ESP01S WIFI 模块

ESP8266 系列无线模块是安信可科技自主研发设计的一系列高性价比 WiFisOC 模组。该系列模块支持标准的 IEEE802.11 b/g/n 协议，内置完整的 TCP/IP 协议栈。用户可以使用该系列模块为现有的设备添加联网功能，也可以构建独立的网络控制器。即使在不了解其原理的情况下，只要有一定的串口知识理解，那么就可以轻松上手该模块，进而实现手机 WiFi 操作。功能特点:基于 ESP8266 芯片开发，模组集成了透传功能，即买即用，支持串口 AT 指令集，用户通过串口即可实现网络访问，广泛应用于智能穿戴，智能家居，家庭安防，遥控器，汽车电子，智慧照明，工业物联网等领域。

模块来源

采购链接：

ESP-01S 无线透传工业级 ESP8266 串口转 WiFi 模块

资料下载：

https://pan.baidu.com/s/13mQInPq5drMzs8sXzC14dQ

提取码: pj4z

规格参数

工作电压： 3.0V-3.6V

工作电流： IMAX = 170mA

模块尺寸： 14.4 x 24.7 MM

控制方式： 串口

移植过程

我们的目标是在天空星 STM32F407 上能够完成无线传输的功能。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现，再移植至我们的工程。

查看资料

该 WIFI 模块，有三种模式即 STA、AP、STA+AP。

这里主要使用 AP 和 STA 模式作为案例，实现近距离无线控制和远距离无线控制。

• STA 模式是指 ESP8266 作为客户端连接到一个无线路由器上（或者无线热点），可以访问网络中的其他设备。
• AP 模式是指 ESP8266 作为热点，其他设备可以连接到它上面，实现无线网络通信。
• STA+AP 模式就是两者同时实现。

使用前，需要烧入 MQTT 固件，后续的案例有使用 MQTT，如不烧入 MQTT 固件，在涉及到 MQTT 的 AT 命令时会不断失败。

注意

固件烧录工具和固件在百度网盘链接中该模块的文件夹内！！！

链接在开发板介绍章节的离线资料下载！！

固件烧录接线：

烧录步骤：

引脚选择

使用串口 2（串口 2-TX=PA2，串口 2-RX=PA3）

移植至工程

移植步骤中的导入.c 和.h 文件与第二章的第 1 小节【DHT11 温湿度传感器】相同，只是将.c 和.h 文件更改为 bsp_esp01s.c 与 bsp_esp01s.h。这里不再过多讲述，移植完成后面修改相关代码。

在文件 bsp_esp01s.c 中，编写如下代码。

/*
 * 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
 * 开发板官网：www.lckfb.com
 * 技术支持常驻论坛，任何技术问题欢迎随时交流学习
 * 立创论坛：https://oshwhub.com/forum
 * 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！
 * 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任
 *
 Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-03-21     LCKFB-LP    first version
 */

#include "bsp_ESP01S.h"
#include "stdio.h"
#include "board.h"
#include "hmacsha1.h"
#include "string.h"
#include <stdlib.h>

unsigned char WIFI_RX_BUFF[WIFI_RX_LEN_MAX];
unsigned char WIFI_RX_FLAG = 0;
unsigned char WIFI_RX_LEN = 0;

uint8_t wifi_link_flag = 0;//设备连接状态
//配合    Get_Device_connection_status    函数使用
// *      0=没有设备连接
// *      1=有设备连接了WIFI
// *      0=有设备断开了WIFI
// *      2=有设备连接了服务器
// *      3=有设备断开了服务器



/************************************************************
 * 函数名称：WIFI_USART_Init
 * 函数说明：连接WIFI的初始化
 * 型    参：bund=串口波特率
 * 返 回 值：无
 * 备    注：无
*************************************************************/
void WIFI_USART_Init(unsigned int bund)
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_WIFI_TX,ENABLE);        // TX端口时钟
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_WIFI_RX,ENABLE);        // RX端口时钟

        GPIO_PinAFConfig(PORT_WIFI_TX,GPIO_WIFI_TX_SOURCE, BSP_WIFI_AF);//IO口用作串口引脚要配置复用模式
        GPIO_PinAFConfig(PORT_WIFI_RX,GPIO_WIFI_RX_SOURCE, BSP_WIFI_AF);

        GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin           = GPIO_WIFI_TX;//TX引脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode          = GPIO_Mode_AF;//IO口用作串口引脚要配置复用模式
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed         = GPIO_Speed_100MHz;
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd          = GPIO_PuPd_UP;
        GPIO_Init(PORT_WIFI_TX,&GPIO_InitStructure);

        GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin           = GPIO_WIFI_RX;//RX引脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode          = GPIO_Mode_AF;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed         = GPIO_Speed_100MHz;
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd          = GPIO_PuPd_UP;
        GPIO_Init(PORT_WIFI_RX,&GPIO_InitStructure);

        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//定义配置串口的结构体变量

        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_WIFI_USART, ENABLE);//开启串口2的时钟

        USART_DeInit(WIFI_USART);//大概意思是解除此串口的其他配置

        USART_StructInit(&USART_InitStructure);
        USART_InitStructure.USART_BaudRate              = bund;//设置波特率
        USART_InitStructure.USART_WordLength            = USART_WordLength_8b;//字节长度为8bit
        USART_InitStructure.USART_StopBits              = USART_StopBits_1;//1个停止位
        USART_InitStructure.USART_Parity                = USART_Parity_No ;//没有校验位
        USART_InitStructure.USART_Mode                  = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//将串口配置为收发模式
        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl   = USART_HardwareFlowControl_None; //不提供流控
        USART_Init(WIFI_USART,&USART_InitStructure);//将相关参数初始化给串口2

        USART_ITConfig(WIFI_USART, USART_IT_RXNE, ENABLE);//初始配置接受中断
        USART_ITConfig(WIFI_USART, USART_IT_IDLE, ENABLE);//初始配置接受中断

        USART_ClearFlag(WIFI_USART,USART_FLAG_RXNE);//初始配置时清除接受置位
        USART_ClearFlag(WIFI_USART,USART_IT_IDLE);//初始配置时清除接受置位

        USART_Cmd(WIFI_USART, ENABLE);//开启串口2

        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//中断控制结构体变量定义

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                    = WIFI_USART_IRQ;//中断通道指定为USART2
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority  = 1;//主优先级为0
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority         = 1;//次优先级为1
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                 = ENABLE;//确定使能
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化配置此中断通道
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：WIFI_USART_Send_Bit
 * 函 数 说 明：向WIFI模块发送单个字符
 * 函 数 形 参：ch=字符
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void WIFI_USART_Send_Bit(unsigned char ch)
{
      USART_SendData(WIFI_USART, (uint8_t)ch);

      while( RESET == USART_GetFlagStatus(WIFI_USART, USART_FLAG_TXE) ){} // 等待发送数据缓冲区标志置位

}


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：WIFI_USART_send_String
 * 函 数 说 明：向WIFI模块发送字符串
 * 函 数 形 参：str=发送的字符串
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void WIFI_USART_send_String(unsigned char *str)
{
        while( str && *str ) // 地址为空或者值为空跳出
        {
                WIFI_USART_Send_Bit(*str++);
        }
}
//清除串口接收的数据
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Clear_WIFI_RX_BUFF
 * 函 数 说 明：清除WIFI发过来的数据
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void Clear_WIFI_RX_BUFF(void)
{
        unsigned char i = WIFI_RX_LEN_MAX-1;
        while(i)
        {
                WIFI_RX_BUFF[i--] = 0;
        }
        WIFI_RX_LEN = 0;
        WIFI_RX_FLAG = 0;
}


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：WIFI_Send_Cmd
 * 函 数 说 明：向WIFI模块发送指令，并查看WIFI模块是否返回想要的数据
 * 函 数 形 参：cmd=发送的AT指令        ack=想要的应答                waitms=等待应答的时间                cnt=等待应答多少次
 * 函 数 返 回：1=得到了想要的应答                0=没有得到想要的应答
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
char WIFI_Send_Cmd(char *cmd,char *ack,unsigned int waitms,unsigned char cnt)
{
        WIFI_USART_send_String((unsigned char*)cmd);//1.发送AT指令
        while(cnt--)
        {
              //时间间隔
              delay_1ms(waitms);
              //串口中断接收蓝牙应答
              if( WIFI_RX_FLAG == 1 )
              {
                      WIFI_RX_FLAG = 0;
                      WIFI_RX_LEN = 0;
                      //查找是否有想要的数据
                      if( strstr((char*)WIFI_RX_BUFF, ack) != NULL )
                      {
                              return 1;
                      }
                      //清除接收的数据
                      memset( WIFI_RX_BUFF, 0, sizeof(WIFI_RX_BUFF) );
              }
        }
        WIFI_RX_FLAG = 0;
        WIFI_RX_LEN = 0;
        return 0;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：WIFI_ESP01S_Init
 * 函 数 说 明：WIFI模块ESP01S初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：ESP01S的默认波特率是115200
******************************************************************/
void WIFI_ESP01S_Init(void)
{
        WIFI_USART_Init(115200);//默认波特率为115200
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：WIFI_MODE_AP_Init
 * 函 数 说 明：开启AP模式，即模块开启热点让手机连接
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：1=配置成功   其他=失败
 * 作       者：LC
 * 备       注：手机通过WIFI模块默认的IP地址192.168.4.1和设置的端口号，进行连接
******************************************************************/
uint8_t WIFI_MODE_AP_Init(void)
{
      uint8_t ret = 0;
      char send_buff[200];

