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標(biāo)題: STM32采集數(shù)據(jù)上報(bào)阿里云源程序 ADXL355+485+modbus+MQTT [打印本頁]
作者: 匯集口    時(shí)間: 2022-11-30 18:34
標(biāo)題: STM32采集數(shù)據(jù)上報(bào)阿里云源程序 ADXL355+485+modbus+MQTT
基于STM32F103ZET6設(shè)計(jì)的一個(gè)系統(tǒng)
數(shù)據(jù)部分：
1、通過SPI總線采集ADXL355傳感器的三軸向數(shù)據(jù)
2、通過485+modbus協(xié)議與太陽能系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互

阿里云：
1、通過MQTT協(xié)議打包數(shù)據(jù)上傳到阿里云服務(wù)器

單片機(jī)源程序如下:
  1. #include "stm32f10x.h"
  2. #include "sys.h"
  3. #include "delay.h"
  4. #include "usart.h"
  5. #include "led.h"
  6. #include "string.h"

  8. //MODBUS協(xié)議相關(guān)頭文件
  9. #include "rs485.h"
  10. #include "it.h"
  11. #include "modbus_config.h"
  12. #include "modbus_req.h"

  14. //ADXL355傳感器相關(guān)頭文件
  15. #include "spi.h"
  16. #include "ADXL355.h"


  19. //ESP8266WIFI使用相關(guān)頭文件
  20. #include "uart2.h"
  21. #include "wifi.h"
  22. #include "timer3.h"
  23. #include "structure.h"

  25. //FreeRTOS系統(tǒng)相關(guān)頭文件
  26. #include "FreeRTOS.h"
  27. #include "task.h"
  28. #include "queue.h"

  30. //MQTT協(xié)議相關(guān)頭文件
  31. #include "esp8266_mqtt.h"

  33. //MQTT初始化函數(shù)
  34. void ES8266_MQTT_Init(void);

  36. //MODBUS相關(guān)變量
  37. #define SLAVE_ADDR        0x0A
  38. MD_datstr MD_str = {0};        //一個(gè)MODBUS請(qǐng)求實(shí)例
  39. u8 flag_send = 0;                //發(fā)送一個(gè)讀寫命令標(biāo)志
  40. u8 saveAddr[5] = {0xaa,0x55,3,4,5};        //接收數(shù)據(jù)保存
  41. u16 saveAddrREG[8] = {0x1234,0x5678};


  44. //阿里云服務(wù)器的登陸配置
  45. #define MQTT_BROKERADDRESS "iot-06z00j95cmf2y8amqttiothubaliyuncscom"
  46. #define MQTT_CLIENTID "h05pNELZZvB.test13|securemode=2,signmethod=hmacsha256,timestamp=1669103327588|"
  47. #define MQTT_USARNAME "test13&h05pNELZZvB"
  48. #define MQTT_PASSWD "b1ed002d9712d538e0bfd2cd2564a16c748f19c3a1b2a9522434572451f4507f"
  49. #define        MQTT_PUBLISH_TOPIC "/sys/h05pNELZZvB/test13/thing/event/property/post"
  50. #define MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC "/sys/h05pNELZZvB/test13/thing/service/property/set"

  52. char mqtt_message[300];        //MQTT的上報(bào)消息緩存

  54. //服務(wù)器IP地址和端口號(hào)
  55. char *IP = MQTT_BROKERADDRESS;
  56. int Port = 1883;


  59. //任務(wù)優(yōu)先級(jí)
  60. #define START_TASK_PRIO                1
  61. //任務(wù)堆棧大小       
  62. #define START_STK_SIZE                 128  
  63. //任務(wù)句柄
  64. TaskHandle_t StartTask_Handler;
  65. //任務(wù)函數(shù)
  66. void start_task(void *pvParameters);

  68. //任務(wù)優(yōu)先級(jí)
  69. #define LED0_TASK_PRIO                2
  70. //任務(wù)堆棧大小       
  71. #define LED0_STK_SIZE                 50  
  72. //任務(wù)句柄
  73. TaskHandle_t LED0Task_Handler;
  74. //任務(wù)函數(shù)
  75. void led0_task(void *pvParameters);

