基于STM32的物联网环境监测与远程控制系统实训套件-淘宝网

任务1 硬件设备连接OneNET MQTT服务器

一、任务描述

本任务基于STM32F103C8T6 最小系统板与ESP-01S WiFi模块，在已连接路由器 WiFi 的基础上，通过MQTT 协议与OneNET 物联网平台建立通信连接。

二、任务目标

1. 知识目标

1）深入理解ESP-01S WiFi 模块的硬件结构、通信方式、工作模式。

2）掌握串口 UART 异步通信原理、电平标准、数据格式。

3）熟练掌握ESP-01S 基础 AT 指令集。

4）理解 **STA 模式（客户端模式）** 连接路由器的工作流程。

2. 能力目标

1）能够完成 ESP-01S 硬件接线：TX→PA3，RX→PA2，VCC→3.3V，GND→GND。

2）能够在 STM32CubeMX 中正确配置USART2。

3）能够编写串口发送 AT 指令、接收模块响应数据的程序。

4）能够实现ESP-01S 成功连接路由器 WiFi并获取 IP。

3. 素质目标

1）培养串口通信严谨、AT 指令规范的开发习惯。

2）提升硬件接线、串口调试、指令收发、问题排查能力。

3）养成先测试模块 → 再设置模式 → 最后连接 WiFi的工程流程。

三、任务重难点

1. 任务重点

1）USART2 配置：波特率 115200、8N1、PA2-TX、PA3-RX。

2）TX/RX 交叉连接。

3）ESP-01S 必须 3.3V 供电。

4）核心 AT 指令：测试、设置 STA 模式、连接 WiFi、查询 IP。

2. 任务难点

1）供电不足导致模块不响应、乱码、重启。

2）串口数据收发不完整、指令缺少\r\n。

3）WiFi 名称 / 密码错误、信号弱导致连接失败。

4）串口调试与数据解析。

四、知识准备

1.ESP-01S WiFi模块介绍

ESP-01S是乐鑫公司推出的一款低成本、高性能的 WiFi 模块，它基于 ESP8266 芯片，具有体积小、功耗低、易于集成等特点，广泛应用于物联网（IoT）项目中。

• 芯片：ESP8266
• 接口：UART 串口
• 通信方式：AT 指令集
• 工作电压：3.3V（严禁 5V）
• 模式：STA 模式（连接路由器）
• 默认波特率：115200

2. 串口 UART 通信知识（STM32 ↔ESP-01S）

本任务使用 USART2

PA2 = USART2_TX （发送）

PA3 = USART2_RX （接收）

串口必须配置：

• 波特率：115200
• 数据位：8
• 停止位：1
• 校验位：无
• 流控：无

注意：TX 与 RX 必须交叉连接！

STM32_TX(PA2) → ESP_RX

STM32_RX(PA3) → ESP_TX

3. AT 指令知识（连接 WiFi 核心）

所有 AT 指令必须以 \r\n 结尾。

1）AT

功能：测试模块是否正常

回复：OK

2）AT+CWMODE=1

功能：设置为 STA 模式（客户端，连接路由器）

回复：OK

1. AT+CWJAP="SSID","PASSWORD"

功能：连接 WiFi

示例：AT+CWJAP="MyWiFi","12345678"

回复：OK 表示连接成功

4）AT+CIFSR

功能：获取模块 IP

回复：WIFI GOT IP

4.供电要求

• ESP-01S 必须 3.3V 供电
• 工作电流峰值较大，必须共地（GND 连在一起）
• 供电不足会导致模块乱码、无响应、反复重启

五、硬件连接

ESP-01S模块与主控STM32F103C8T6的引脚连接如表1所示。

      表1 ESP-01S模块与主控STM32F103C8T6的引脚连接

编号	ESP-01S模块	主控STM32F103C8T6
1	VCC	3V3
2	GND	GND
3	TX	PA3（USART2_RX）
4	RX	PA2（USART2_TX）

硬件连接电路图如图1所示。

图1 硬件连接电路图

六、任务实现

任务1.1 添加onenet.c文件

1.将onenet文件夹拷贝到工程根目录。

2.在项目中添加onenet.c文件，如图2所示。

图2 添加onenet.c文件

3.修改onenet.c文件中的代码。

#define PROID "tsK7G227aH"  //产品ID

#define ACCESS_KEY "version=2018-10-31&res=products%2FtsK7G227aH%2Fdevices%2Fa1&et=1812532952&method=sha1&sign=nA1SYqi8zVaAjiMXpvxGhrdgang%3D" //token                  

#define DEVICE_NAME "a1" //设备名称

4.将\onenet\inc添加到Include Paths中，如图3所示。

图3 将\onenet\inc添加到Include Paths中

任务1.2 添加MqttKit.c文件

1.将MQTT文件夹拷贝到工程根目录。

2.在项目中添加MqttKit.c文件，如图4所示。

图4 添加MqttKit.c文件

3.将\MQTT添加到Include Paths中，如图5所示。

图5 将\onenet\inc添加到Include Paths中

任务 1.3 修改 main.c 代码

1.在/* USER CODE END Includes */前添加如下代码：

//连接onenet

#include "onenet.h"

2.在/* USER CODE END 2 */前添加如下代码：

 while(OneNet_DevLink()) //连接OneNET

HAL_Delay(1000);

任务 1.4 编译、下载、查看结果

1.点击编译按钮，编译程序。

2.点击下载按钮，下载程序。

      3.打开串口调试助手，按stm32f103c8t6主控板上的复位键，在串口调试助手中输出打印信息，如图6所示。

图6 输出打印信息

4.刷新 OneNET设备页面，设备状态由离线变为在线，如图7所示。

图7 设备在线