      ret = WIFI_Send_Cmd("AT\r\n", "OK", 10, 3);//测试指令：AT\r\n  成功返回OK  失败返回ERROR
      if( ret != 1 ) return ret;

      ret = WIFI_Send_Cmd("AT+CWMODE=2\r\n","OK",30,3);   //配置WIFI AP模式
      if( ret != 1 ) return ret;

      sprintf(send_buff, "AT+CWSAP=\"%s\",\"%s\",11,4\r\n", AP_WIFISSID,AP_WIFIPASS );
      ret = WIFI_Send_Cmd(send_buff,"OK",30,3);  //设置wifi账号与密码
      if( ret != 1 ) return ret;

      ret = WIFI_Send_Cmd("AT+RST\r\n","ready",800,3); //重新复位
      if( ret != 1 ) return ret;
      ret = WIFI_Send_Cmd("AT+CIPMUX=1\r\n","OK",50,3); //开启多个连接
      if( ret != 1 ) return ret;
      ret = WIFI_Send_Cmd("AT+CIPSERVER=1,5000\r\n","OK",50,3); //开启服务器设置端口号为5000
      if( ret != 1 ) return ret;
      return ret;
}





/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_Device_connection_status
 * 函 数 说 明：获取设备连接状态(AP模式)
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：0=没有设备连接
 *              1=有设备连接了WIFI
 *              2=有设备断开了WIFI
 *              3=有设备连接了服务器
 *              4=有设备断开了服务器
 * 作       者：LC
 * 备       注：手机要连接WIFI模块的步骤是先连接WIFI再连接服务器
//当有设备连接AP模式下的热点时，WIFI模块会给连接的设备分配IP地址
//我们只需检测是否有分配地址，则知道是否有设备连接。
//设备连接时WIFI返回：
//  +STA_CONNECTED:"f0:6c:5d:d6:f6:18"
//  +DIST_STA_IP:"f0:6c:5d:d6:f6:18","192.168.4.2"
//设备断开连接时返回：
//  +STA_DISCONNECTED:"f0:6c:5d:d6:f6:18"
******************************************************************/
uint8_t Get_Device_connection_status(void)
{
    //串口中断接收WIFI应答
    if( WIFI_RX_FLAG == 1 )
    {
        WIFI_RX_FLAG = 0;
        WIFI_RX_LEN = 0;
        //有设备连接了热点
        if( strstr((char*)WIFI_RX_BUFF, "+STA_CONNECTED") != NULL )
        {
            //清除接收的数据
            wifi_link_flag = 1;
            memset( WIFI_RX_BUFF, 0, sizeof(WIFI_RX_BUFF) );
#if        DEBUG
 printf("The device is connected to a hotspot.\r\n");
 #endif
            return 1;
        }
        //有设备断开了热点
        if( strstr((char*)WIFI_RX_BUFF, "+STA_DISCONNECTED") != NULL )
        {
            //清除接收的数据
            wifi_link_flag = 0;
            memset( WIFI_RX_BUFF, 0, sizeof(WIFI_RX_BUFF) );
#if        DEBUG
 printf("The device is disconnected from the hotspot.\r\n");
 #endif
            return 2;
        }
        //有设备连接了服务器
        if( strstr((char*)WIFI_RX_BUFF, ",CONNECT") != NULL )
        {
            //清除接收的数据
            wifi_link_flag = 2;
            memset( WIFI_RX_BUFF, 0, sizeof(WIFI_RX_BUFF) );
            return 3;
#if        DEBUG
 printf("The device is connected to the server.\r\n");
 #endif
        }
        //有设备断开了服务器
        if( strstr((char*)WIFI_RX_BUFF, ",CLOSED") != NULL )
        {
            //清除接收的数据
            wifi_link_flag = 3;
            memset( WIFI_RX_BUFF, 0, sizeof(WIFI_RX_BUFF) );
            return 4;
#if        DEBUG
 printf("The device is disconnected from the server.\r\n");
 #endif
        }
    }
    return 0;
}


/**********************************************************
 * 函 数 名 称：Get_WIFI_AP_Data
 * 函 数 功 能：解析设备发送过来的数据
 * 传 入 参 数：ap_parameter要将数据保存的地址
 * 函 数 返 回：1：有设备发送过来数据        0：没有设备发送过来数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：device_id最大5个  //+IPD,1,4:abcd
**********************************************************/
uint8_t Get_WIFI_AP_Data(AP_PARAMETER *ap_parameter)
{
    char buff[50];
    char *test;

    char i=0;