  77. //任務(wù)優(yōu)先級(jí)
  78. #define WIFI_TASK_PRIO                4
  79. //任務(wù)堆棧大小       
  80. #define WIFI_STK_SIZE                 512  
  81. //任務(wù)句柄
  82. TaskHandle_t WIFITask_Handler;
  83. //任務(wù)函數(shù)
  84. void wifi_task(void *pvParameters);

  86. //任務(wù)優(yōu)先級(jí)
  87. #define SPI_TASK_PRIO                3
  88. //任務(wù)堆棧大小       
  89. #define SPI_STK_SIZE                 512  
  90. //任務(wù)句柄
  91. TaskHandle_t SPITask_Handler;
  92. //任務(wù)函數(shù)
  93. void SPI_task(void *pvParameters);


  96. /* Uart2 - Wifi 的消息接收隊(duì)列 */
  97. #define Wifi_MESSAGE_Q_NUM   4                   //接收數(shù)據(jù)的消息隊(duì)列的數(shù)量
  98. QueueHandle_t Wifi_Message_Queue;                //信息隊(duì)列句柄

  100. float PVE,BVE,RVE,OCT,CCT,CTE,ETE,FVN ;   
  101. u32 SensorT;
  102. int_least32_t SensorX,SensorY,SensorZ;
  103.   //產(chǎn)生一個(gè)10us的定時(shí)器，給MD計(jì)時(shí)
  104. void Time_Init(void)
  105. {
  106.         TIM_Struct tim_str;
  107.         tim_str.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;
  108.         tim_str.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
  109.         tim_str.Period = 200;
  110.         tim_str.Prescaler = 71;
  111.         tim_str.TIMx = TIM2;
  112.         TIM_Init(&tim_str);
  113.        
  114. }


  117. //主函數(shù)
  118. int main(void)
  119. {       
  120.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//設(shè)置系統(tǒng)中斷優(yōu)先級(jí)分組4
  121.     delay_init();               //初始化系統(tǒng)時(shí)鐘
  122.           LED_Init();                 //LED初始化
  123.     uart_init(115200);                 //初始化串口1
  124.     uart2_init(115200);         //初始化串口2
  125.     Timer3_Configuration(5);    //Tim3定時(shí)器，用于wifi-uart2的接收完成
  126.     WiFi_ResetIO_Init();                //wifi - RST引腳初始化
  127.                 MD_REQ_Init(9600,&MD_str);
  128.           Time_Init();
  129.           SPI2_Init();
  130.           ADXL355_Init();
  131.     printf("初始化完成，開始創(chuàng)建任務(wù)\r\n");
  132.      
  133.     //創(chuàng)建開始任務(wù)
  134.     xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            //任務(wù)函數(shù)
  135.                 (const char*    )"start_task",          //任務(wù)名稱
  136.                 (uint16_t       )START_STK_SIZE,        //任務(wù)堆棧大小
  137.                 (void*          )NULL,                  //傳遞給任務(wù)函數(shù)的參數(shù)
  138.                 (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       //任務(wù)優(yōu)先級(jí)
  139.                 (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   //任務(wù)句柄              
  140.     vTaskStartScheduler();          //開啟任務(wù)調(diào)度
  141. }


  144. //開始任務(wù)任務(wù)函數(shù)
  145. void start_task(void *pvParameters)
  146. {
  147.     taskENTER_CRITICAL();           //進(jìn)入臨界區(qū)
  148.    
  149.     //創(chuàng)建 Uart2 - Wifi 接收消息隊(duì)列
  150.     Wifi_Message_Queue = xQueueCreate(Wifi_MESSAGE_Q_NUM,1); //隊(duì)列項(xiàng)數(shù)目是Wifi_MESSAGE_Q_NUM，隊(duì)列項(xiàng)長(zhǎng)度是串口DMA接收緩沖區(qū)長(zhǎng)度
  151.    
  152.     //創(chuàng)建LED0任務(wù)
  153.     xTaskCreate((TaskFunction_t )led0_task,            
  154.                 (const char*    )"led0_task",          
  155.                 (uint16_t       )LED0_STK_SIZE,
  156.                 (void*          )NULL,                               
  157.                 (UBaseType_t    )LED0_TASK_PRIO,       
  158.                 (TaskHandle_t*  )&LED0Task_Handler);

