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    STM32F103+SIM800C移植示例

    更新时间：2019-06-03 15:00:39

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    本页目录

    说明

    本示例按照MCU+TCP模组中描述的过程，将Link Kit SDK移植到STM32F103，并结合广域网SIM800C连接到阿里云物联网平台。在示例中SIM800C模组支持TCP能力，STM32F103上集成了SDK并使用直接基于MQTT TOPIC的方式与阿里云物联网平台实现数据收发。

    用户也可参考本移植方案，将ST其他类型的芯片实现快速连接阿里云物联网平台。

    芯片 开发板 参数
    STM32F103RBT6 NUCLEO-F103RB 32bits, M3 72Mhz, 128KB-Flash 20KB-SRAM
    SIM800C SIM800C开发板

    准备

    环境搭建

    STM32F103

    • 搭建目标：MCU的两个串口(作为调试串口和与模组通信的AT串口)可以正常收发
    • 开发工具：ARM® Keil® 或 IAR™。
    • 硬件连接：
      • MCU的AT串口通过Arduino™ Uno或ST morpho接口外接模组，示意图如下(通过TX/RX/GND连接外挂模组)
      • ST开发板ST-LINK驱动
    • 软件环境
      • 使用ST-cubemx新建Project后在Board Seletor选择NUCLEO-F103RB开发板后双击，并添加合适的串口作为MCU与模组通信的AT口，如下图USART1


    • 在Configuration中选择USARTx，并将USART1(作为AT口)的interrupt置为enable，点击Apply/Ok后点击Cubemx的”Project”选项中的”Generate Code”，设置对应的选项，其中Toolchain/IDE可以选择ARM® Keil® 或 IAR™，Heap/Satck size按需选进行配置, 点击OK后自动生成代码和工程。

    配置ToolChain/IDE

    注：针对不一样的应用场景，需根据实际情况合理修改heap和stack的大小（如上图中圈选位置），在我们的测试中设置4k(0x1000)的Heap和2.5K(0xA00)的Stack可以正常工作

    • 验证
    • 根据上述软件环境配置生成对应的Keil/IAR工程，增加简单的代码，自行验证串口输入输出是否OK。

    SIM800

    • 请根据厂商提供的应用手册自行验证SIM800通信模组是否工作正常。

    注：本次调试使用的是开发板而非市面上常见的模组，请参考硬件连接中的示例图与MCU的串口(TX—RX, RX—TX, GND—GND)进行硬件连接，注意开发板上电后按压PWRKEY按键（大于1秒），待STATUS和NETLIGHT两个LED灯陆续点亮，其中NETLIGHT LED会以2HZ进行闪烁，此时SIM800C模组ready。

    移植SDK

    配置SDK

    • 配置命令
      • Windows运行 config.bat
      • Linux运行 make menuconfig

    • 配置步骤

      如下图所示：

      在本示例中使能了下面的选项：

      • PLATFORM_HAS_STDINT
      • PLATFORM_HAS_DYNMEM
      • FEATURE_MQTT_COMM_ENABLED
        • FEATURE_MQTT_DEFAULT_IMPL
        • FEATURE_MQTT_DIRECT
      • FEATURE_ATM_ENABLED
        • FEATURE_AT_TCP_ENABLED
        • FEATURE_AT_PARSER_ENABLED
          • FEATURE_AT_TCP_HAL_SIM800

    注：上面选择了FEATURE_AT_TCP_HAL_SIM800，因此SDK将会生成驱动模组SIM800C相关的AT指令代码。

    抽取

    • 抽取命令
      • Window运行extract.bat
      • Linux运行extract.sh
    • 抽取步骤

    执行抽取命令后生成的代码路径在output/eng，需要用户实现位于文件output/eng/wrappers/wrapper.c中的HAL对接函数。

    集成

    按下述步骤集成。

    步骤

    • 将抽取生成的output/eng代码atm dev_sign infra mqtt wrappers目录拷贝到上述已生成的Keil/IAR开发环境中，拷贝/使用examples下的mqtt_example_at.c作为示例，并将mqtt_example_at.c中的main函数名更改为mqtt_example以解决编译冲突问题。
    • 在Src/main.c中调用mqtt_example_at.c的mqtt_example函数进行示例验证，更多其他细节请参照MCU+TCP模组中的相关章节。
    1. /* add mqtt example in this file Src/main.c */
    2. int main(void)
    3. {
    4.  ......
    5.  ......
    6.  /* Initialize all configured peripherals */
    7.  MX_GPIO_Init();
    8.  MX_USART2_UART_Init();
    9.  MX_USART1_UART_Init();
    10.  .......
    11.  mqtt_example(); /* add mqtt_example here*/
    12. }

    • 针对不一样的应用场景，需根据实际情况合理修改heap和stack的大小，本次组合设置4k(0x1000)的heap和2.5K(0xA00)的stack，修改方法如下：

      • Keil中MDK-ARM/startup_xx.s
      • IAR中EWARM/xx_flash.icf

    • 用户需要实现wrapper.c中的HAL函数

      • 本例中因为选择MCU上不运行OS，因此与系统相关的HAL函数实现可以参考文件wrappers\os\nos\HAL_Nos.c中的函数实现
      • 对于 HAL_GetProductKey 、HAL_GetDeviceName 、HAL_GetDeviceSecret 需要用户返回用户自己设备的相应身份信息
      • 对于HAL_AT_Uart_Init、HAL_AT_Uart_Deinit、HAL_AT_Uart_Recv、HAL_AT_Uart_Send需要用户去进行相关串口初始化以及数据收发
      • wrapper.c参考, STM32上无OS
      • wrapper.c参考, STM32上运行FreeRTOS

