基于stm32 华为云iot设计的智能防盗单车锁【玩转华为云】-4008云顶国际网站
【摘要】 近年来随着国民经济的发展，交通拥堵和环境污染问题越来越突出，而自行车对改善交通与环境起到了重要作用。中国本身是一个自行车使用大国，随着自行车的发展，自行车的科技含量越来越高，然而自行车安防问题突出。目前市场上自行车锁大多是传统机械结构车锁，没有实现智能化，急需解决。本文提出一种基于stm32单片机的智能自行车锁（马蹄锁）的设计方法，来提高自行车锁的智能化及安防等级。
一、前言
近年来随着国民经济的发展，交通拥堵和环境污染问题越来越突出，而自行车对改善交通与环境起到了重要作用。中国本身是一个自行车使用大国，随着自行车的发展，自行车的科技含量越来越高，然而自行车安防问题突出。目前市场上自行车锁大多是传统机械结构车锁，没有实现智能化，急需解决。本文提出一种基于stm32单片机的智能自行车锁（马蹄锁）的设计方法，来提高自行车锁的智能化及安防等级。
硬件选项说明：单片机采用stm32f103rct6，gsm模块采用sim800c，完成网络连接、数据上传，gps经纬度解析，短信发送，物联网平台采用华为云iot，作为数据存储端，蓝牙模块采用正点原子低功耗ble蓝牙，支持蓝牙开锁解锁，车辆的状态使用adxl345三轴加速度传感器检测，密码键盘采用电容矩阵键盘。
二、设计思路总结
需要设计一款android手机app，可以远程开锁解锁，手机app对接华为云物联网平台，实现远程与自行车锁完成数据交互，命令下发。智能锁与华为云iot服务器之间的通信协议采用mqtt协议，手机app与华为云iot服务器之间采用http协议。智能锁除了支持远程开锁关锁之外，还支持蓝牙解锁和输入密码开始，设计的app支持蓝牙功能，可以连接智能锁上的蓝牙完成开锁和关锁，如果没有带手机，可以输入密码完成开锁。
车辆的状态检测通过adxl345三轴加速度计检测，如果车辆处于锁定状态，发现车辆被移动了会触发报警，锁里的蜂鸣器会持续响，并且sim800c会向指定的手机号码发送短信，提示车辆可能被盗，同时上传gps经纬度到云端服务器，手机app上可以获取智能锁上传的gps经纬度，调用百度地图显示车辆的位置，方便寻车。
三、硬件选型
（1） 加速度计传感器
adxl345是一款小尺寸、薄型、低功耗、完整的三轴加速度计，提供经过信号调理的电压输出。
说明：cs接高电平则选择iic通信，反之则spi通信。sdo（地址引脚）接高电平,根据手册器件的7位i2c地址是0x1d，后面跟上读取/写位（r/w），则写寄存器为0x3a,读寄存器为0x3b；接低电平,则7位i2c地址是0x53，同理，跟上读写标志位后写寄存器为0xa6,读寄存器为0xa7；
（2） stm32开发板
stm32f103rct6的芯体规格是32位，速度是72mhz，程序存储器容量是256kb，程序存储器类型是flash，ram容量是48k。
（3） ble低功耗蓝牙模块
（4） sim800c
模块特点：
1、支持极限dc5v-18v宽电压输入
2、有电源使能开关引脚en
3、支持锂电池供电接口vbat3.5-4.5v
4、输入支持移动和联通手机卡micro sim卡
5、送51/stm32/arduino驱动例程
1、dc 5v-18v电源输入，推荐使用dc 9v
2、电源开始使能引脚默认使能
3、电源地
4、gsm模块的txd引脚接其它模块的rxd
5、gsm模块的rxd引脚接其它模块的txd
6、数据终端准备
7、内核音频输出引脚
8、内核音频输出引脚
9、锂电池输入引脚，dc 3.5 - 4.5v
10、电源地
11、启动引脚和gnd短路可实现开机自启动
12、电源地
13、rtc外置电池引脚
14、内核振铃提示引脚
15、内合音频输入引脚
16、内核音频输入引脚
加粗的引脚一般都用到。
建议使用v_in单独供电dc5-18v输入（推荐使用9v)，或者vbat供电锂电池两种供电方式这两种供电方式最稳定。如果只是简单调试，也可使用usb-ttl或者开发板的5v直接给模块供电。不过一般电脑或者开发板的功率有限，可能会不稳定。请根据具体情况自己取舍选择合适电源。
3. 手机app软件设计
3.1 通信说明
上位机与设备之间支持通过ble低功耗串口蓝牙进行通信，支持通过网络连接华为云服务器进行通信，手机app下发open_lock和close_lock实现关锁开锁。
3.2 搭建开发环境