  160.     //創(chuàng)建SPI_task任務(wù)
  161.     xTaskCreate((TaskFunction_t )SPI_task,            
  162.                 (const char*    )"SPI_task",          
  163.                 (uint16_t       )SPI_STK_SIZE,
  164.                 (void*          )NULL,                               
  165.                 (UBaseType_t    )SPI_TASK_PRIO,       
  166.                 (TaskHandle_t*  )&SPITask_Handler);                                                                
  167.                                                                
  168.     //創(chuàng)建wifi_task任務(wù)
  169.     xTaskCreate((TaskFunction_t )wifi_task,            
  170.                 (const char*    )"wifi_task",          
  171.                 (uint16_t       )WIFI_STK_SIZE,
  172.                 (void*          )NULL,                               
  173.                 (UBaseType_t    )WIFI_TASK_PRIO,       
  174.                 (TaskHandle_t*  )&WIFITask_Handler);   
  175.                
  176.     vTaskDelete(StartTask_Handler); //刪除開始任務(wù)
  177.     taskEXIT_CRITICAL();            //退出臨界區(qū)
  178. }

  180. //LED0任務(wù)函數(shù)
  181. void led0_task(void *pvParameters)
  182. {        u8 erro = 0;
  183.         u8 i = 0;
  184.                 while(1)
  185.         {
  186.                 if(MD_str.flag_listener)                                                        //發(fā)送數(shù)據(jù)后監(jiān)聽
  187.                 {
  188.                         if(MD_str.flag_waitRelpy == MD_NO)        //等待超時(shí)               
  189.                         {
  190.                                 ErroOutTime(&MD_str);
  191.                                 MD_str.flag_listener = 0;                                        //停止監(jiān)聽
  192.                         }
  193.                         if(MD_str.flag_receiveOK == MD_OK)        //有數(shù)據(jù)接收到
  194.                         {
  195.                                 erro = REQ_CallBack(&MD_str);
  196.                                 if(erro)
  197.                                 {
  198.                                         printf("erro = 0X%X\r\n",erro);
  199.                                 }else
  200.                                 {
  201.                                         printf("buff[電源電壓 電池電壓 充電電流 輸出電流 基準(zhǔn)電壓 內(nèi)部溫度 外部溫度 軟件版本 ] = {");
  202.                                         for(i=0;i<GETSIZE(saveAddrREG);i++)
  203.                                         {
  204.                                                 printf(" %#d ",saveAddrREG[i]);
  205.                                         }
  206.                                         printf("}\r\n");
  207.                                          
  208.                                         printf("OK--------------------\r\n");
  209.                                 }
  210.                                        
  211.                                
  212.                         }
  213.                 }
  214.                 if(flag_send )
  215.                 {
  216.                         REQ_Read(&MD_str,MD_READ_HOLD_REG,SLAVE_ADDR,0,8,saveAddrREG);                        //讀多個(gè)線圈或多個(gè)寄存器
  217.                         flag_send = 0;
  218.                 }
  219.                        
  220.         }
  221. }   



  225. //創(chuàng)建SPI任務(wù)函數(shù)
  226. void SPI_task(void *pvParameters)
  227. {
  228.   while(1)
  229.         {
  230.     ADXL355_Data_Scan(&SensorX, &SensorY, &SensorZ, &SensorT);
  231.                 printf("X: %f\r\n",(float)SensorX/256000);
  232.                 printf("Y: %f\r\n",(float)SensorY/256000);
  233.                 printf("Z: %f\r\n",(float)(SensorZ/256000));
  234.                 printf("\r\n\r\n");
  235.           vTaskDelay(2000);
  236.         }
  237. }


