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STM32+SIM800C采用MQTT协议登录OneNet上传温湿度 MQ2烟雾浓度 GPS数据

时间：2020-10-26 03:57:58

一、环境介绍

MCU:STM32F103C8T6

GSM模块:SIM800C

开发软件:Keil5

MQTT协议采用OneNet的旧版协议，登录OneNet控制台创建应用时要选择旧版本。

如果想使用新版本的标准MQTT协议连接OnetNet请参考这里:/xiaolong1126626497/article/details/107385118

完整源代码下载:/download/xiaolong1126626497/18245757

二、硬件与需求

一块STM32F103C8T6最小系统板。

一块OLED显示屏

一个DHT11温湿度传感器

一个MQ-2可燃气体传感器

一个SIM800C模块

软件要求

采集DHT11温度、湿度数据、采集MQ-2烟雾传感器数据实时在OLED显示屏上显示、当烟雾浓度超过阀值时，可以通过SIM800C向指定手机号码发送短信。

并需要使用SIM800C连接GPRS网络，将温度、湿度、烟雾浓度上传到OneNet服务器进行可视化显示。

三、核心代码

3.1 main.c

// // 功能描述 : 智能环境检测系统// 时间: 0605// 版本: v3.3// 版权所有，盗版必究。//Copyright(C) DS小龙哥 - ///#include "stm32f10x.h"#include "delay.h"#include "usart.h"#include <stdio.h>#include "dht11.h"#include "oled.h"#include "adc.h"#include "timer.h"#include "sim800c.h"#include "gps.h"/*DTH11接线说明:VCC---3.3VGND---GNDDAT---PA5MQ-2接线说明:VCC---3.3VGND---GNDAO----PB0使用IIC接口的OLED显示屏接线说明:GND---GNDVCC---3.3VSDA---PB7SCL---PB6使用SPI接口的OLED显示屏接线说明:GND---GNDVCC---3.3VD0-----PB5D1-----PB6RES----PB7DC-----PB8CS-----PB9 SIM800C接线说明:GND----GNDPA2----SIM800C_RXDPA3----SIM800C_TXDCH340模块接线说明:GND----GNDRX-----PA9GPS接线说明: (波特率需要根据GPS模块实际情况进行修改)GND----GNDVCC---3.3VPB11----GPS_TX*/u8 dht11_temp,dht11_humi;u32 time_cnt=0;u32 OneNet_Sendtime=0;u8 data_select=0; //发送的数据选择u8 DisplayState=0;char DisplayDataBuffer[20];u16 MQ_2; //存放ADC的数据void DisplayPage1(void); //第一页void DisplayPage2(void); //第二页//烟雾超标提示u8 sim800c_buff[]="MQ-2 smoke exceeded";char tmp_buffer[100];double Longitude=103.718463; //经度double latitude=36.107013; //纬度int main(void){u8 state;USART_X_Init(USART1,72,115200); //串口初始化printf("串口初始化完成!\r\n");OLED_Init(); //OLED显示屏初始化ADC1_Init();if(DHT11_Init())printf("DHT11检测错误!\r\n");TIM2_Init(72,20000);//辅助串口3接收，超时时间为20msUSART_X_Init(USART2,36,9600); //可能的波特率(测试): 57600 、9600、115200USART_X_Init(USART3,36,9600);//接GPS模块TIM3_Init(72,20000);//辅助串口3接收，超时时间为20ms//显示初始化信息OLED_Clear_GRAM();OLED_DisplayString(0,0,16,"System Init..");OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存//延时等待printf("延时等待\r\n");DelayMs(1000);DelayMs(1000);DelayMs(1000);DelayMs(1000);printf("开始初始化SIM800C \r\n");//初始化SIM800C OLED_DisplayString(0,16,16,"SIM800C Init..");OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存while(1){state=SIM800C_InitCheck();if(state==0)break;DelayMs(1000);printf("SIM800C初始化状态:%d\r\n",state);}//设置文本模式OLED_DisplayString(0,32,16,"SIM800C Text Set...");OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存while(1){state=SIM800C_SetNoteTextMode();if(state==0)break;DelayMs(1000);printf("设置文本模式状态:%d\r\n",state);}//同步网络时间//SIM800C_NtpUpdate();//初始化GPRSSIM800C_GPRS_Init();while(1){delay_ms(1);time_cnt++;OneNet_Sendtime++;//记录时间if(time_cnt>=100){time_cnt=0;DisplayState=!DisplayState;printf("切换页面!