基于51单片机采集环境数据并使用MQTT协议上传至阿里云

# 51SCM_Mqtt_GraduationProject 51单片机采集环境数据并使用MQTT协议上传至阿里云，阿里云使用AMQP消息队列下发至业务服务器，在前端页面展示数据 ## 配置 |硬件|硬件型号| |---|---| |单片机|IAP15w4k58s4| |OLED显示屏|128x64 IIC| |WiFi|ESP8266| ## 头文件列表 [include](/include) ## 文件目录结构 ``` . |-- KeyAndOled 按键及OLED的测试 | |-- KOLED.uvgui.zghbq | |-- KOLED.uvopt | |-- KOLED.uvproj | |-- Listings | |-- Objects | |-- STARTUP.A51 | |-- include | `-- main.c |-- MQTTClient C语言实现的MQTT客户端 | |-- ClassDiagram.cd | |-- MQTTClient.sln | |-- MQTTClient.vcxproj | |-- MQTTClient.vcxproj.filters | |-- MQTTClient.vcxproj.user | |-- README.md | |-- esp.h | |-- main.c | |-- mqtt.c | |-- mqtt.h | `-- x64 |-- README.md |-- Uart1test 对UART1串口通信的测试 | |-- Listings | |-- Objects | |-- README.md | |-- STARTUP.A51 | |-- esptest.uvgui.zghbq | |-- esptest.uvopt | |-- esptest.uvproj | |-- include | `-- main.c |-- amqp-java 来自阿里云iot平台的AMQP客户端的Java版本的demo | |-- lib | |-- pom.xml | |-- src | `-- target |-- amqpSpring Java Spring业务服务器 | |-- HELP.md | |-- amqpSpring.iml | |-- mvnw | |-- mvnw.cmd | |-- pom.xml | |-- src | | |-- main | | | |-- java | | | | `-- com | | | | `-- example | | | | `-- amqpspring | | | | |-- AmqpClient.java | | | | |-- AmqpFullSQL.java | | | | |-- AmqpMessage.java | | | | |-- AmqpMessageDTO.java | | | | |-- AmqpSpringApplication.java | | | | |-- MessageOfTopicController.java | | | | |-- PageAmqpMessageRepository.java | | | | |-- SaveAmqpMessageRepository.java | | | | |-- TopicAmqpMessageRepository.java | | | | `-- TopicsController.java | | | `-- resources | | | |-- application.properties | | | |-- static | | | | |-- anewdemo.html | | | | |-- css | | | | | `-- aDemo.css | | | | |-- index.html | | | | |-- js | | | | | `-- topics.js | | | | `-- topics.html | | | `-- templates | | `-- test | | `-- java | | `-- com | | `-- example | | `-- amqpspring | | `-- AmqpSpringApplicationTests.java | `-- target |-- doc 使用pandoc生成论文的过程文档 |-- esp ESP8266测试模块 | |-- Listings | |-- Objects | |-- STARTUP.A51 | |-- esp.uvgui.zghbq | |-- esp.uvopt | |-- esp.uvproj | |-- include | `-- main.c |-- esptest 同样也是ESP8266测试模块 | |-- Listings | |-- Objects | |-- STARTUP.A51 | |-- esptest.uvgui.zghbq | |-- esptest.uvopt | |-- esptest.uvproj | |-- include | `-- main.c |-- include 头文件 |-- mqttstc 最终烧录至单片机的程序 | |-- Listings | |-- Objects | |-- STARTUP.A51 | |-- include | |-- main.c | |-- mqttstc.uvgui.zghbq | |-- mqttstc.uvopt | `-- mqttstc.uvproj `-- uml 过程中使用的UML图，使用plantuml绘制 ``` ## 使用方法 * 注册阿里云iot平台账户，按照其说明文档添加产品及设备，在设备界面获取MQTT连接参数   * 使用visual studio打开 `MQTTClient` 文件夹，使用获得的MQTT连接参数修改`main.c` 的阿里云相关配置,仅需要修改 `三元组` 、 `加密方式` 、 `密码` * 按照需要，修改服务器地址 * 之后的对于MQTTClient中代码的修改可能会造成无法预料的bug，请自行查询搜索引擎解答，或发送邮件至`zghbqbc@gmail.com`。