基于STM32+ESP8266+FreeRTOS+安卓App上位机+MQTT连接OneNET的智能家居项目(前言)

该项目是一个基于STM32的智能家居系统,整合了ESP8266、指纹模块、红外遥控、温度传感器等,通过MQTT协议连接OneNET。系统包括语音控制、门禁功能和手机APP远程控制,所有代码和设计将在项目完成后开源。

  前言

   由于手头上有太多杂七杂八的模块,所以就想着把它们都用起来吧。因此就把它们做成了一个简单的智能家居项目。

   硬件、stm32代码、app代码都会在项目最后完成时打包进行开源。

  可供物联网、计算机或者是电子专业的朋友,在做课程设计或者是毕业设计时进行参考。

  点击以下链接观看项目展示。

  智能家居(硬件篇)

  硬件部分

  此项目用到的硬件如下:

  1.STM32F103RET6

  2.ESP8266

  3.AS608指纹模块

  4.红外接收管和红外遥控

  5.光敏电阻传感器模块

  6.温度传感器18B20

  7.步进电机

  8.ASR-PRO语音智能语音识别控制模块

  9.OLED(I2C四针)

  10.RC522射频模块

  11.无源蜂鸣器模块

  说明:虽然用到的模块可能比较多,但是有参考需要的朋友完全可以根据自己的需求进行减少或者增加。

  软件部分

  软件部分包含:

  STM32通过ESP8266连接OneNET(MQTT协议)上传和接收数据。

  OLED显示调试信息。

  语音模块控制下位机LED灯、步进电机以及蜂鸣器。

  模拟简单的门禁系统,RC522射频识别和指纹模块识别控制步进电机。

  安卓APP显示下位机采集到的温度、红外遥控键值、光敏强度数据,以及通过APP按钮控制下位机。

  总结

  这一节主要是项目的介绍,下一节是硬件原理图和PCB的介绍和项目开源。

  如果觉得有帮助的朋友麻烦点个赞,加个关注,你们的支持是我分享的动力。

  

 

 