\r\n");}//向云端发送一次数据（每次选择发送一种数据）if(OneNet_Sendtime>=500) //单位ms{OneNet_Sendtime=0;switch(data_select){case 0:OneNet_HTTP_DataUpdate("T",dht11_temp);break;case 1:OneNet_HTTP_DataUpdate("H",dht11_humi);break;case 2:OneNet_HTTP_DataUpdate("MQ2",MQ_2);break;case 3:OneNet_HTTP_GPS_DataUpdate("GPS",Longitude,latitude);break;}data_select++;if(data_select>3)data_select=0;}//采集DHT11温湿度与MQ-2的数据DHT11_Read_Data(&dht11_temp,&dht11_humi);MQ_2=ADC1_GetCHx(8);//串口打印数据// printf("温度:%d\r\n",dht11_temp);// printf("湿度:%d\r\n",dht11_humi);// printf("MQ-2:%d\r\n",MQ_2);//判断烟雾是否超标，设置阀值if(MQ_2>=2000){//发送短信if(SIM800C_SendNote((u8*)"13800138000",sim800c_buff,strlen((char*)sim800c_buff))==0)printf("短信发送成功\r\n");elseprintf("短信发送失败\r\n");}//采用时间间隔切换页面if(DisplayState){DisplayPage2();}else {DisplayPage1();}//实时接收WIFI收到的数据if(USART2_RX_FLAG){USART2_RX_BUFF[USART2_RX_CNT]='\0';USART2_RX_CNT=0;USART2_RX_FLAG=0;printf("USART2_RX_BUFF=%s\r\n",USART2_RX_BUFF);memset(USART2_RX_BUFF,0,sizeof(USART2_RX_BUFF));}//实时接收GPS收到的数据if(USART3_RX_FLAG){USART3_RX_BUFF[USART3_RX_CNT]='\0';USART3_RX_CNT=0;USART3_RX_FLAG=0;//解析GPS经纬度信息GPS_GPRMC_Decoding(USART3_RX_BUFF,&Longitude,&latitude);printf("经度:%f,纬度:%f\r\n",Longitude,latitude);printf("USART2_RX_BUFF=%s\r\n",USART3_RX_BUFF);memset(USART2_RX_BUFF,0,sizeof(USART3_RX_BUFF));}}}/*函数功能: 温湿度DHT11显示页面*/void DisplayPage2(void){u8 i;OLED_Clear_GRAM();/*1. 最上方界面提示*/for(i=0;i<5;i++){OLED_DisplayData(24+i*16,0,16,16,ChineseFont[i+8]);}/*2. 温湿度显示*/snprintf(DisplayDataBuffer,sizeof(DisplayDataBuffer),"T :%d",dht11_temp);OLED_DisplayString(40,24,16,DisplayDataBuffer);snprintf(DisplayDataBuffer,sizeof(DisplayDataBuffer),"RH:%d%%",dht11_humi);OLED_DisplayString(40,40,16,DisplayDataBuffer);OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存}/*函数功能: 烟雾传感器显示页面*/void DisplayPage1(void){u8 i;OLED_Clear_GRAM();/*1. 最上方界面提示*/for(i=0;i<6;i++){OLED_DisplayData(16+i*16,0,16,16,ChineseFont[i+13]);}/*2. 烟雾浓度显示*/snprintf(DisplayDataBuffer,sizeof(DisplayDataBuffer),"%d%%",MQ_2);OLED_DisplayString(40,24,16,DisplayDataBuffer);OLED_Refresh_GRAM(); //刷新显存}

