基于STM32物联网控制器方案设计

2020-07-04姜志宪张伟王福虎

科技风 2020年17期

姜志宪　张伟　王福虎

摘要：设计一款由STM32+ESP8266组成的物联网控制器，通过TCP/IP网络协议与OneNET平台完成通信传输。STM32采集并发送控制指令给ESP8266，完成与OneNet平台的相互订阅。最终手机端APP达到查看并控制设备状态的功效。

关键词：STM32;ESP8266;OneNET;控制器

近年来，随着计算机技术、嵌入式技术、网络通信技术的发展，物联网也越发变成社会的讨论的焦点。万物互联已经成为未来社会发展的趋势，智能交通、人工智能、工业自动化及某些公共服务设备都可以通过网络成为有机的整体。物联网正在改变人们的生活，改变着整个世界[1]。

1 总体设计

控制器主要由ESP8266模组和STM32两部分组成，ESP8266与OneNet平台信息交互是基于MQTT协议的。STM32通过UART与ESP8266完成通信，确保物联网控制器接入网络并接入OneNet平台。最终，手机APP端与控制器通过OneNet平台完成相互订阅，进行信息转换发送。物联网控制器的总体设计框图如图1所示。

2 硬件设计

2.1 主控芯片选型

主控芯片采用意法半导体的STM32芯片，该芯片工作电压为3.3V，其I/O接口多达64个，驱动电压为3.3V、5V，支持IIS、JTAG/SW、FSMC、PWM等外围设备，丰富的外设不但满足本次开发的需求，也满足后期设备升级换代的空间[2]。

2.2 通信模块

该控制器的通信模块采用岳鑫的ESP8266的WIFI模块，ESP8266是一款物联网芯片，因为价格较低，性能稳定等受到很大关注。该芯片可工作于三种种模式下，分别是：AP模式，station模式以及混合模式，通过常用的AT指令进行控制。STM32与ESP8266就是通过AT指令完成控制的，并使得控制器最终完成联网[3]。

3 软件设计

控制器的软件部分主要是对STM32芯片进行编程，主控芯片通过AT指令控制ESP8266完成控制器联网并接入OneNet平台。控制器上电后进入初始化阶段完成各项参数的初始化，控制器可以通过APP完成联网，同时实时回传数据到服务器，APP可以及时查看相关的数据，同时通过APP也能远程向ESP8266发送信息，控制系统软件流程如图2所示。

系统调试。系统调试主要完成物联网控制器和手机端APP在OneNet端完成互相订阅，以保证双方的通信可以正常完成。物联网控制器端与OneNet端建立链接初始化程序如下：

void OneNetIoT_Parameter_Init（void）

{

memset（ClientID，128，0）;//缓冲区清零

sprintf（ClientID，"%s"，DEVICEID）;//構建客户端ID

ClientID_len = strlen（ClientID）; //计算客户端ID的长度

memset（Username，128，0）; //用户名的缓冲区全部清零

sprintf（Username，"%s"，PRODUCTID）; //构建用户名，并存入缓冲区

Username_len = strlen（Username）; //计算用户名的长度

memset（Passward，128，0）; //用户名的缓冲区全部清零

sprintf（Passward，"%s"，AUTHENTICATION）; //构建密码，并存入缓冲区

Passward_len = strlen（Passward）; //计算密码的长度