ESP对接阿里云物联网平台

已于 2023-08-04 14:41:23 修改
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文章标签： 阿里云 git 云计算
于 2023-05-31 10:40:34 首次发布
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一、前言

该教程介绍了三种esp系列模组对接Aliyun平台的使用方法，可根据您现有的模组进行选择：
1、 适用于ESP-IDFv4.4环境，支持模组型号：ESP32、ESP32-S2、ESP32-S3、ESP32-C3。
2、 适用于ESP-IDFv5.0环境，支持模组型号：ESP32、ESP32-S2、ESP32-S3、ESP32-C3、ESP32-C2。
3、 适用于ESP8266系列模组，支持模组型号：ESP8266。

二、 适用于ESP-IDFv4.4环境

1、教程说明

该教程主要使用“esp-aliyun”中的“mqtt_example”工程去实现与阿里云的对接，大致逻辑为：在“mqtt_example”工程中将需要修改的参数进行重新配置，然后将配置后的工程烧录进开发板；随后再进行证书的配置，根据配置好证书的文件再生成.bin文件，再次烧录进开发板，以对接阿里云平台；
需要注意的是此教程涉及到两次烧录过程，先烧录“mqtt_example”工程，再烧录配置文件生成的.bin文件。

2、环境

（1） IDF版本：ESP-IDFv4.4.3
（2） esp-aliyun版本：https://github.com/espressif/esp-aliyun.git
（3） 操作系统：WSL1、Ubuntu20.04
（4） 编辑编译工具：VSCode命令行
（5） 开发板：ESP32-WROOM-32D
（6） 开发板供电：USB

3、获取阿里云SDK与工程配置

（1） 下载阿里云SDK：git clone https://github.com/espressif/esp-aliyun.git
在这里插入图片描述
（2） 以esp-aliyun\examples\mqtt\mqtt_example为例 以下命令必须使用自己的路径
cd esp-aliyun\examples\mqtt\mqtt_example
在这里插入图片描述
（3） 设置目标芯片为esp32（C3、S2、S3均可选择）这里以esp32为例
idf.py set-target esp32
在这里插入图片描述
（4） 芯片配置
idf.py menuconfig
需要配置的有：WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD、Serial flasher config、Partition Table

  • WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD：idf.py menuconfig-> Example Configuration
    将图中的WiFi SSID和WIFI Password修改为自己的WiFi账号
    在这里插入图片描述
  • Serial flasher config：idf.py menuconfig->Serial flasher config
    将Flash size改为4MB
    在这里插入图片描述
  • Partition Table：idf.py menuconfig-> Partition Table
    选择为指定分区表：
    在这里插入图片描述
    并将分区表的名字选择为main函数中的partitions_esp32.csv:
    在这里插入图片描述

4、获取阿里云三元组

（1） 登录阿里云，前往物联网平台创建产品以及产品下的设备，获取到它的四个参数，创建产品设备参考链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_49864684/article/details/117114384

在这里插入图片描述
此处默认选择为一机一密烧录方式，如果需要一型一密烧录方式，可参考如下截屏：
在这里插入图片描述
（2） 生成bin文件：

  1. mass_mfg目录下有一个参考配置：single_mfg_config.csv，请复制自己的配置文件，例如：my_single_mfg_config.csv。
    （mass_mfg的位置：/esp-aliyun/config/mass_mfg）
    在这里插入图片描述

  2. 复制一份自己的配置文件：cp single_mfg_config.csv my_single_mfg_config.csv
    在这里插入图片描述

  3. 用VSCode打开这个配置文件，使用自己的ProductKey、ProductSecret、DeviceName、DeviceSecret对my_single_mfg_config.csv进行修改：
    在这里插入图片描述
    将 config ，dsj3RuY74pgCBJ3zczKz1LaLK7RGApqh ，a10BnLLzGv4 ，pVfLpS1u3A9JM0go 修改为自己的阿里云设备三元组和ProductSecret参数，如下图所示：
    在这里插入图片描述
    一切准备工作完成，开始生成bin文件
    使用乐鑫官方工具生成bin文件：/esp-idf/components/nvs_flash/nvs_partition_generator/nvs_partition_gen.py generate ./my_single_mfg_config.csv ./my_single_mfg.bin 0x4000
    在这里插入图片描述
    此处打码的路径应选择你自己的，总之要使用到 “nvs_partition_gen.py generate” 这个工具才能生成bin文件。

5、编译和下载

（1） 回到刚刚的工程目录下： cd \esp-aliyun\examples\mqtt\mqtt_example
在这里插入图片描述
编译好了之后要先下载一遍程序：idf.py -p /dev/ttyS12 flash (需把/dev/ttyS12换成自己的端口号)
在这里插入图片描述（2） 下载好程序（2）下载好程序后把刚刚生成的固件再烧录进开发板：
4. 通过VSCode将.bin文件取出：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
将bin文件放至桌面，使用flash download工具下载至开发板 （下载地址为0x210000）
在这里插入图片描述
下载完成之后，打开串口调试助手和阿里云平台，以确认阿里云是否对接成功：