MQTTClient文件中包含了众多对C语言指针的使用，请至少对C语言的数组、函数指针等知识有一定的了解 * 修改 `main.c` 文件中 `MQTTSendData` 函数中 `printf` 内容，让其输出十六进制数字和空格与逗号，修改后的代码如下： ``` int MQTTSendData(const char* data, unsigned int length) { ///* 发送数据到服务端 */ send(sock, data, length, 0); //{ // return 1; //} //return 0; unsigned char temp = 0; printf("\n\nlength is %d\n\n", length); while (length--) { temp = *data++; printf("0x%02X ,", temp); } return 1; } ``` * 运行 `main.c` 文件，结果如下图所示，这里需要得到的是阿里云iot的IP地址、MQTT的CONNECT报文及PUBLISH报文的十六进制内容 * 其实不需要 `MQTTClient` 项目，仅需要使用 `MQTT.fx` 工具和网络抓包工具也能得到同样的数据 * 这一步运行完毕后可在阿里云iot平台日志中看到有设备上下线记录，证明上述步骤圆满完成，若无上下线记录，请排查是否正确的修改了阿里云连接参数 * 运行时可能会被杀毒软件报错，请关闭杀毒软件，或将相应的文件转移至信任区  * 使用 `Keil` 打开 `mqttstc` 项目，修改 `main.c` 文件中 `初始化esp8266` 的相关参数，第一个为WiFi的名称，第二个为WiFi密码，第三个为上方获取的阿里云iot的IP地址，端口号无需修改 * 修改 `esp.c` 中数组 `MQTTConnectData[]`，`MQTTPublishData` 的内容 * 编译生成可执行文件，烧录至单片机，启动单片机，可在阿里云iot平台的日志中查询到相关设备上线记录，证明设备上线成功 * 若未上线，请按照如下步骤检查： 1. 打开宏晶公司烧录软件的串口通信界面，打开接收数据，重启单片机，若能正常接收数据则证明UART串口无故障，按照串口的输出日志可做初步检查 2. 打开路由器后台界面，检查是否有ESP设备上线 3. 使用模拟TCP通信软件（如Serial Port Utility）检查网络通信是否有故障，这一步需要去修改单片机程序中的目的IP地址 4. 发邮件给我 * 使用虚拟机或服务器或在物理机上创建一个MySQL数据库，以供之后的步骤使用 * 这一步需要做到可以通过navicat等数据库软件连接至MySQL数据库 * 使用IDEA打开 `amqpSpring` 项目，修改配置文件，打开项目时注意保持网络畅通，以便项目自动下载安装相应的库 * 修改 `application.properties` 的内容，以便Java项目连接数据库 * 根据注释，修改 `AmqpClient` 类中相关的参数，此处的修改可以参考[阿里云物联网平台的帮助文档](https://help.aliyun.com/document_detail/143601.htm)，这个类实际就是将帮助文档中的示例的Java demo修改而来 * 启动 `AmqpSpringApplication` ，正常情况下可在控制台查看到相应的日志输出  * 点击进入 `anewdemo.html` 页面，启动该页面，可访问浏览器前端 ## UART1端口输出测试 ### 使用 1. 使用 keil51 打开 *.uvproj 文件 2. 导入 include 文件夹 及相应的 .c 文件 <br> ***仅导入 include 文件夹而不导入 .c 文件是无法编译的*** 3. 若遇到 `main.c(24): error C267: 'Uart1SendData': requires ANSI-style prototype` 之类的定义错误。检查相应的 .h 文件中是否声明了相应的函数 4. 烧录 ## OLED屏和按键K1 ~ K6 ### 使用 1. 使用 keil51 打开 *.uvproj 文件 2. 导入 include 文件夹 及相应的 .c 文件 <br> ***仅导入 include 文件夹而不导入 .c 文件是无法编译的*** 3. 烧录 4. 若OLED屏不显示，检查OLED.h文件(或 main.c 文件)中是否对OLED屏使用到的两个时钟GPIO端口进行初始化 ``` GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //结构定义 //推挽输出 GPIO_InitStruc