上位机软件采用qt框架设计，qt是一个跨平台的c 图形用户界面应用程序框架。qt是一个1991年由qt company开发的跨平台c 图形用户界面应用程序开发框架。它既可以开发gui程序，也可用于开发非gui程序，比如控制台工具和服务器。简单来说，qt可以很轻松的帮你做带界面的软件，甚至不需要你投入很大精力。
qt4008云顶国际集团官网:
qt学习入门实战专栏文章:
qt5.12.6的下载地址：
4. 创建云端设备
4.1 创建产品
登录4008云顶国际集团官网:
直接搜索物联网，打开页面。
4.2 自定义模型
4.3 注册设备
设备创建成功:
{
"device_id": "6274b1d62d5e854503d3a67e_lock",
"secret": "12345678"
}
4.4 mqtt设备密匙
创建完产品、设备之后，接下来就需要知道如何通过mqtt协议登陆华为云服务器。
官方的详细介绍在这里:
属性上报格式:
mqtt设备登陆密匙生成地址:
deviceid 6274b1d62d5e854503d3a67e_lock
devicesecret 12345678
clientid 6274b1d62d5e854503d3a67e_lock_0_0_2022050605
username 6274b1d62d5e854503d3a67e_lock
password 334dd7c0c10e47280880e9dd004ae0d8c5abc24dbbc9daa735315722707fe13b
4.5 使用mqtt客户端软件登录
所有的参数已经得到，接下来采用mqtt客户端登录华为云进行测试。
华为云物联网平台的域名是: 161a58a78.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com
华为云物联网平台的ip地址是:121.36.42.100
在软件里参数填充正确之后，就看到设备已经连接成功了。
接下来打开设备页面，可以看到设备已经在线了。
4.6 数据上报测试
//订阅主题: 平台下发消息给设备
$oc/devices/6274b1d62d5e854503d3a67e_lock/sys/messages/down
//设备上报数据
$oc/devices/6274b1d62d5e854503d3a67e_lock/sys/properties/report
//上报的属性消息 (一次可以上报多个属性,在json里增加就行了)
{"services": [{"service_id": "lock","properties":{"lock":1}}]}
//订阅主题: 平台下发消息给设备
$oc/devices/6274b1d62d5e854503d3a67e_lock/sys/messages/down
//设备上报数据
$oc/devices/6274b1d62d5e854503d3a67e_lock/sys/properties/report
//上报的属性消息 (一次可以上报多个属性,在json里增加就行了)
{"services": [{"service_id": "lock","properties":{"gps信息":"lat:12.345,lng:45.678"}}]}
4.7 应用侧开发
为了更方便的展示设备数据，与设备完成交互，还需要开发一个配套的上位机，官方提供了应用侧开发的api接口、sdk接口，为了方便通用一点，我这里采用了api接口完成数据交互，上位机软件采用qt开发。
帮助文档地址: ttps://support.huaweicloud.com/api-iothub/iot_06_v5_0034.html
设备属性就是设备上传的传感器状态数据信息，应用侧提供了api接口，可以主动向设备端下发请求指令；设备端收到指令之后需要按照约定的数据格式上报数据；所以，要实现应用层与设备端的数据交互，需要应用层与设备端配合才能完成。
5. stm32开发
5.1 adxl345.c
#include "app.h"
/*
函数功能: 各种硬初始化
继电器模块--dat--->pa4
pb12-----输入引脚，检测模块是否连接或者断开
*/
void hardware_init(void)
{
rcc->apb2enr|=1<<2;
gpioa->crl&=0xfff0ffff;
gpioa->crl|=0x00030000;
rcc->apb2enr|=1<<3;
gpiob->crh&=0xfff0ffff;
gpiob->crh|=0x00080000;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//初始化adxl345.