  240. //WIFI任務(wù)函數(shù)
  241. void wifi_task(void *pvParameters)
  242. {
  243.         uint8_t pub_cnt = 0,pub_ret;
  244.         uint16_t Counter_MQTT_Heart = 0;
  245.     char *recv;
  246.        
  247.     //MQTT協(xié)議初始化
  248.     ES8266_MQTT_Init();

  250.     while(1)
  251.     {
  252.         //心跳包發(fā)送
  253.                 if(Counter_MQTT_Heart++>300)
  254.                 {
  255.                         Counter_MQTT_Heart = 0;
  256.                         MQTT_SentHeart();
  257.                 }

  259.                 /* 發(fā)送數(shù)據(jù) */
  260.                  pub_cnt++;
  261.                 if(0 == pub_cnt%500) //約3S發(fā)送一次數(shù)據(jù)
  262.                 {
  263.                         PVE = saveAddrREG[0];
  264.                         BVE = saveAddrREG[1];
  265.                         CCT = saveAddrREG[2];
  266.                         OCT = saveAddrREG[3];
  267.                         RVE = saveAddrREG[4];
  268.                         CTE = saveAddrREG[5];
  269.                         ETE = saveAddrREG[6];
  270.                         FVN = saveAddrREG[7];

  272.                         pub_cnt = 0;
  273.                         memset(mqtt_message, 0, 300);
  274.                         //組裝數(shù)據(jù)  
  275.                         sprintf(mqtt_message,
  276.                         "{\"method\":\"thing.service.property.post\",\"id\":\"1234\",\"params\":{\
  277.                         \"PVE\":%.1f,\"BVE\":%.1f,\"CCT\":%.1f,\"OCT\":%.1f,\"RVE\":%.1f,\"CTE\":%.1f,\"ETE\":%.1f,\"FVN\":%.1f,\"DATAX\":%.1f,\"DATAY\":%.1f,\"DATAZ\":%.1f},\"version\":\"1.0.0\"}", PVE,BVE,CCT,OCT,RVE,CTE,ETE,FVN,(float)SensorX,(float)SensorY,(float)SensorZ);
  278.                          //發(fā)布數(shù)據(jù)
  279.                         pub_ret = MQTT_PublishData(MQTT_PUBLISH_TOPIC,mqtt_message,0);
  280.                         if(pub_ret > 0)
  281.                         {
  282.                                 printf("消息發(fā)布成功！！！ data=%.1f,data2=%.1f,data3=%.1f,data4=%.1f,data5=%.1f,data6=%.1f,data7=%.1f,data8=%.1f,data9=%.1f,data10=%.1f,data11=%.1f", PVE,BVE,CCT,OCT,RVE,CTE,ETE,FVN,(float)SensorX,(float)SensorY,(float)SensorZ);
  283.                         }
  284.                         else
  285.                         {
  286.                                 printf("/r/n");
  287.                                 printf("消息發(fā)布失敗！！！pub_ret=%d\r\n", pub_ret);
  288.                         }
  289.                 }
  290.         //收到數(shù)據(jù)
  291.         if((WifiMsg.U2_RxCompleted == 1) && (USART3_RxCounter > 1))
  292.         {
  293.             printf("來自服務(wù)器數(shù)據(jù)：%d\r\n", USART3_RxCounter);
  294.                         recv = strstr(USART3_RxBuff, "LED");
  295.             //下發(fā)命令后，串口2會(huì)接收到這樣的數(shù)據(jù)：
  296.                         //...{"method":"thing.service.property.set","id":"1593428732","params":{"LED":1},"version":"1.0.0"}                       
  297.             if(recv != NULL)
  298.             {       
  299.                                 //經(jīng)過strstr函數(shù)后，recv指向了字符串：LED":0}...
  300.                                 //為拿到LED后面的狀態(tài)值，指針偏移5個(gè)字節(jié)
  301.                                 recv = recv + 3 +2;  //LED占3個(gè)字節(jié)  ”:占2個(gè)字節(jié)
  302.                 printf("LED=%d\r\n", (*recv)-'0');
  303.                 LED0 = !((*recv)-'0');  //根據(jù)下發(fā)的命令控制PC13處的LED燈
  304.             
  305.                 memset(mqtt_message, 0, 300);
  306.                 //組裝數(shù)據(jù)  
  307.                 sprintf(mqtt_message,
  308.                 "{\"method\":\"thing.service.property.set\",\"id\":\"5678\",\"params\":{\
  309.                 \"LED\":%d},\"version\":\"1.0.0\"}", (*recv)-'0');
  310.                
  311.                 //發(fā)布數(shù)據(jù)
  312.                 pub_ret = MQTT_PublishData(MQTT_PUBLISH_TOPIC,mqtt_message,0);
  313.                 if(pub_ret > 0)
  314.                 {
  315.                     printf("消息發(fā)布成功！！！pub_ret=%d\r\n", pub_ret);
  316.                 }
  317.                 else
  318.                 {
  319.                     printf("消息發(fā)布失敗！！！pub_ret=%d\r\n", pub_ret);
  320.                 }
  321.             }
  322.             //將標(biāo)志位和數(shù)據(jù)清空
  323.             memset(USART3_RxBuff, 0, sizeof(USART3_RxBuff));
  324.             WifiMsg.U2_RxCompleted = 0;
  325.             USART3_RxCounter = 0;
  326.         }
  327.         vTaskDelay(10);
  328.     }
  329. }