6、根据提示，阿里云对接成功

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

三、适用于ESP-IDFv5.0环境

1、 环境

（1） IDF版本：ESP-IDFv5.0

（2） 使用工程：/esp-idf/examples/protocols/mqtt/ws/

（3） 操作系统：WSL1、Ubuntu20.04

（4） 编辑编译工具：VSCode命令行

（5） 开发板：ESP32-C2

（6） 开发板供电：USB

2、工程准备

（1）进入需要使用的工程：
cd ~/esp-idf/ examples/protocols/mqtt/ws/ (路径以你的idf版本为准，需要进入到“ws”这个工程)
在这里插入图片描述
（2） 设置目标芯片为esp32-c2（可选除esp8266外的所有模组）
在这里插入图片描述
（3） 芯片配置：idf.py menuconfig

需要配置的有： WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD

  • WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD： idf.py menuconfig-> Example Connection Configuration
    将图中的WiFi SSID和WIFI Password修改为自己的WiFi账号
    在这里插入图片描述（4）使用VScode打开“ws”工程
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

3、 获取阿里云mqtt连接参数

（1） 我们需要在阿里云中创建一个产品，随后在产品中获取到设备的mqtt连接参数，可将下面的链接复制到浏览器打开查看详情：https://blog.youkuaiyun.com/qq_49864684/article/details/117114384
（2） 在创建产品下的设备中获取到mqtt连接参数：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

4、 编译和下载

（1） 回到刚刚用VScode打开的工程，找到“mqtt_app_start”函数，将获取到的mqtt连接参数对应填上即可：
在这里插入图片描述需要注意的是在填写mqttHostUrl和port时，需要如上图中的处理方式
（2） 确认填写正确后，开始编译和下载
（3） 打开串口调试助手，确定是否正常连接

5、 根据提示，阿里云对接成功

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

四、 适用于ESP8266系列模组

1、教程说明

由于ESP8266与上述的环境不搭配，所以本章教程仅适用于ESP8266对接阿里云；本章主要内容为：搭建适用于ESP8266的AT环境，在menuconfig中修改给mqtt分配的堆栈大小，将AT固件取出烧录进ESP8266开发板（模组），然后再输入相应的AT指令，使其对接阿里云平台。

在使用该教程时，需要先搭建一个AT环境， 参考地址：https://docs.espressif.com/projects/esp-at/zh_CN/release-v2.2.0.0_esp8266/Compile_and_Develop/How_to_clone_project_and_compile_it.html（将此连接复制到浏览器打开即可）

问： 为什么不直接使用官方AT固件，而需要搭建一个AT环境？
答： 因为官方AT固件给mqtt分配的堆栈大小不足，使用官方固件对接阿里云时会出现对接过程中堆栈溢出，从而导致开发板（模组）重启。）

2、环境

（1） ESP-AT版本：release/v2.2.0.0_esp8266

（2） AT版本：https://github.com/espressif/esp-at.git

（3） 操作系统：WSL1、Ubuntu20.04

（4） 编辑编译工具：VSCode命令行

（5） 开发板：ESP8266

（6） 开发板供电：USB

3、 工程准备

（1） 将AT环境搭建成功后，需要先使用脚本下载esp-at所需要的工具：

  • cd ~/esp-at/esp-idf
    ./install.sh
    在这里插入图片描述

（2） 下载完成后，再使用. ./export.sh激活环境。

（3） 随后回到“esp-at”目录，输入./build.py menuconfig，分别选择2、1、0。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
（4） 修改mqtt的堆栈大小：Component config ->ESP-MQTT Configurations -> 将(2048) MQTT task stack size修改为 (4096) MQTT task stack size
在这里插入图片描述
（5） 保存退出后，对该工程进行编译：./build.py build
在这里插入图片描述
（6） 编译完成，将工程烧录进开发板: ./build.py -p/dev/ttyS3 flash（以串口号为COM3为例，需以自己的COM口为准）
在这里插入图片描述
（7） 烧录完成，根据官方资料得知ESP8266模组AT指令相应口为GPIO12和GPIO15，使用串口烧录器将对应的GPIO口反接后，即可开始进行调试
在这里插入图片描述
（8） 输入AT，返回OK时，即可开始对接mqtt（输入AT时，需要添加换行符\r\n）
在这里插入图片描述

4、 获取阿里云mqtt连接参数

（1） 我们需要在阿里云中创建一个产品，随后在产品中获取到设备的mqtt连接参数，可将下面的链接复制到浏览器打开查看详情：https://blog.youkuaiyun.com/qq_49864684/article/details/117114384

（2）在创建产品下的设备中获取到mqtt连接参数：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

5、连接阿里云

  1. 设置WiFi模式为station：
    AT+CWMODE=1

  2. 连接AP：
    AT+CWJAP=“WT”,“0987654321”

  3. 配置参数：
    AT+CIPSNTPCFG=1,8,“ntp1.aliyun.com”

  4. 设置阿里云上mqtt参数中的“username”和“passwd”：
    AT+MQTTUSERCFG=0,1,“”,“kmJ8ABQN8U4NrOfGQtw9&i0uaa9euzCF”,“93385d703ab9efd2b2ca899a49ee60e0f97e05250706b8fdc9c7ed8c580437f8”,0,0,“”

  5. 设置阿里云上mqtt参数中的clientld：
    AT+MQTTLONGCLIENTID=0,92
    i0uaa9euzCF.kmJ8ABQN8U4NrOfGQtw9|securemode=2,signmethod=hmacsha256,timestamp=1681891166600|

  6. 设置阿里云上mqtt参数中的mqttHosturl和prot，连接阿里云：
    AT+MQTTCONN=0,“iot-06z00eytimhlzdy.mqtt.iothub.aliyuncs.com”,1883,0

6、 根据提示，阿里云对接成功

在这里插入图片描述

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