//返回值:0,初始化成功;1,初始化失败.
u8 adxl345_init(void)
{
iic_init(); //初始化iic总线
if(adxl345_rd_reg(device_id)==0xe5) //读取器件id
{
adxl345_wr_reg(data_format,0x2b); //低电平中断输出,13位全分辨率,输出数据右对齐,16g量程
adxl345_wr_reg(bw_rate,0x0a); //数据输出速度为100hz
adxl345_wr_reg(power_ctl,0x28); //链接使能,测量模式
adxl345_wr_reg(int_enable,0x00); //不使用中断
adxl345_wr_reg(ofsx,0x00);
adxl345_wr_reg(ofsy,0x00);
adxl345_wr_reg(ofsz,0x00);
return 0;
}
return 1;
}
//写adxl345寄存器
//addr:寄存器地址
//val:要写入的值
//返回值:无
void adxl345_wr_reg(u8 addr,u8 val)
{
iic_start();
iic_send_byte(adxl_write); //发送写器件指令
iic_wait_ack();
iic_send_byte(addr); //发送寄存器地址
iic_wait_ack();
iic_send_byte(val); //发送值
iic_wait_ack();
iic_stop(); //产生一个停止条件
}
//读adxl345寄存器
//addr:寄存器地址
//返回值:读到的值
u8 adxl345_rd_reg(u8 addr)
{
u8 temp=0;
iic_start();
iic_send_byte(adxl_write); //发送写器件指令
temp=iic_wait_ack();
iic_send_byte(addr); //发送寄存器地址
temp=iic_wait_ack();
iic_start(); //重新启动
iic_send_byte(adxl_read); //发送读器件指令
temp=iic_wait_ack();
temp=iic_read_byte(0); //读取一个字节,不继续再读,发送nak
iic_stop(); //产生一个停止条件
return temp; //返回读到的值
}
//读取adxl的平均值
//x,y,z:读取10次后取平均值
void adxl345_rd_avval(short *x,short *y,short *z)
{
short tx=0,ty=0,tz=0;
u8 i;
for(i=0;i<10;i)
{
adxl345_rd_xyz(x,y,z);
delay_ms(10);
tx =(short)*x;
ty =(short)*y;
tz =(short)*z;
}
*x=tx/10;
*y=ty/10;
*z=tz/10;
}
//自动校准
//xval,yval,zval:x,y,z轴的校准值
void adxl345_auto_adjust(char *xval,char *yval,char *zval)
{
short tx,ty,tz;
u8 i;
short offx=0,offy=0,offz=0;
adxl345_wr_reg(power_ctl,0x00); //先进入休眠模式.