  334. //MQTT初始化函數(shù)
  335. void ES8266_MQTT_Init(void)
  336. {
  337.         uint8_t status=1;
  338.     char conn=1;

  340.         // 復(fù)位不成功，需要重新復(fù)位
  341. //    if(!WiFi_Init())
  342. //    {
  343. //        printf("ESP8266狀態(tài)初始化正常\r\n");                //串口輸出信息
  344. //        //獲取WIFI當(dāng)前IP地址
  345. //        WiFi_GetIP(100);
  346. //        WifiMsg.Mode = 1;                                                        //r_flag標(biāo)志置位，表示8266狀態(tài)正常，可以繼續(xù)，進(jìn)行TCP連接
  347. //        status++;
  348. //    }
  349.   
  350.     printf("準(zhǔn)備復(fù)位模塊\r\n");                     //串口提示數(shù)據(jù)
  351.         if(WiFi_Reset(50))
  352.         {                                //復(fù)位，100ms超時(shí)單位，總計(jì)5s超時(shí)時(shí)間
  353.                 printf("復(fù)位失敗，準(zhǔn)備重啟\r\n");           //返回非0值，進(jìn)入if，串口提示數(shù)據(jù)
  354.         }else printf("復(fù)位成功\r\n");                   //串口提示數(shù)據(jù)
  355.    
  356.     printf("準(zhǔn)備連接路由器\r\n");                   //串口提示數(shù)據(jù)       
  357.    
  358.         if(WiFi_JoinAP(10)){                               //連接路由器,1s超時(shí)單位，總計(jì)10s超時(shí)時(shí)間
  359.         printf("連接路由器失敗，準(zhǔn)備重啟\r\n");     //返回非0值，進(jìn)入if，串口提示數(shù)據(jù)
  360.     }else printf("連接路由器成功\r\n");             //串口提示數(shù)據(jù)
  361.             printf("準(zhǔn)備獲取IP地址\r\n");                   //串口提示數(shù)據(jù)
  362.         if(WiFi_GetIP(50)){                                //準(zhǔn)備獲取IP地址，100ms超時(shí)單位，總計(jì)5s超時(shí)時(shí)間
  363.                 printf("獲取IP地址失敗，準(zhǔn)備重啟\r\n");     //返回非0值，進(jìn)入if，串口提示數(shù)據(jù)
  364.         }else printf("獲取IP地址成功\r\n");             //串口提示數(shù)據(jù)
  365.        
  366.         printf("準(zhǔn)備開啟透?jìng)鱘r\n");                     //串口提示數(shù)據(jù)
  367.         if(WiFi_SendCmd("AT+CIPMODE=1",50)){               //開啟透?jìng)鳎?00ms超時(shí)單位，總計(jì)5s超時(shí)時(shí)間
  368.                 printf("開啟透?jìng)魇。瑴?zhǔn)備重啟\r\n");       //返回非0值，進(jìn)入if，串口提示數(shù)據(jù)
  369.         }else printf("開啟透?jìng)鞒晒r\n");               //串口提示數(shù)據(jù)
  370.        
  371.         printf("準(zhǔn)備關(guān)閉多路連接\r\n");                 //串口提示數(shù)據(jù)
  372.         if(WiFi_SendCmd("AT+CIPMUX=0",50)){                //關(guān)閉多路連接，100ms超時(shí)單位，總計(jì)5s超時(shí)時(shí)間
  373.                 printf("關(guān)閉多路連接失敗，準(zhǔn)備重啟\r\n");   //返回非0值，進(jìn)入if，串口提示數(shù)據(jù)
  374.         }else printf("關(guān)閉多路連接成功\r\n");           //串口提示數(shù)據(jù)
