使用STM32封装AT指令实现物联网TCP连接和数据传输

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前言

本篇文章将继续带大家学习STM32物联网，那么在这篇文章中将会封装对应AT指令操作的函数来进行WIFI连接以及TCP的连接。

一、AT指令函数封装

1.向ESP8266发送数据函数

我们需要封装一个函数来给ESP8266发送AT指令。

ESP8266连接到了开发板的串口3，实验直接使用HAL_UART_Transmit来向串口3发送数据即可。

//发送命令给ESP8266
void ESP8266_SendCommand(const char* command)
{
	HAL_UART_Transmit(&huart3, (uint8_t *)command, strlen(command), 10000);
}

2.设置ESP8266工作模式

设置wifi模式的指令：

直接使用封装好的函数进行连接即可。

ESP8266_SendCommand("AT+CWMODE=3\r\n");

3.连接WIFI函数

连接wifi函数如下：

//连接wifi
void ESP8266_ConnectWiFi(const char* ssid, const char* pass) 
{
  char cmd[100];
  
  // 发送命令：AT+CWJAP="YourWiFiSSID","YourWiFiPassword"
  sprintf(cmd, "AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"\r\n", ssid, pass);
  ESP8266_SendCommand(cmd);  
}

函数的输入是 Wi-Fi 网络的 SSID 和密码。这些参数是指向 char 数组的指针。ssid 是要连接的 Wi-Fi 网络的 SSID (Service Set Identifier)，而 pass 则是该 Wi-Fi 网络的密码。

首先，该函数声明了一个长度为100的字符数组 cmd 用于存储最终发送到 ESP8266 模块的 AT 命令。

使用 sprintf 函数将 Wi-Fi SSID 和密码拼接到一个格式化的字符串中，这个字符串是一个包含了 Wi-Fi SSID 和密码的 AT 命令，格式为 “AT+CWJAP=“SSID”,“PASSWORD”\r\n”，其中 “SSID” 和 “PASSWORD” 部分会被传入的 ssid 和 pass 替换。

最后，将格式化后的 AT 命令通过 ESP8266_SendCommand 函数发送给 ESP8266 模块，使其连接到指定的 Wi-Fi 网络。

4.查询IP地址

查询IP地址指令如下：

ESP8266_SendCommand("AT+CIFSR\r\n");//查询AP地址

5.连接TCP服务器

下面是连接TCP连接的代码：

//连接TCP服务器
void ESP8266_ConnectTCPServer(const char* ServerIP, int ServerPort)
{
	// 定义一个缓冲区用于存储命令字符串
	char cmd[100];

	// 发送连接到TCP服务器的命令
	// 例如：AT+CIPSTART="TCP","192.168.1.100",80
	sprintf(cmd, "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%d\r\n", ServerIP, ServerPort);
	ESP8266_SendCommand(cmd);	
}

函数的输入参数是 ServerIP 和 ServerPort。ServerIP 是要连接的服务器的 IP 地址，以字符串形式传入。ServerPort 是服务器的端口号，以整数形式传入。

首先，函数声明了一个长度为 100 的字符数组 cmd，用于存储最终发送到 ESP8266 模块的 AT 命令。

使用 sprintf 函数将服务器的 IP 地址和端口号拼接到一个格式化的字符串中，形成一个 AT 命令，格式为 “AT+CIPSTART=“TCP”,“ServerIP”,ServerPort\r\n”，其中 “ServerIP” 和 ServerPort 部分会被传入的 ServerIP 和 ServerPort 替换。

最后，将格式化后的 AT 命令通过 ESP8266_SendCommand 函数发送给 ESP8266 模块，以连接到指定的 TCP 服务器。

6.发送数据到TCP服务器

下面是发送数据到TCP服务器的函数：

//发送数据到TCP服务器
void ESP8266_SendToTCPServer(const char* txData)
{
    // 发送命令：AT+CIPSEND=<length>
    char cmd[100];
    sprintf(cmd, "AT+CIPSEND=%d\r\n", strlen(txData));
    ESP8266_SendCommand(cmd);
    HAL_Delay(100);
    // 发送数据
    ESP8266_SendCommand(txData);	
}

7.接收并解析来自TCP服务器的数据

uint8_t esp8266_rxbuf[RECVBUFSIZE] = {0};//用于保存ESP8266发来的数据

//空闲中断回调函数
void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{
	if(huart->Instance == USART3)
	{		
		printf("%s", esp8266_rxbuf);
		ESP8266_PraseToTCPServer((const char*)esp8266_rxbuf);
		memset(esp8266_rxbuf, 0, sizeof(esp8266_rxbuf));//清空接收到的数据
		HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(&huart3, esp8266_rxbuf, RECVBUFSIZE);
	}
}

//解析ESP8266接收到的TCP数据
void ESP8266_PraseToTCPServer(const char* rxdata)
{
		//检查数据中是否含有IPD
    char *ipdPtr = strstr(rxdata, "IPD");
    if (ipdPtr != NULL)
		{
			// 找到消息内容的起始位置
			char *ptr = strstr(rxdata, ":");
			if (ptr != NULL) 
			{
					char* message = ptr + 1;
					printf("\r\n.....................\r\n");
					printf("recvmsg : %s\r\n", message);
					printf(".....................");
			}
		}			
}

uint8_t esp8266_rxbuf[RECVBUFSIZE] = {0};: 定义了一个长度为 RECVBUFSIZE 的缓冲区 esp8266_rxbuf，用于保存 ESP8266 模块接收到的数据。

void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size): 这是一个空闲中断回调函数。当 UART 接收到足够数量的数据后，会触发空闲中断，进入这个回调函数。在这个回调函数中，首先检查 huart->Instance 是否为 USART3，以确保是与 ESP8266 通信的 UART。然后，通过 printf(“%s”, esp8266_rxbuf); 打印接收到的数据，接着调用 ESP8266_PraseToTCPServer 函数对接收到的数据进行解析，最后通过 memset 清空接收缓冲区，准备接收下一次的数据。

void ESP8266_PraseToTCPServer(const char* rxdata): 这个函数用于解析从 TCP 服务器接收到的数据。首先，通过 strstr 函数检查数据中是否包含 “IPD”，表示接收到了一个 TCP 数据包。如果找到了 “IPD”，则继续寻找 “:”，找到消息内容的起始位置。接着，通过 printf 打印接收到的消息内容。

8.关闭TCP服务器

下面是关闭TCP服务器的AT指令：

//关闭TCP服务
void ESP8266_CLOSETCP(void)
{
	ESP8266_SendCommand("AT+CIPCLOSE\r\n");
}

二、代码测试

先使用手机开一个热点，这个热点要是2.4GHZ的频段。

让STM32 通过ESP8266连接到手机热点，让电脑也连接到手机热点，让他们处于同一个局域网下。然后就可以让STM32作为客户端和电脑建立TCP连接进行数据之间的通信。

开启TCP服务器：

将代码烧录到ESP8266中：

测试结果表明可以进行正常的数据收发。

总结

本篇文章就讲解到这里，下篇文章将带大家继续学习。