delay_ms(100);
adxl345_wr_reg(data_format,0x2b); //低电平中断输出,13位全分辨率,输出数据右对齐,16g量程
adxl345_wr_reg(bw_rate,0x0a); //数据输出速度为100hz
adxl345_wr_reg(power_ctl,0x28); //链接使能,测量模式
adxl345_wr_reg(int_enable,0x00); //不使用中断
adxl345_wr_reg(ofsx,0x00);
adxl345_wr_reg(ofsy,0x00);
adxl345_wr_reg(ofsz,0x00);
delay_ms(12);
for(i=0;i<10;i)
{
adxl345_rd_avval(&tx,&ty,&tz);
offx =tx;
offy =ty;
offz =tz;
}
offx/=10;
offy/=10;
offz/=10;
*xval=-offx/4;
*yval=-offy/4;
*zval=-(offz-256)/4;
adxl345_wr_reg(ofsx,*xval);
adxl345_wr_reg(ofsy,*yval);
adxl345_wr_reg(ofsz,*zval);
}
//读取3个轴的数据
//x,y,z:读取到的数据
void adxl345_rd_xyz(short *x,short *y,short *z)
{
u8 buf[6];
u8 i;
iic_start();
iic_send_byte(adxl_write); //发送写器件指令
iic_wait_ack();
iic_send_byte(0x32); //发送寄存器地址(数据缓存的起始地址为0x32)
iic_wait_ack();
iic_start(); //重新启动
iic_send_byte(adxl_read); //发送读器件指令
iic_wait_ack();
for(i=0;i<6;i)
{
if(i==5)buf[i]=iic_read_byte(0);//读取一个字节,不继续再读,发送nack
else buf[i]=iic_read_byte(1); //读取一个字节,继续读,发送ack
}
iic_stop(); //产生一个停止条件
*x=(short)(((u16)buf[1]<<8)buf[0]);
*y=(short)(((u16)buf[3]<<8)buf[2]);
*z=(short)(((u16)buf[5]<<8)buf[4]);
}
//读取adxl345的数据times次,再取平均
//x,y,z:读到的数据
//times:读取多少次
void adxl345_read_average(short *x,short *y,short *z,u8 times)
{
u8 i;
short tx,ty,tz;
*x=0;
*y=0;
*z=0;
if(times)//读取次数不为0
{
for(i=0;i<times;i)//连续读取times次
{
adxl345_rd_xyz(&tx,&ty,&tz);
*x =tx;
*y =ty;
*z =tz;
delay_ms(5);
}
*x/=times;
*y/=times;
*z/=times;
}
}
//得到角度
//x,y,z:x,y,z方向的重力加速度分量(不需要单位,直接数值即可)
//dir:要获得的角度.0,与z轴的角度;1,与x轴的角度;2,与y轴的角度.
//返回值:角度值.单位0.1°.
short adxl345_get_angle(float x,float y,float z,u8 dir)
{
float temp;
float res=0;
switch(dir)
{
case 0://与自然z轴的角度
temp=sqrt((x*xy*y))/z;
res=atan(temp);
break;
case 1://与自然x轴的角度
temp=x/sqrt((y*yz*z));
res=atan(temp);
break;
case 2://与自然y轴的角度
temp=y/sqrt((x*xz*z));
res=atan(temp);
break;
}
return res*1800/3.14;
}
//初始化iic
void iic_init(void)
{
rcc->apb2enr|=1<<3; //先使能外设io portb时钟
gpiob->crl&=0x00ffffff; //6/7 推挽输出
gpiob->crl|=0x33000000;
gpiob->odr|=3<<6; //6,7 输出高
}
//产生iic起始信号
void iic_start(void)
{
sda_out(); //sda线输出
iic_sda=1;
iic_scl=1;
delay_us(4);
iic_sda=0;//start:when clk is high,data change form high to low
delay_us(4);
iic_scl=0;//钳住i2c总线，准备发送或接收数据
}
//产生iic停止信号
void iic_stop(void)
{
sda_out();//sda线输出
iic_scl=0;
iic_sda=0;//stop:when clk is high data change form low to high
delay_us(4);
iic_scl=1;
iic_sda=1;//发送i2c总线结束信号
delay_us(4);
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
// 0，接收应答成功
u8 iic_wait_ack(void)
{
u8 ucerrtime=0;
sda_in(); //sda设置为输入
iic_sda=1;delay_us(1);
iic_scl=1;delay_us(1);
while(read_sda)
{
ucerrtime;
if(ucerrtime>250)
{
iic_stop();
return 1;
}
}
iic_scl=0;//时钟输出0
return 0;
}
//产生ack应答
void iic_ack(void)
{
iic_scl=0;
sda_out();
iic_sda=0;
delay_us(2);
iic_scl=1;
delay_us(2);
iic_scl=0;
}
//不产生ack应答
void iic_nack(void)
{
iic_scl=0;
sda_out();
iic_sda=1;
delay_us(2);
iic_scl=1;
delay_us(2);
iic_scl=0;
}
//iic发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答