  375.     WifiMsg.Mode = 1;                                                        //r_flag標(biāo)志置位，表示8266狀態(tài)正常，可以繼續(xù)，進(jìn)行TCP連接
  376.     status++;
  377.        
  378.         //連接阿里云IOT服務(wù)器
  379.         if(status==2)
  380.         {
  381.         printf("連接服務(wù)器：IP=%s,Port=%d\r\n",IP, Port);
  382.         conn = WiFi_Connect(IP, Port, 100);
  383.         printf("連接結(jié)果conn=%d\r\n",conn);
  384.         status++;
  385.         }
  386.     //關(guān)閉WIFI回顯
  387.     //printf("關(guān)閉回顯：%d\r\n", WiFi_Send("ATE0"));
  388.        
  389.         //登陸MQTT
  390.         if(status==3)
  391.         {
  392.                 //不用判斷返回值，登陸總是顯示失敗，但實(shí)際已經(jīng)登陸成功了
  393.                 MQTT_Connect(MQTT_CLIENTID, MQTT_USARNAME, MQTT_PASSWD);
  394.                 printf("ESP8266阿里云MQTT登陸成功！\r\n");
  395.                 status++;
  396.         }

  398.         //訂閱主題
  399.         if(status==4)
  400.         {
  401.                 //不用判斷返回值，訂閱總是顯示失敗，但實(shí)際已經(jīng)訂閱成功了
  402.                 MQTT_SubscribeTopic(MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC,0,1);
  403.                 printf("ESP8266阿里云MQTT訂閱主題成功！\r\n");
  404.         }
  405. }


  408. //定時(shí)
  409. void TIM2_IRQHandler(void)
  410. {
  411.         static u32 counter_t2 = 0;
  412.         if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_FLAG_Update)==SET)  //判斷是不是這個(gè)中斷
  413.     {
  414.                
  415.                         MD_Fun_InTime(&MD_str,200);        //MODBUS定時(shí)器中的函數(shù)
  416.                                
  417.                         //間隔1秒發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求
  418.                         if(flag_send == 0)
  419.                         {
  420.                                 counter_t2 ++;
  421.                                 if(counter_t2 > 5000)       
  422.                                 {
  423.                                         counter_t2 = 0;
  424.                                         flag_send = 1;
  425.                                 }               
  426.                         }       
  427.                 TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_FLAG_Update); //清除標(biāo)志位
  428.         }

  430. }
復(fù)制代碼

Keil代碼下載: STM32+太陽能+阿里云（已采集數(shù)據(jù)）2022-11-25.7z (369.31 KB, 下載次數(shù): 93)




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