    //接收到设备发过来的数据
    if( strstr((char*)WIFI_RX_BUFF,"+IPD,") != NULL )
    {
        test = strstr((char*)WIFI_RX_BUFF,"+IPD,");

        //记录设备ID号
        strncpy(buff,test+5,1);
        buff[1] ='\0';
        ap_parameter->device_id = atoi(buff);
        printf("device_id = %s\r\n",buff);

        //记录发送过来的数据长度
        strncpy(buff,test+7,strcspn(test+7,":") );
        buff[ strcspn(test+7,":") ] ='\0';
                printf("device_data = %s\r\n",buff);
        ap_parameter->device_datalen = atoi(buff);
        printf("device_datalen = %s\r\n",buff);
        //记录发送过来的数据
        memset(buff,0,sizeof(buff));
        while(test[i++]!=':');
        strncpy(buff, test+i,strcspn(test+i,"\r") );
                printf("device_data = %s\r\n",buff);
        strcpy((char*)ap_parameter->device_data, buff);

        //清除串口接近缓存
        Clear_WIFI_RX_BUFF();
        return 1;
    }
    return 0;
}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：WIFI_Send_To_Client
 * 函 数 说 明：AP模式下，WIFI发送数据至客户端（连接AP模式下热点的设备）
 * 函 数 形 参：id=向第几个客户端发送数据   data=要发送的数据（字符串形式）
 * 函 数 返 回：0=发送失败   1=发送成功
 * 作       者：LC
 * 备       注：使用该函数函数请确保WIFI模块处于AP模式
******************************************************************/
uint8_t WIFI_Send_To_Client(uint8_t id,char * data)
{
        uint8_t send_buf[20]={0};
        sprintf((char*)send_buf,"AT+CIPSEND=%d,%d\r\n",id,strlen(data));
        if(WIFI_Send_Cmd((char*)send_buf,">",20,3))
        {
                WIFI_USART_send_String((unsigned char *)data);
                return 1;
        }
        return 0;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：mstrcat
 * 函 数 说 明：字符串连接
 * 函 数 形 参：s1：目标字符串， s2：源字符串
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：哈希使用
******************************************************************/
static void mstrcat(char *s1, const char *s2)
{
        if(*s1 != NULL)
                while(*++s1);
        while((*s1++ = *s2++));
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：CalculateSha1
 * 函 数 说 明：计算sha1密匙
 * 函 数 形 参：password：密匙存放缓冲区
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
static void CalculateSha1(unsigned char *password)
{
        unsigned char temp[3] = {0};
        unsigned char digest[30]={0};
        unsigned char cnt = 0;
        hmac_sha1((unsigned char *)DeviceSecret,32,(unsigned char *)Encryption,46,digest);
        memset(temp, 0, sizeof(temp));
        for(cnt=0;cnt<20;cnt++)
        {
                sprintf((char *)temp,"%02X",digest[cnt]);
                mstrcat((char *)password,(char *)temp);
        }
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：WIFI_MODE_STA_Aliyun_Init
 * 函 数 说 明：配置WIFI模块连接阿里云物联网平台
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void WIFI_MODE_STA_Aliyun_Init(void)
{
        char AT_CMD[250]={0};
        uint8_t PassWord[50] = {0};  //存放的是哈希计算的密钥

        RST:
    //测试指令AT
        WIFI_Send_Cmd("AT\r\n","OK",100,3);

        //配置WIFI STA
        WIFI_Send_Cmd("AT+CWMODE=1\r\n","OK",300,3);

        //设置时区  NTSP服务器  用于调整客户端自身所在系统的时间，达到同步时间的目的
        WIFI_Send_Cmd("AT+CIPSNTPCFG=1,8,\"ntp1.alliyun.com\"\r\n","OK",100,3);

        //连接wifi 账号&密码
        sprintf(AT_CMD,"AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"\r\n",WIFISSID,WIFIPASS);

        if( WIFI_Send_Cmd(AT_CMD,"OK",3000,3) == 0 )
        {
                printf("WIFI名称或密码有错,复位重启\r\n");
        //wifi连接不上，重启
                WIFI_Send_Cmd("AT+RST\r\n","ready",1000,1);
                goto RST;
        }
        //清0数组，备用
        memset(AT_CMD,0,sizeof(AT_CMD));

    //计算哈希
        CalculateSha1(PassWord);