3.2 sim800c.c

#include "sim800c.h"/*函数功能:向SIM800C模块发送指令函数参数:char *cmd 发送的命令char *check_data 检测返回的数据返回值: 0表示成功 1表示失败*/u8 SIM800C_SendCmd(char *cmd,char *check_data){u16 i,j;for(i=0;i<5;i++) //测试的总次数{USART2_RX_FLAG=0;USART2_RX_CNT=0;memset(USART2_RX_BUFF,0,sizeof(USART2_RX_BUFF));USART_X_SendString(USART2,cmd); //发送指令for(j=0;j<500;j++) //等待的时间(ms单位){if(USART2_RX_FLAG){USART2_RX_BUFF[USART2_RX_CNT]='\0';if(strstr((char*)USART2_RX_BUFF,check_data)){return 0;}else break;}delay_ms(20); //一次的时间}}return 1;}/*函数功能：GSM模块初始化检测函数返回值：1表示模块检测失败，0表示成功*/u8 SIM800C_InitCheck(void){if(SIM800C_SendCmd("AT\r\n","OK"))return 1;else printf("SIM800模块正常!\r\n");if(SIM800C_SendCmd("ATE0\r\n","OK"))return 2;else printf("设置模块不回显成功!\r\n");if(SIM800C_SendCmd("AT+CGMI\r\n","OK"))return 3;else printf("查询制造商名称成功!%s\r\n",USART2_RX_BUFF);if(SIM800C_SendCmd("AT+CGMM\r\n","OK"))return 4;else printf("查询模块型号成功!%s\r\n",USART2_RX_BUFF);DelayMs(1000);DelayMs(1000);if(SIM800C_SendCmd("AT+CNUM\r\n","+CNUM:"))return 5;else printf("获取本机号码成功!%s\r\n",USART2_RX_BUFF);/* 返回格式如下:+CNUM: "","+8613086989413",145,7,4OK*/return 0;}/*函数功能：GSM模块短信模式设置函数返回值：0表示模块设置成功*/u8 SIM800C_SetNoteTextMode(void){if(SIM800C_SendCmd("AT+CSCS=\"GSM\"\r\n","OK"))return 1;// "GSM"字符集else printf("短信GSM字符集设置成功!\r\n");if(SIM800C_SendCmd("AT+CMGF=1\r\n","OK"))return 2; //文本模式else printf("短信文本模式设置成功!\r\n");return 0;}/*函数功能：发送短信函数参数：num:电话号码text:短信内容函数返回值：0表示发送成功*/u8 SIM800C_SendNote(u8 *num,u8 *text,u16 len){char data[50];char send_buf[2];sprintf(data,"AT+CMGS=\"%s\"\r\n",num);if(SIM800C_SendCmd(data,">"))return 1; //设置发送的手机号USART_X_SendData(USART2,text,len);//发送短信内容send_buf[0] = 0x1a;send_buf[1] = '\0';if(SIM800C_SendCmd(send_buf,"+CMGS"))return 2; //发送结束符号return 0;}/*函数功能：NTP网络同步时间*/void SIM800C_NtpUpdate(void){ SIM800C_SendCmd("AT+SAPBR=3,1,\"Contype\",\"GPRS\"\r\n","OK");//配置承载场景1SIM800C_SendCmd("AT+SAPBR=3,1,\"APN\",\"CMNET\"\r\n","OK");SIM800C_SendCmd("AT+SAPBR=1,1\r\n","OK"); //激活一个GPRS上下文DelayMs(5);SIM800C_SendCmd("AT+CNTPCID=1\r\n","OK"); //设置CNTP使用的CIDSIM800C_SendCmd("AT+CNTP=\"202.120.2.101\",32\r\n","OK");//设置NTP服务器和本地时区(32时区时间最准确)SIM800C_SendCmd("AT+CNTP\r\n","+CNTP: 1");//同步网络时间printf("同步网络时间:%s\r\n",USART2_RX_BUFF);}/*函数功能：GPRS数据通信初始化返回值： 0表示成功*/u8 SIM800C_GPRS_Init(void){SIM800C_SendCmd("AT+CIPCLOSE=1\r\n","CLOSE OK");//关闭连接SIM800C_SendCmd("AT+CIPSHUT\r\n","SHUT OK");//关闭移动场景 if(SIM800C_SendCmd("AT+CGCLASS=\"B\"\r\n","OK"))return 1;//设置GPRS移动台类别为B,支持包交换和数据交换 if(SIM800C_SendCmd("AT+CGDCONT=1,\"IP\",\"CMNET\"\r\n","OK"))return 2;//设置PDP上下文,互联网接协议,接入点等信息if(SIM800C_SendCmd("AT+CGATT=1\r\n","OK"))return 3;//附着GPRS业务if(SIM800C_SendCmd("AT+CIPCSGP=1,\"CMNET\"\r\n","OK"))return 4; //设置为GPRS连接模式if(SIM800C_SendCmd("AT+CIPHEAD=1\r\n","OK"))return 5; //设置接收数据显示IP头(方便判断数据来源)return 0;}/*函数功能: 连接TCP服务器函数参数: ipaddr:ip地址port:端口返回值: 0表示成功,其他值表示失败*/u8 SIM800C_Connect_TCP_Server(char *ipaddr,char *port){char cmd_buff[100];SIM800C_SendCmd("AT+CIPCLOSE=1\r\n","CLOSE