    IDE配置

    Keil/IAR 中添加SDK相关的源码文件，修改头文件路径配置：

    Keil配置

    按下图依次创建新的Group并修改为linkkit，手动添加源文件(*.c)并设置正确的头文件路径如下。编译、烧录请参考下图6。

    1. # 设置头文件路径，请以实际路径为准
    2. ;../Src/linkkit/atm;../Src/linkkit/dev_sign;../Src/linkkit/infra;../Src/linkkit/mqtt;../Src/linkkit/wrappers


    图4. Keil工程下添加Group


    图5. Keil工程下添加.c文件


    图6. Keil工程下设置头文件路径

    IAR配置

    类似步骤，依次选择Project -> Add Group，输入“linkkit”，创建新的Group之后将Src\linkkit里所有子目录下的.c文件添加进去，最后Project -> options, 添加以下依赖的头文件路径。编译、烧录请参考下图9。

    1. # 设置头文件路径，请以实际路径为准
    2. $PROJ_DIR$/../Src/linkkit/atm
    3. $PROJ_DIR$/../Src/linkkit/dev_sign
    4. $PROJ_DIR$/../Src/linkkit/infra
    5. $PROJ_DIR$/../Src/linkkit/mqtt
    6. $PROJ_DIR$/../Src/linkkit/wrappers


    图7. IAR工程下添加.c文件


    图8. IAR工程下设置头文件路径


    图9. IAR工程下编译/烧录

    结果

    • MCU侧Log
    1. [10:44:17.491]收←◆sim800_uart_selfadaption 283 failed rsp OK
    2.  retry count 1
    5. [10:44:17.526]收←◆signal quality is 
    6. +CSQ: 31,0
    8. OK
    11. network registration is 
    12. +CREG: 0,1
    14. OK
    17. gprs attach check 
    18. +CGATT: 1
    20. OK
    24. [10:44:18.809]收←◆mqtt example
    25. MQTT init success!
    26. establish tcp connection with server(host='a1A6QHnzzrT.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com', port=[1883])
    28. [10:44:20.000]收←◆success to establish tcp, fd=0
    30. [10:44:21.576]收←◆mqtt connect success!
    31. devinfo report
    32. devinfo report topic: /sys/a1A6QHnzzrT/test_device/thing/deviceinfo/update
    33. devinfo report data: {"id":"0","version":"1.0","params":[{"attrKey":"SYS_LP_SDK_VERSION","attrValue":"3.0.0","domain":"SYSTEM"},{"attrKey":"SYS_SDK_LANGUAGE","attrValue":"C","domain":"SYSTEM"}],"method":"thing.deviceinfo.update"}
    35. [10:44:22.738]收←◆cmd AT+CIPSEND=0,267 rsp  retry 1 at HAL_AT_CONN_Send 858 fail 
    38. [10:44:22.820]收←◆devinfo report succeed
    39. firmware version report start in MQTT
    40. firmware report topic: /ota/device/inform/a1A6QHnzzrT/test_device
    41. firmware report data: {"id":"1","params":{"version":"app-1.0.0-20190118.1000"}}
    43. [10:44:23.547]收←◆firmware version report finished, iotx_publish() = 2
    44. PERFORM subscribe to '/a1A6QHnzzrT/test_device/get' (msgId=3)
    45.         Packet Ident : 00000003
    46.                Topic : /a1A6QHnzzrT/test_device/get
    47.                  QoS : 0
    48.        Packet Length : 35
    50. [10:44:23.861]收←◆mqtt subscribe packet sent,topic = /a1A6QHnzzrT/test_device/get!
    52. [10:44:24.442]收←◆PUBACK
    53. msg->event_type : 9
    54. PUBACK
    55. msg->event_type : 9
    56. PUBACK
    57. msg->event_type : 9
    58. SUBACK
    59.         Return Value : 1
    60.            Packet ID : 3
    61.                Count : 1
    62.      Granted QoS[00] : 1
    63. packet_id = 3, event_type=3
    64. msg->event_type : 3
    66. [10:44:25.511]收←◆PUBLISH
    67.         Packet Ident : 00000000
    68.         Topic Length : 28
    69.           Topic Name : /a1A6QHnzzrT/test_device/get
    70.     Payload Len/Room : 11 / 992
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    72. delivering msg ...
    73. topic be matched
    74. Message Arrived: 
    75. Topic  : /a1A6QHnzzrT/test_device/get
    76. Payload: hello,world
    79. [10:44:46.408]收←◆PUBLISH
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    87. Message Arrived: 
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    89. Payload: hello,world
    92. [10:45:07.348]收←◆PUBLISH
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    101. Topic  : /a1A6QHnzzrT/test_device/get
    102. Payload: hello,world
    105. [10:45:22.414]收←◆len = MQTTSerialize_pingreq() = 2
    107. [10:45:23.241]收←◆send MQTT ping...
    109. [10:45:24.246]收←◆receive ping response!
    111. [10:45:29.128]收←◆PUBLISH
    112.         Packet Ident : 00000000
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    121. Payload: hello,world
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