    #if        DEBUG
//    sprintf(PassWord,"%s","AF7596ADFFD4C57C5FD43F1CA1A20DE961634360");
        printf("haxi=%s\r\n",PassWord);
        printf("UserName=%s\r\n",UserName);
    #endif

        sprintf(AT_CMD,"AT+MQTTUSERCFG=0,1,\"NULL\",\"%s\",\"%s\",0,0,\"\"\r\n", UserName, PassWord);
        WIFI_Send_Cmd(AT_CMD,"OK",2000,3);

        //设置连接客户端ID
        memset(AT_CMD,0,sizeof(AT_CMD));  //清0数组，备用
        sprintf(AT_CMD,"AT+MQTTCLIENTID=0,\"%s\"\r\n",ClientId);
        WIFI_Send_Cmd(AT_CMD,"OK",1000,3);

        //连接到MQTT代理（阿里云平台）
        memset(AT_CMD,0,sizeof(AT_CMD));
        sprintf(AT_CMD,"AT+MQTTCONN=0,\"%s\",1883,1\r\n",IP);
        if(WIFI_Send_Cmd(AT_CMD,"OK",2000,3)==0)
        {
                printf("连接aliyu失败,复位STM32重连\r\n");
        //wifi连接不上，重启  1000延时1S    2链接次数
                WIFI_Send_Cmd("AT+RST\r\n","ready",1000,2);
                __set_FAULTMASK(1); //STM32程序软件复位
                NVIC_SystemReset();
        }

        //订阅主题
        memset(AT_CMD,0,sizeof(AT_CMD));
        sprintf(AT_CMD, "AT+MQTTSUB=0,\"%s\",1\r\n", PublishMessageTopSet);
        WIFI_Send_Cmd(AT_CMD,"OK",1000,3);
        printf("连接aliyu成功\r\n");
        Clear_WIFI_RX_BUFF();//清除串口接收缓存
    //上电就上传数据至手机
//        Publish_MQTT_message(publish_mqtt_message,5,); //发布主题
}




/*点击LED开关
+MQTTSUBRECV:0,"/sys/a1PJRLOWo3p/TEST/thing/service/property/set",100,
{"method":"thing.service.property.set","id":"367399823","params":{"LED_Switch":1},"version":"1.0.0"}
*/

/*滑动亮度条
+MQTTSUBRECV:0,"/sys/a1PJRLOWo3p/TEST/thing/service/property/set",101,
{"method":"thing.service.property.set","id":"812539841","params":{"brightness":75},"version":"1.0.0"}
*/
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_Aliyun_json_data
 * 函 数 说 明：获取阿里云JSON格式的数据（接收手机发送过来的数据）
 * 函 数 形 参：data=数据的保存地址
 * 函 数 返 回：1=接收到JSON数据并处理   0=没有接收到数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
uint8_t Get_Aliyun_json_data(JSON_PUBLISH *data)
{
        char *buff=0;
    //串口中断接收WIFI应答
    if( WIFI_RX_FLAG == SET )
    {
                printf("\r\n--\r\n");
        WIFI_RX_FLAG = 0;
        WIFI_RX_LEN = 0;
        //有设备连接了热点
        if( strstr((char*)WIFI_RX_BUFF, "params\":") != NULL )
        {
                        //获取功能名称
                        buff = strstr((char*)WIFI_RX_BUFF, "params\":");
                        buff += strlen("params\":{\"");
                        strcpy(data->keyname,strtok(buff,"\""));
                        printf("data->keyname = %s\r\n",data->keyname);
                        //获取功能值
                        buff = strstr((char*)WIFI_RX_BUFF, "params\":" );
                        buff += strlen("params\":{\"")+strlen(data->keyname)+2;
                        strcpy(data->value, strtok(buff,"}"));
            return 1;
        }
        }
    return 0;
}


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Clear_Aliyun_json_data
 * 函 数 说 明：清除JSON接收过的数据
 * 函 数 形 参：data=要清除的数据
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void Clear_Aliyun_json_data(JSON_PUBLISH *data)
{
        uint16_t i = 0;
        while( data->keyname[i] != 0 )
        {
                data->keyname[i++] = '\0';
        }
        i= 0;
        while( data->value[i] != 0 )
        {
                data->keyname[i++] = '\0';
        }
}

//在自定义功能时，有多少个标识符，就添加多少个
//我就只有两个标识符。
//LED_Switch=LED开关 范围0-1
//brightness=亮度    范围0-100
JSON_PUBLISH publish_mqtt_message[2]=
{
        { "\\\"LED_Switch\\\":","0" },
        { "\\\"brightness\\\":","0" }
};

