基于STM32物聯網控制器方案設計

姜志憲　張偉　王福虎

摘 要：設計一款由STM32+ESP8266組成的物聯網控制器，通過TCP/IP網絡協議與OneNET平臺完成通信傳輸。STM32采集并發送控制指令給ESP8266，完成與OneNet平臺的相互訂閱。最終手機端APP達到查看并控制設備狀態的功效。

關鍵詞：STM32;ESP8266;OneNET;控制器

近年來，隨著計算機技術、嵌入式技術、網絡通信技術的發展，物聯網也越發變成社會的討論的焦點。萬物互聯已經成為未來社會發展的趨勢，智能交通、人工智能、工業自動化及某些公共服務設備都可以通過網絡成為有機的整體。物聯網正在改變人們的生活，改變著整個世界[1]。

1 總體設計

控制器主要由ESP8266模組和STM32兩部分組成，ESP8266與OneNet平臺信息交互是基于MQTT協議的。STM32通過UART與ESP8266完成通信，確保物聯網控制器接入網絡并接入OneNet平臺。最終，手機APP端與控制器通過OneNet平臺完成相互訂閱，進行信息轉換發送。物聯網控制器的總體設計框圖如圖1所示。

2 硬件設計

2.1 主控芯片選型

主控芯片采用意法半導體的STM32芯片，該芯片工作電壓為3.3V，其I/O接口多達64個，驅動電壓為3.3V、5V，支持IIS、JTAG/SW、FSMC、PWM等外圍設備，豐富的外設不但滿足本次開發的需求，也滿足后期設備升級換代的空間[2]。

2.2 通信模塊

該控制器的通信模塊采用岳鑫的ESP8266的WIFI模塊，ESP8266是一款物聯網芯片，因為價格較低，性能穩定等受到很大關注。該芯片可工作于三種種模式下，分別是：AP模式，station模式以及混合模式，通過常用的AT指令進行控制。STM32與ESP8266就是通過AT指令完成控制的，并使得控制器最終完成聯網[3]。

3 軟件設計

控制器的軟件部分主要是對STM32芯片進行編程，主控芯片通過AT指令控制ESP8266完成控制器聯網并接入OneNet平臺。控制器上電后進入初始化階段完成各項參數的初始化，控制器可以通過APP完成聯網，同時實時回傳數據到服務器，APP可以及時查看相關的數據，同時通過APP也能遠程向ESP8266發送信息，控制系統軟件流程如圖2所示。

系統調試。系統調試主要完成物聯網控制器和手機端APP在OneNet端完成互相訂閱，以保證雙方的通信可以正常完成。物聯網控制器端與OneNet端建立鏈接初始化程序如下：

void OneNetIoT_Parameter_Init（void）

{

memset（ClientID，128，0）;//緩沖區清零

sprintf（ClientID，"%s"，DEVICEID）;//構建客戶端ID

ClientID_len = strlen（ClientID）; //計算客戶端ID的長度

memset（Username，128，0）; //用戶名的緩沖區全部清零

sprintf（Username，"%s"，PRODUCTID）; //構建用戶名，并存入緩沖區

Username_len = strlen（Username）; //計算用戶名的長度

memset（Passward，128，0）; //用戶名的緩沖區全部清零

sprintf（Passward，"%s"，AUTHENTICATION）; //構建密碼，并存入緩沖區

Passward_len = strlen（Passward）; //計算密碼的長度

memset（ServerIP，128，0）;

sprintf（ServerIP，"%s"，"183.230.40.39"）; //構建服務器域名

ServerPort = 6002; //服務器端口號6002

}

初始化完成后，通過手機APP完成與OneNet建立鏈接，調試結果證明物聯網控制器和手機端APP可以完成相互信息的傳遞，效果較好。

4 結語

本文介紹了由STM32+ESP8266構成的物聯網控制器，設計主要從軟件和硬件兩個方面入手，控制器的改進空間還很大，還需要繼續研究。基于物聯網平臺的設備會越來越受到大家的重視和認可，因此應用前景還是十分廣闊的。

參考文獻：

[1]羨慧竹.基于物聯網的智能網關系統研究與實現[D].北京工業大學，2014.

[2]楊歡歡.基于STM32的溫室遠程控制系統的設計[D].杭州電子科技大學，2015.

[3]范興隆.ESP8266在智能家居監控系統中的應用[J].單片機與嵌入式系統應用，2016，16（09）：52-56.