收框.内容))&＃39;开始json解析变量 JSON对象 为 对象JSON对象 &＃61; JSON操作1.解析(字节到文本(消息内容,"UTF-8"))调试输出("JSON成员数&＃xff1a;" & JSON操作1.取成员数(JSON对象))光照值标签.标题 &＃61; "Light&＃xff1a;" & JSON操作1.取文本值(JSON对象 , "Light")温度值标签.标题 &＃61; "Temp&＃xff1a;" & JSON操作1.取文本值(JSON对象 , "Temp")湿度值标签.标题 &＃61; "Humi&＃xff1a;" & JSON操作1.取文本值(JSON对象 , "Humi")结束 事件


4、APP下发命令

这里以灯光开关的控制为例子&＃xff0c;其他控制功能类似。灯光开关组件状态被改变事件程序如下所示。

事件 开灯按钮.被单击()如果 连接按钮.标题 &＃61; "连接" 则 &＃39;未连接时退出事件退出结束 如果如果 开灯按钮.标题 &＃61; "开灯" 则开灯按钮.标题 &＃61; "关灯"mqtt通讯1.发送消息(发布主题框.内容,文本到字节("LED1:1","UTF-8"),1,真)否则 开灯按钮.标题 &＃61; "开灯" mqtt通讯1.发送消息(发布主题框.内容,文本到字节("LED1:0","UTF-8"),1,真)结束 如果结束 事件


单片机端接收到由APP端发布出来的消息后&＃xff0c;会通过消息解包函数取出数据包的主题、消息内容、消息策略&＃xff0c;如果消息策略是1就先回复Ack给服务器&＃xff0c;然后再判断消息内容里面有没有程序设计好的命令字符串&＃xff0c;如果有就执行相应的程序。

有需要的话&＃xff0c;可以问我拿源码&＃xff0c;我有空就会回复。
代码下载链接放这里了&＃xff1a;https://github.com/J-CHUN/OneNET-MQTT-APP.git