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Publish_MQTT_message
 * 函 数 说 明：发布主题 ，上发多个数据(设备将数据发送至手机)
 * 函 数 形 参：data=publish_mqtt_message， data_num=上传的数据个数
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void Publish_MQTT_message(JSON_PUBLISH *data,uint8_t data_num)
{
        char AT_CMD[384]={0};
        char params[256]={0},i,*sp;

        sp=params;

        sprintf(data[0].value,"%d",0);   //把传感器的值赋值给json结构体的value
        sprintf(data[1].value,"%d",90);

        //          4
        for(i=0;i<data_num;i++)
        {        // 3
                if(i<(data_num-1))
                {
                        sprintf(sp,"%s%s%s",data[i].keyname,data[i].value,"\\,");
                        while(*sp!=0) {sp++;} //防止覆盖
                }
                else
                        sprintf(sp,"%s%s",data[i].keyname,data[i].value);
        }
        sprintf(AT_CMD,"AT+MQTTPUB=0,\"%s\",\"{\\\"params\\\":{%s}}\",1,0\r\n",PublishMessageTopPost,params);
        //发送指令后等待2000ms再判断是否发送成功，不发送成功则重发3-1次
    //这里会阻塞CPU的运行,可以直接使用    WIFI_USART_send_String(AT_CMD); 发送，但是无法判断是否发送成功。
    WIFI_Send_Cmd(AT_CMD,"OK",2000,3);
}


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：WIFI_USART_IRQHandler
 * 函 数 说 明：连接WIFI的串口中断服务函数
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
void WIFI_USART_IRQHandler(void)
{
        if(USART_GetITStatus(WIFI_USART, USART_IT_RXNE) == SET) // 接收缓冲区不为空
        {
        //接收数据
                WIFI_RX_BUFF[ WIFI_RX_LEN ] = USART_ReceiveData(WIFI_USART);

#if DEBUG
        //测试，查看接收到了什么数据
        printf("%c", WIFI_RX_BUFF[ WIFI_RX_LEN ]);
#endif
                //接收长度限制
        WIFI_RX_LEN = ( WIFI_RX_LEN + 1 ) % WIFI_RX_LEN_MAX;
        }
        if(USART_GetITStatus(WIFI_USART, USART_IT_IDLE) == SET) // 检测到空闲中断
        {
                volatile uint32_t temp;
                temp = WIFI_USART->SR; // 读取状态寄存器以清除IDLE标志
                temp = WIFI_USART->DR; // 读取数据寄存器以清除IDLE标志

                WIFI_RX_BUFF[WIFI_RX_LEN] = '\0'; //字符串结尾补 '\0'
                WIFI_RX_FLAG = SET;            // 接收完成
        }
}

在文件 bsp_esp01s.h 中，编写如下代码。

/*
 * 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
 * 开发板官网：www.lckfb.com
 * 技术支持常驻论坛，任何技术问题欢迎随时交流学习
 * 立创论坛：https://oshwhub.com/forum
 * 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！
 * 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任
 *
 Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-03-21     LCKFB-LP    first version
 */
#ifndef _BSP_ESP01S_H_
#define _BSP_ESP01S_H_

#include "stm32f4xx.h"
#include "string.h"


//是否开启串口0调试，查看WIFI回显数据
#define     DEBUG   1

/****************************   STA模式    ****************************/
//STA模式下，WIFI模块要连接的热点（需要自行修改为自己的参数）
#define  WIFISSID       "aaa"               //wifi热点名称
#define  WIFIPASS       "12345678"          //wifi热点密码

//连接的阿里云IP端口（不可修改）
#define  IP             "203.107.45.14"     //阿里云服务器IP或域名
//#define  IP           "a1PaQm83lGg.iot-as-mqtt.cn-shenzhen.aliyuncs.com"   //服务器IP或域名
#define  PORT           1883                            //连接端口号，MQTT默认1883

//阿里云三元组（需要自行修改为自己的参数）
#define DeviceName                 "TEST"                   //设备名称
#define ProductKey                 "a1PJRLOWo3p"            //产品密匙
#define DeviceSecret        "3e7a1a43694b65abdcbc4f5c724e9faf"        //设备密匙

//计算哈希算法用到加密（不可修改）
#define Client                 "clientId123deviceName"
#define productKey  "productKey"
#define Encryption  (Client DeviceName productKey ProductKey)
//AT指令的
#define AND "&"
#define ClientId "123|securemode=3\\,signmethod=hmacsha1|"                //客户端ID
#define UserName (DeviceName AND ProductKey)                                        //用户名

//订阅发布的主题（不可修改）
#define SYS "/sys/"
#define LINK "/"
#define TOP "/thing/event/property/"
#define POST "post"
#define ESET  "set"
#define PublishMessageTopPost         (SYS ProductKey LINK DeviceName TOP POST)
#define PublishMessageTopSet         (SYS ProductKey LINK DeviceName TOP ESET)