OK");//关闭连接SIM800C_SendCmd("AT+CIPSHUT\r\n","SHUT OK");//关闭移动场景 sprintf(cmd_buff,"AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",\"%s\"\r\n",ipaddr,port);if(SIM800C_SendCmd(cmd_buff,"OK"))return 1;//发起连接return 0;}/*函数功能: TCP客户端模式下发送数据返回值： 0表示成功,其他值表示失败*/u8 SIIM800C_TCP_SendData(u8 *data,u32 len){char send_buf[2];//准备发送数据if(SIM800C_SendCmd("AT+CIPSEND\r\n",">")==0){//发送数据USART_X_SendData(USART2,data,len);//发送结束符号DelayMs(50);send_buf[0] = 0x1a;send_buf[1] = '\0';if(SIM800C_SendCmd(send_buf,"SEND OK"))return 2;else return 0;}return 1;}/*函数功能: 采用HTTP协议方式向OneNet服务器上报数据函数参数：char *data_point：数据点的名称u32 data ：上传的数据*/char OneNet_HTTP_CMD[1024];char OneNet_HTTP_BUFF[300];#define ONENET_DEVICE_ID "529199894"#define ONENET_API_KEY "GfYgLKD4UxsjgJqkXhEoYLhL6fE="void OneNet_HTTP_DataUpdate(char *data_point,u32 data){//拼接数据snprintf(OneNet_HTTP_BUFF,sizeof(OneNet_HTTP_BUFF),"{\"datastreams\":[{\"id\":\"%s\",\"datapoints\":[{\"value\":%d}]}]}",data_point,data);//拼接数据snprintf(OneNet_HTTP_CMD,sizeof(OneNet_HTTP_CMD),"POST /devices/%s/datapoints HTTP/1.1\r\n" \"api-key:%s\r\n" \"Host:\r\n" \"Connection:close\r\n" \"Content-Length:%d\r\n" \"\r\n" \"%s",ONENET_DEVICE_ID,ONENET_API_KEY,strlen(OneNet_HTTP_BUFF),OneNet_HTTP_BUFF);printf("OneNet_HTTP_CMD=%s\r\n",OneNet_HTTP_CMD);printf("连接服务器的状态:%d\r\n",SIM800C_Connect_TCP_Server("183.230.40.33","80"));DelayMs(500);printf("数据发送的状态:%d\r\n",SIIM800C_TCP_SendData((u8*)OneNet_HTTP_CMD,strlen(OneNet_HTTP_CMD)));}/*函数功能: 采用HTTP协议方式向OneNet服务器上报GPS经纬度信息函数参数：char *data_point：数据点的名称double Longitude,double latitude：上传的经纬度数据*/void OneNet_HTTP_GPS_DataUpdate(char *data_point,double Longitude,double latitude){//拼接数据snprintf(OneNet_HTTP_BUFF,sizeof(OneNet_HTTP_BUFF),"{\"datastreams\":[{\"id\":\"%s\",\"datapoints\":[{\"value\":{\"lon\":%lf,\"lat\":%lf}}]}]}",data_point,Longitude,latitude);//拼接数据snprintf(OneNet_HTTP_CMD,sizeof(OneNet_HTTP_CMD),"POST /devices/%s/datapoints HTTP/1.1\r\n" \"api-key:%s\r\n" \"Host:\r\n" \"Connection:close\r\n" \"Content-Length:%d\r\n" \"\r\n" \"%s",ONENET_DEVICE_ID,ONENET_API_KEY,strlen(OneNet_HTTP_BUFF),OneNet_HTTP_BUFF);printf("GPS_OneNet_HTTP_CMD=%s\r\n",OneNet_HTTP_CMD);printf("连接服务器的状态:%d\r\n",SIM800C_Connect_TCP_Server("183.230.40.33","80"));DelayMs(500);printf("数据发送的状态:%d\r\n",SIIM800C_TCP_SendData((u8*)OneNet_HTTP_CMD,strlen(OneNet_HTTP_CMD)));}

3.3 sim800c.h

#ifndef _GSM_H#define _GSM_H#include "stm32f10x.h"#include "usart.h"#include "delay.h"u8 SIM800C_SendCmd(char *cmd,char *check_data);u8 SIM800C_InitCheck(void);u8 SIM800C_SetNoteTextMode(void);u8 SIM800C_SendNote(u8 *num,u8 *text,u16 len);void SIM800C_NtpUpdate(void);u8 SIM800C_GPRS_Init(void);u8 SIM800C_Connect_TCP_Server(char *ipaddr,char *port);u8 SIIM800C_TCP_SendData(u8 *data,u32 len);void OneNet_HTTP_GPS_DataUpdate(char *data_point,double Longitude,double latitude);void OneNet_HTTP_DataUpdate(char *data_point,u32 data);#endif