void iic_send_byte(u8 txd)
{
u8 t;
sda_out();
iic_scl=0;//拉低时钟开始数据传输
for(t=0;t<8;t)
{
iic_sda=(txd&0x80)>>7;
txd<<=1;
delay_us(2); //对tea5767这三个延时都是必须的
iic_scl=1;
delay_us(2);
iic_scl=0;
delay_us(2);
}
}
//读1个字节，ack=1时，发送ack，ack=0，发送nack
u8 iic_read_byte(unsigned char ack)
{
unsigned char i,receive=0;
sda_in();//sda设置为输入
for(i=0;i<8;i )
{
iic_scl=0;
delay_us(2);
iic_scl=1;
receive<<=1;
if(read_sda)receive;
delay_us(1);
}
if (!ack)
iic_nack();//发送nack
else
iic_ack(); //发送ack
return receive;
}
5.2 sim800.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_buffer,0,sizeof(usart2_rx_buffer));
usartx_stringsend(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_buffer[usart2_rx_cnt]='\0';
if(strstr((char*)usart2_rx_buffer,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_buffer);
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_buffer);
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_buffer);
/* 返回格式如下:
cnum: ""," 8613086989413",145,7,4
ok
*/
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
usartx_datasend(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;
}
5.3 mqtt信息
//华为物联网服务器的设备信息
#define mqtt_clientid "62381267575fb713ee164ad2_xl_1_0_0_2022032106"
#define mqtt_username "62381267575fb713ee164ad2_xl_1"
#define mqtt_password "124344feff3e3d96ff6af13cf36af36766619ff1eeee40e99cbae9b7b9739fe4"
//订阅与发布的主题
#define set_topic "$oc/devices/62381267575fb713ee164ad2_xl_1/sys/messages/down" //订阅
#define post_topic "$oc/devices/62381267575fb713ee164ad2_xl_1/sys/properties/report" //发布
//设置连接的路由器信息
#define connect_wifi "abc" //将要连接的路由器名称 --不要出现中文、空格等特殊字符
#define connect_pass "1234567890" //将要连接的路由器密码
#define connect_server_ip "a161a58a78.iot-mqtts.cn-north-4.myhuaweicloud.com" //服务器ip地址
#define connect_server_port 1883 //服务器端口号
u8 *mqtt_rxbuf;
u8 *mqtt_txbuf;
u16 mqtt_rxlen;
u16 mqtt_txlen;
u8 _mqtt_txbuf[256];//发送数据缓存区
u8 _mqtt_rxbuf[256];//接收数据缓存区
typedef enum
{
//名字 值 报文流动方向 描述
m_reserved1 =0 , // 禁止 保留
m_connect , // 客户端到服务端 客户端请求连接服务端
m_connack , // 服务端到客户端 连接报文确认
m_publish , // 两个方向都允许 发布消息
m_puback , // 两个方向都允许 qos 1消息发布收到确认
m_pubrec , // 两个方向都允许 发布收到（保证交付第一步）
m_pubrel , // 两个方向都允许 发布释放（保证交付第二步）
m_pubcomp , // 两个方向都允许 qos 2消息发布完成（保证交互第三步）
m_subscribe , // 客户端到服务端 客户端订阅请求
m_suback , // 服务端到客户端 订阅请求报文确认
m_unsubscribe , // 客户端到服务端 客户端取消订阅请求
m_unsuback , // 服务端到客户端 取消订阅报文确认
m_pingreq , // 客户端到服务端 心跳请求
m_pingresp , // 服务端到客户端 心跳响应
m_disconnect , // 客户端到服务端 客户端断开连接
m_reserved2 , // 禁止 保留
}_typdef_mqtt_message;
//连接成功服务器回应 20 02 00 00
//客户端主动断开连接 e0 00
const u8 parket_connetack[] = {0x20,0x02,0x00,0x00};
const u8 parket_disconnet[] = {0xe0,0x00};
const u8 parket_heart[] = {0xc0,0x00};
const u8 parket_heart_reply[] = {0xc0,0x00};
const u8 parket_suback[] = {0x90,0x03};
void mqtt_init(void)
{
//缓冲区赋值
mqtt_rxbuf = _mqtt_rxbuf;
mqtt_rxlen = sizeof(_mqtt_rxbuf);
mqtt_txbuf = _mqtt_txbuf;
mqtt_txlen = sizeof(_mqtt_txbuf);
memset(mqtt_rxbuf,0,mqtt_rxlen);
memset(mqtt_txbuf,0,mqtt_txlen);
//无条件先主动断开