//上传数据结构体
typedef struct
{
        char keyname[50];   //键读取
        char value[20];     //读取到的值，类型字符串
}JSON_PUBLISH;

extern  JSON_PUBLISH  publish_mqtt_message[2];

/****************************   AP模式    ****************************/

//AP模式下，WIFI开启的热点
#define AP_WIFISSID "ESP-01S"
#define AP_WIFIPASS "12345678"

typedef struct
{
    uint8_t device_id;
    uint8_t device_datalen;
    uint8_t device_data[200];
}AP_PARAMETER;



/****************************   串口配置    ****************************/
#define RCC_WIFI_TX         RCC_AHB1Periph_GPIOA   // 串口TX的端口时钟
#define RCC_WIFI_RX         RCC_AHB1Periph_GPIOA   // 串口RX的端口时钟
#define RCC_WIFI_USART      RCC_APB1Periph_USART2  // 串口2的时钟

#define PORT_WIFI_TX        GPIOA               // 串口TX的端口
#define PORT_WIFI_RX        GPIOA               // 串口RX的端口

#define GPIO_WIFI_TX        GPIO_Pin_2                  // 串口TX的引脚
#define GPIO_WIFI_TX_SOURCE GPIO_PinSource2           // 串口TX的引脚
#define GPIO_WIFI_RX        GPIO_Pin_3                  // 串口RX的引脚
#define GPIO_WIFI_RX_SOURCE GPIO_PinSource3           // 串口RX的引脚

#define BSP_WIFI_AF         GPIO_AF_USART2           // 串口2的复用功能

#define WIFI_USART               USART2                      // 串口2
#define WIFI_USART_IRQ           USART2_IRQn                 // 串口2中断
#define WIFI_USART_IRQHandler    USART2_IRQHandler        // 串口2中断服务函数


#define     WIFI_RX_LEN_MAX     200       //串口接收最大长度

extern uint8_t wifi_link_flag;//设备连接状态
//配合    Get_Device_connection_status    函数使用
// *              0=没有设备连接
// *              1=有设备连接了WIFI
// *              0=有设备断开了WIFI
// *              2=有设备连接了服务器
// *              3=有设备断开了服务器


void WIFI_ESP01S_Init(void);            //WIFI模块初始化
uint8_t WIFI_MODE_AP_Init(void);        //AP模式初始化
uint8_t Get_Device_connection_status(void);//获取连接状态
void WIFI_MODE_STA_Aliyun_Init(void);   //连接阿里云初始化
uint8_t Get_WIFI_AP_Data(AP_PARAMETER *ap_parameter);
uint8_t Get_Aliyun_json_data(JSON_PUBLISH *data);
void Clear_Aliyun_json_data(JSON_PUBLISH *data);
void Publish_MQTT_message(JSON_PUBLISH *data,uint8_t data_num);
#endif

案例一 AP 模式下的手机控制

使用 AP 模式通过 AT 命令，控制 WIFI 模块开启热点、多连接、服务器。待手机连接后，通过手机 APP 进行数据互传。

手机 APP

使用案例前，请确保 bsp_esp01s.c 和 bsp_esp01s.h 移植成功。

APP 操作

首先使用手机连接 WIFI 模块的热点。其次打开 APP 连接服务器。服务器默认 IP 为 192.168.4.1，端口号在代码中设置为了 5000。

连接上 WIFI 的热点后，打开 APP 连接服务器。

编辑各个按钮值，方便后面我们进行控制。

在 main.c 中，编写如下代码。

/*
 * 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
 * 开发板官网：www.lckfb.com
 * 技术支持常驻论坛，任何技术问题欢迎随时交流学习
 * 立创论坛：https://oshwhub.com/forum
 * 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！
 * 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任
 *
 Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-03-21     LCKFB-LP    first version
 */
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include <stdio.h>
#include "bsp_esp01s.h"

int main(void)
{
      AP_PARAMETER ap_parameter={0};
      uint8_t test_ret = 0;

      board_init();

      uart1_init(115200U);

      printf("start\r\n");
      //WIFI初始化
      WIFI_ESP01S_Init();
      //设置WIFI模块为AP模式
      WIFI_MODE_AP_Init();
      while(1)
      {
          //判断是否有设备连接
          Get_Device_connection_status();
          //如果当前设备连接了服务器（手机APP连接上热点）
          if( wifi_link_flag == 2 )
          {
              if( Get_WIFI_AP_Data(&ap_parameter) == 1 )//如果接收到数据
              {
                  //输出接收的数据
                  printf("ID = %d\r\n", ap_parameter.device_id );//设备ID
                  printf("data len = %d\r\n", ap_parameter.device_datalen );//发送过来的数据长度
                  printf("data = %s\r\n", ap_parameter.device_data );//发送过来的数据
              }
          }
      }