<think>好的,我现在要帮用户查找关于STM32FreeRTOSESP8266通过AT命令实现MQTT通信的资料。首先,我需要回顾用户提供的引用内容,看看有没有相关的信息。 用户引用了三篇资料,引用[1]提到了F407和ESP8266结合使用cJSON和阿里云IoT,可能涉及MQTT的数据封装。引用[2]提到了STM32+ESP8266+MQTT上云OneNET,带有FreeRTOS,使用ESP8266-01S模块的接线方式。引用[3]是关于移植Paho MQTT库到STM32的教程。用户需要的是结合FreeRTOS和AT指令实现MQTT的方案,所以需要综合这些信息。 首先,硬件连接方面,引用[2]提到ESP8266-01S的接线方式,比如RX接PA2,TX接PA3,复位接PA4,VCC和GND。这可能是一个基础连接示例,用户需要确认自己的STM32型号是否兼容这些引脚,可能需要调整。 然后,FreeRTOS的集成。引用[2]和[3]都涉及操作系统和MQTT库的使用。在FreeRTOS中,可以创建多个任务,比如一个处理AT指令,另一个处理MQTT通信。需要配置任务优先级和堆栈大小,确保实时性。 AT指令部分,ESP8266需要设置MQTT参数,连接到服务器。例如,发送AT+CIPSTART建立TCP连接,然后发送MQTT协议报文。引用[2]中的示例可能包含如何通过AT命令发送数据到OneNET,但具体MQTT命令可能需要查阅更多资料。 MQTT协议实现方面,引用[3]提到了Paho MQTT嵌入式库,但用户使用AT指令的话,可能需要手动拼接MQTT报文,比如CONNECT、PUBLISH等。这需要了解MQTT协议格式,比如固定头、可变头、有效载荷。例如,CONNECT报文需要客户端ID、Clean Session标志、Keep Alive时间等。 代码示例部分,用户可能需要参考引用[1]中的cJSON解包和引用[2]中的多传感器数据上传,结合FreeRTOS的任务管理。例如,创建一个任务专门处理ESP8266的AT指令响应,另一个任务处理数据的上传和订阅。 此外,稳定性方面,需要考虑超时重连、错误处理,比如网络断开时如何自动重连。引用[2]中的FreeRTOS可能已经实现了部分机制,但需要用户自己添加异常处理逻辑。 最后,测试和调试是关键步骤,使用串口打印日志可以帮助排查AT指令执行中的问题,确保每一步都正确执行,比如WiFi连接MQTT连接、订阅主题等。 总结下来,步骤应该是硬件连接FreeRTOS任务设计→AT指令驱动→MQTT协议实现→数据处理→稳定性优化→测试调试。需要结合用户提供的引用内容,并补充具体的代码示例和协议细节。</think>以下是关于STM32FreeRTOS结合ESP8266通过AT命令实现MQTT通信的实现方案和技术要点,结合了站内引用资料的核心内容: --- ### 一、硬件架构设计 1. **硬件连接** STM32(如F103/F407)与ESP8266-01S模块接线建议: - `ESP8266_RX` → `STM32_TX`(如PA2) - `ESP8266_TX` → `STM32_RX`(如PA3) - `ESP8266_RST` → STM32控制引脚(如PA4) - 供电需稳定,建议独立3.3V电源[^2] 2. **通信协议** 使用UART串口通信,波特率通常为115200,通过AT指令控制ESP8266--- ### 二、软件实现步骤 #### 1. FreeRTOS任务划分 ```c // 创建两个主要任务 xTaskCreate(AT_Handler_Task, "AT_Handler", 256, NULL, 3, NULL); // AT指令处理 xTaskCreate(MQTT_Publish_Task, "MQTT_Pub", 256, NULL, 2, NULL); // 数据发布 ``` #### 2. AT指令驱动实现 ```c // 发送基础AT指令(示例) void send_AT_command(char* cmd) { UART_SendString(USART1, cmd); // 通过UART发送指令 vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)); // 等待响应 } // 关键指令流程: // 1. 连接WiFi send_AT_command("AT+CWJAP=\"SSID\",\"PASSWORD\"\r\n"); // 2. 建立TCP连接MQTT服务器) send_AT_command("AT+CIPSTART=\"TCP\",\"mqtt.server.com\",1883\r\n"); ``` #### 3. MQTT协议封装 需手动拼接MQTT协议报文,以下为CONNECT报文示例: ```c // MQTT CONNECT报文(十六进制格式) uint8_t mqtt_connect[] = { 0x10, 0x1A, // Fixed header 0x00, 0x04, 'M', 'Q', 'T', 'T', // Protocol name 0x04, // Protocol level 0x02, // Connect flags (Clean Session) 0x00, 0x3C, // Keep Alive 60s 0x00, 0x07, 'c', 'l', 'i', 'e', 'n', 't', '1' // Client ID }; ``` #### 4. 数据解析与封装 参考cJSON库进行数据打包[^1]: ```c // 使用cJSON生成JSON数据 cJSON *root = cJSON_CreateObject(); cJSON_AddNumberToObject(root, "temperature", 25.6); char *json_str = cJSON_PrintUnformatted(root); // 通过MQTT发布 publish_MQTT_message("sensor/data", json_str); ``` --- ### 三、关键优化点 1. **稳定性设计** - 增加AT指令响应超时检测(如500ms) - TCP连接断开后自动重连机制 - 使用FreeRTOS队列缓存待发送数据 2. **资源管理** - 限制MQTT报文最大长度(建议≤1024字节) - 启用FreeRTOS内存管理钩子函数检测内存泄漏 --- ### 四、示例代码片段 ```c // MQTT发布任务 void MQTT_Publish_Task(void *pvParameters) { while(1) { char payload[128]; sprintf(payload, "{\"sensor\":%d}", read_sensor_data()); send_AT_command("AT+CIPSEND=0,%d\r\n", strlen(payload)); // 发送长度 send_AT_command(payload); // 发送实际数据 vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000)); // 5秒间隔 } } ``` --- ### 五、相关参考资料 1. [ESP8266 AT指令集官方文档](https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/4a-esp8266_at_instruction_set_cn.pdf) 2. 站内MQTT协议实现参考[^3] 3. OneNET平台接入示例 ---
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