mqtt_disconnect();
delay_ms(100);
mqtt_disconnect();
delay_ms(100);
}
/*
函数功能: 登录服务器
函数返回值: 0表示成功 1表示失败
*/
u8 mqtt_connect(char *clientid,char *username,char *password)
{
u8 i,j;
int clientidlen = strlen(clientid);
int usernamelen = strlen(username);
int passwordlen = strlen(password);
int datalen;
mqtt_txlen=0;
//可变报头 payload 每个字段包含两个字节的长度标识
datalen = 10 (clientidlen2) (usernamelen2) (passwordlen2);
//固定报头
//控制报文类型
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 0x10; //mqtt message type connect
//剩余长度(不包括固定头部)
do
{
u8 encodedbyte = datalen % 128;
datalen = datalen / 128;
// if there are more data to encode, set the top bit of this byte
if ( datalen > 0 )
encodedbyte = encodedbyte | 128;
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = encodedbyte;
}while ( datalen > 0 );
//可变报头
//协议名
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 0; // protocol name length msb
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 4; // protocol name length lsb
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 'm'; // ascii code for m
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 'q'; // ascii code for q
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 't'; // ascii code for t
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 't'; // ascii code for t
//协议级别
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 4; // mqtt protocol version = 4 对于 3.1.1 版协议，协议级别字段的值是 4(0x04)
//连接标志
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 0xc2; // conn flags
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 0; // keep-alive time length msb
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 100; // keep-alive time length lsb 100s心跳包 保活时间
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = byte1(clientidlen);// client id length msb
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = byte0(clientidlen);// client id length lsb
memcpy(&mqtt_txbuf[mqtt_txlen],clientid,clientidlen);
mqtt_txlen = clientidlen;
if(usernamelen > 0)
{
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = byte1(usernamelen); //username length msb
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = byte0(usernamelen); //username length lsb
memcpy(&mqtt_txbuf[mqtt_txlen],username,usernamelen);
mqtt_txlen = usernamelen;
}
if(passwordlen > 0)
{
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = byte1(passwordlen); //password length msb
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = byte0(passwordlen); //password length lsb
memcpy(&mqtt_txbuf[mqtt_txlen],password,passwordlen);
mqtt_txlen = passwordlen;
}
memset(mqtt_rxbuf,0,mqtt_rxlen);
mqtt_sendbuf(mqtt_txbuf,mqtt_txlen);
for(j=0;j<10;j)
{
delay_ms(50);
if(usart2_rx_flag)
{
memcpy((char *)mqtt_rxbuf,usart2_rx_buffer,usart2_rx_cnt);
//memcpy
for(i=0;i<usart2_rx_cnt;i)printf("%#x ",usart2_rx_buffer[i]);
usart2_rx_flag=0;
usart2_rx_cnt=0;
}
//connect
if(mqtt_rxbuf[0]==parket_connetack[0] && mqtt_rxbuf[1]==parket_connetack[1]) //连接成功
{
return 0;//连接成功
}