}

案例现象：

当手机 APP 接入 WIFI 连接成功之后，APP 发送数据到立创·天空星的串口。

默认 ip：192.168.4.1 默认端口：5000

代码下载

链接在开发板介绍章节的离线资料下载！！

案例二 STA 模式下的阿里云控制

1. 创建阿里云产品；百度搜索阿里云，进入阿里云官网。

2. 登录账号。（没有账号则先注册）

3. 进入物联网生活平台。

4. 进入控制台

5. 新建一个新项目。

6. 进入项目配置。

7. 创建新产品。

8. 新产品配置。

9. 创建完成之后，在弹出的界面选择继续开发。

10. 添加自定义功能

11. 配置自定义功能。（后面可以自己添加自己需要的自定义功能，这里仅作为展示。）

12. 配置功能完成之后，进入人机交互模式

13. 使用云智能 APP 进行控制。（云智能 APP 是阿里云提供的，无需我们去重新设计 APP）

14. 设置基础配置中的产品展示。（配置完成之后记得要保存）

15. 设置基础配置中的绑定方式。（使用云智能 APP 固定只能使用授权式）

16. 设置基础配置中的设备面板。

17. 创建一个新的面板。

18. 设计面板的界面 UI。

19. 设计完成之后，保存面板。

20. 退出设计界面，回到产品管理界面，选择我们刚才设计的面板。

21. 进入设备调试。

22. 新增测试设备。

23. 给测试设备命名。

24. 保存设备证书。

25. 将设备证书中的三个元素，复制到立创·天空星的 ESP-01S 工程的 bsp_ESP01S.h 中。（代码在下一项）

26. 将代码烧入测试。

27. 设备连接阿里云成功之后，刷新设备调试界面，即可发现设备已经在线。

28. 回到人机交互配置界面，，选择产品说明书配置中的下载配网二维码。

29. 生成 APP 界面二维码。

以上实现了阿里云的产品创建与接入。并可以接收到手机发来的数据。

接下来，我们要根据手机发来的数据，进行控制。

在 main.c 中，编写以下代码。（需确保之前的 bsp_ESP01S.c 和 bsp_ESP01S.h 已经准备好）

/*
 * 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
 * 开发板官网：www.lckfb.com
 * 技术支持常驻论坛，任何技术问题欢迎随时交流学习
 * 立创论坛：https://oshwhub.com/forum
 * 关注bilibili账号：【立创开发板】，掌握我们的最新动态！
 * 不靠卖板赚钱，以培养中国工程师为己任
 *
 Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-03-21     LCKFB-LP    first version
 */
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include <stdio.h>
#include "bsp_esp01s.h"


//LED测试
void LED_GPIO_Init(void)
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE); // LED端口时钟

        GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin           = GPIO_Pin_2;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode          = GPIO_Mode_OUT;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed         = GPIO_Speed_100MHz;
        GPIO_InitStructure.GPIO_OType         = GPIO_OType_PP;
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd          = GPIO_PuPd_NOPULL;
        GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);

        GPIO_ResetBits( GPIOB, GPIO_Pin_2 );
}

int main(void)
{

    AP_PARAMETER ap_parameter={0};
    JSON_PUBLISH sta_json_data={0};
    uint8_t test_ret = 0;

    board_init();

    uart1_init(115200U);

    LED_GPIO_Init();//LED初始化
    printf("Start\r\n");
    //WIFI初始化
    WIFI_ESP01S_Init();
    //链接阿里云
    WIFI_MODE_STA_Aliyun_Init();

    //上传数据到手机
    Publish_MQTT_message(&sta_json_data,2);
    while(1)
    {
          //获取数据
          Get_Aliyun_json_data(&sta_json_data);
          //如果LED开关按下
          if( strstr( sta_json_data.keyname,"LED_Switch") != NULL )
          {
                if( strstr( sta_json_data.value,"0") != NULL) //发来的数据是0
                {
                        GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_2, Bit_RESET);//灭灯
                        printf("LED OFF\r\n");
                }
                if( strstr( sta_json_data.value,"1") != NULL)//发来的数据是1
                {
                        GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_2, Bit_SET);//亮灯
                        printf("LED ON\r\n");
                }
                Clear_Aliyun_json_data(&sta_json_data);//清除数据
          }
    }


}

案例现象：手机点击 LED 开关，可以控制立创·天空星的 LED 亮灭。

注意物联网云平台有点问题，设备经常性的不能在线

代码下载

链接在开发板介绍章节的离线资料下载！！