}
return 1;
}
/*
函数功能: mqtt订阅/取消订阅数据打包函数
函数参数:
topic 主题
qos 消息等级 0:最多分发一次 1: 至少分发一次 2: 仅分发一次
whether 订阅/取消订阅请求包 (1表示订阅,0表示取消订阅)
返回值: 0表示成功 1表示失败
*/
u8 mqtt_subscribetopic(char *topic,u8 qos,u8 whether)
{
u8 i,j;
mqtt_txlen=0;
int topiclen = strlen(topic);
int datalen = 2 (topiclen2) (whether?1:0);//可变报头的长度（2字节）加上有效载荷的长度
//固定报头
//控制报文类型
if(whether)mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 0x82; //消息类型和标志订阅
else mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 0xa2; //取消订阅
//剩余长度
do
{
u8 encodedbyte = datalen % 128;
datalen = datalen / 128;
// if there are more data to encode, set the top bit of this byte
if ( datalen > 0 )
encodedbyte = encodedbyte | 128;
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = encodedbyte;
}while ( datalen > 0 );
//可变报头
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 0; //消息标识符 msb
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 0x0a; //消息标识符 lsb
//有效载荷
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = byte1(topiclen);//主题长度 msb
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = byte0(topiclen);//主题长度 lsb
memcpy(&mqtt_txbuf[mqtt_txlen],topic,topiclen);
mqtt_txlen = topiclen;
if(whether)
{
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = qos;//qos级别
}
for(i=0;i<10;i)
{
memset(mqtt_rxbuf,0,mqtt_rxlen);
mqtt_sendbuf(mqtt_txbuf,mqtt_txlen);
for(j=0;j<10;j)
{
delay_ms(50);
if(usart2_rx_flag)
{
memcpy((char *)mqtt_rxbuf,(char*)usart2_rx_buffer,usart2_rx_cnt);
usart2_rx_flag=0;
usart2_rx_cnt=0;
}
if(mqtt_rxbuf[0]==parket_suback[0] && mqtt_rxbuf[1]==parket_suback[1]) //订阅成功
{
return 0;//订阅成功
}
}
}
return 1; //失败
}
//mqtt发布数据打包函数
//topic 主题
//message 消息
//qos 消息等级
u8 mqtt_publishdata(char *topic, char *message, u8 qos)
{
int topiclength = strlen(topic);
int messagelength = strlen(message);
static u16 id=0;
int datalen;
mqtt_txlen=0;
//有效载荷的长度这样计算：用固定报头中的剩余长度字段的值减去可变报头的长度
//qos为0时没有标识符
//数据长度 主题名 报文标识符 有效载荷
if(qos) datalen = (2topiclength) 2 messagelength;
else datalen = (2topiclength) messagelength;
//固定报头
//控制报文类型
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = 0x30; // mqtt message type publish
//剩余长度
do
{
u8 encodedbyte = datalen % 128;
datalen = datalen / 128;
// if there are more data to encode, set the top bit of this byte
if ( datalen > 0 )
encodedbyte = encodedbyte | 128;
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = encodedbyte;
}while ( datalen > 0 );
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = byte1(topiclength);//主题长度msb
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = byte0(topiclength);//主题长度lsb
memcpy(&mqtt_txbuf[mqtt_txlen],topic,topiclength);//拷贝主题
mqtt_txlen = topiclength;
//报文标识符
if(qos)
{
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = byte1(id);
mqtt_txbuf[mqtt_txlen] = byte0(id);
id;
}
memcpy(&mqtt_txbuf[mqtt_txlen],message,messagelength);
mqtt_txlen = messagelength;
mqtt_sendbuf(mqtt_txbuf,mqtt_txlen);
return mqtt_txlen;
}
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