一、前言在当今万物互联的时代背景下，物联网技术的快速发展极大地推动了智能化社会的构建。作为其中的关键一环，设备与云端平台之间的通信变得尤为重要。本文介绍如何在Linux操作系统环境下，利用串口通信来实现EC20模块与华为云物联网平台的有效连接。使用Linux下的/dev/ttyUSB0设备文件通过AT指令来配置EC20模块，采用C语言和Python这两种编程语言实现这一过程。EC20 是Quectel 生产的 4G LTE 模块。是一个多功能的通信模块，广泛应用于各种 IoT（物联网）设备中，提供了可靠的无线通信能力。EC20 支持 LTE FDD、LTE TDD、WCDMA 和 GSM 网络，能够实现高速的数据传输和稳定的语音通信。EC20 模块支持全球主要的频段，使其能够在多个国家和地区的网络环境中正常工作。它能够提供最高达 150 Mbps 的下行速率和 50 Mbps 的上行速率，这使得它非常适合需要高带宽的应用场景，如视频流、远程监控和数据传输。该模块具有强大的数据通信能力，包括支持 TCP/IP 和 UDP 协议的网络连接。EC20 还支持各种 AT 命令，通过这些命令用户可以控制模块的操作，配置网络设置，发送和接收数据。其内置的网络协议栈使得模块可以直接进行 MQTT、HTTP、FTP 等网络协议的通信，为开发者提供了极大的便利。除了数据通信功能，EC20 模块还支持语音通话和短信功能。这使得它不仅可以用于数据传输，还可以作为语音通信解决方案。通过 AT 命令，用户可以方便地进行拨打和接听电话，发送和接收短信，满足不同应用场景的需求。在电源管理方面，EC20 模块具有低功耗模式，能够有效地延长设备的电池寿命。它支持多种电源管理功能，包括睡眠模式和省电模式，使得它在不使用的时候能够降低功耗，减少能量消耗。模块的物理接口包括多个 UART 串口、USB 接口和 GPIO 引脚，这些接口允许模块与其他硬件进行连接。通过这些接口，用户可以实现串口通信、USB 数据传输以及各种数字信号的输入输出，提供了高度的灵活性和可扩展性。在设计和生产方面，EC20 模块遵循了工业标准，确保其在各种恶劣环境下的可靠性。它的设计小巧且坚固，适合嵌入到各种嵌入式系统和终端设备中。Quectel 提供了详细的技术文档和开发工具，帮助开发者快速集成和部署模块。二、实例代码2.1 服务器信息下面是我的华为云物联网服务器设备信息。关于创建过程，可以看视频：cid:link_0IP地址：117.78.5.125端口号：1883ClientId 64000697352830580e48df07_dev1_0_0_2023030206Username 64000697352830580e48df07_dev1Password a695af9883c5d0e3817bc6971beeecadf8c7c595677c461b1fe75882ed2bf449订阅主题：$oc/devices/64000697352830580e48df07_dev1/sys/messages/down发布主题：$oc/devices/64000697352830580e48df07_dev1/sys/properties/report发布的消息：{"services": [{"service_id": "stm32","properties":{"DHT11_T":18,"DHT11_H":80,"MQ2":1,"water":1,"flame":1,"light":0,"LED1":0,"LED2":0,"LED3":0}}]}2.2 Python代码本小节介绍 通过串口 /dev/ttyUSB0 发送 AT 指令以控制 EC20 模块连接华为云物联网平台，并完成 MQTT 通信，使用 Python 脚本实现。AT 指令:AT+RST: 重启模块AT+CSIM=1: 设置工作模式为数据模式（请根据实际模块手册确认是否需要此指令）AT+QMTOPEN=0,"IP地址",端口号: 连接到 MQTT 服务器AT+QMTCONN=0,"ClientId","Username","Password": 使用提供的 ID、用户名和密码连接到 MQTT 服务器AT+QMTSUB=0,0,"主题",1: 订阅指定主题AT+QMTPUB=0,0,0,0,"主题",消息内容: 发布消息到指定主题下面是实现代码，展示了如何用 Python 通过串口发送 AT 指令来配置 EC20 模块并连接到华为云物联网平台：# -*- coding: utf-8 -*-​import serialimport time​# 串口配置SERIAL_PORT = '/dev/ttyUSB0'BAUDRATE = 115200TIMEOUT = 1​# MQTT 服务器信息MQTT_SERVER_IP = '117.78.5.125'MQTT_SERVER_PORT = '1883'MQTT_CLIENT_ID = '64000697352830580e48df07_dev1_0_0_2023030206'MQTT_USERNAME = '64000697352830580e48df07_dev1'MQTT_PASSWORD = 'a695af9883c5d0e3817bc6971beeecadf8c7c595677c461b1fe75882ed2bf449'​# 发布的消息PUBLISH_MESSAGE = '{"services": [{"service_id": "stm32","properties":{"DHT11_T":18,"DHT11_H":80,"MQ2":1,"water":1,"flame":1,"light":0,"LED1":0,"LED2":0,"LED3":0}}]}'​# 发送 AT 指令并获取响应def send_at_command(serial_conn, command, response_termination='OK', delay=1): print(f"Sending command: {command}") serial_conn.write((command + '\r\n').encode()) time.sleep(delay) response = serial_conn.read(serial_conn.inWaiting()).decode() print(f"Response: {response}") if response_termination and response_termination not in response: raise Exception(f"Unexpected response: {response}") return response​def main(): # 打开串口连接 with serial.Serial(SERIAL_PORT, BAUDRATE, timeout=TIMEOUT) as ser: try: # 重启模块 send_at_command(ser, 'AT+RST')​ # 设置工作模式为数据模式 send_at_command(ser, 'AT+CSIM=1')​ # 连接到 MQTT 服务器 send_at_command(ser, f'AT+QMTOPEN=0,"{MQTT_SERVER_IP}",{MQTT_SERVER_PORT}') send_at_command(ser, 'AT+QMTCONN=0,"{MQTT_CLIENT_ID}","{MQTT_USERNAME}","{MQTT_PASSWORD}"') time.sleep(5) # 等待连接​ # 订阅主题 send_at_command(ser, 'AT+QMTSUB=0,0,"$oc/devices/64000697352830580e48df07_dev1/sys/messages/down",1')​ # 发布消息 send_at_command(ser, f'AT+QMTPUB=0,0,0,0,"$oc/devices/64000697352830580e48df07_dev1/sys/properties/report",{PUBLISH_MESSAGE}')​ except Exception as e: print(f"An error occurred: {e}")​if __name__ == "__main__": main()运行命令：root@flexusx-1a58:~# python3 mqtt_connect.py 2.3 C语言代码本小节介绍 用 C 语言实现通过串口发送 AT 指令来控制 EC20 模块并完成 MQTT 通信。下面是实现代码，通过串口配置 EC20 模块并连接到 MQTT 服务器：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <termios.h>#include <errno.h>​#define SERIAL_PORT "/dev/ttyUSB0"#define BAUDRATE B115200​int setup_serial_port(const char *port) { int fd = open(port, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY); if (fd == -1) { perror("open"); exit(EXIT_FAILURE); }​ struct termios options; tcgetattr(fd, &options); cfsetispeed(&options, BAUDRATE); cfsetospeed(&options, BAUDRATE);​ options.c_cflag |= (CLOCAL | CREAD); options.c_cflag &= ~PARENB; options.c_cflag &= ~CSTOPB; options.c_cflag &= ~CSIZE; options.c_cflag |= CS8;​ tcsetattr(fd, TCSANOW, &options);​ return fd;}​void send_at_command(int fd, const char *command) { write(fd, command, strlen(command)); write(fd, "\r\n", 2); usleep(100000); // Wait for 100ms for the module to respond​ char response[256]; int n = read(fd, response, sizeof(response) - 1); if (n > 0) { response[n] = '\0'; printf("Response: %s\n", response); } else { printf("No response or read error.\n"); }}​int main() { int fd = setup_serial_port(SERIAL_PORT);​ // 1. Reset the module send_at_command(fd, "AT+RST");​ // 2. Connect to MQTT server char command[300]; snprintf(command, sizeof(command), "AT+QMTOPEN=0,\"%s\",%d", "117.78.5.125", 1883); send_at_command(fd, command);​ snprintf(command, sizeof(command), "AT+QMTCONN=0,\"%s\",\"%s\",\"%s\"", "64000697352830580e48df07_dev1_0_0_2023030206", "64000697352830580e48df07_dev1", "a695af9883c5d0e3817bc6971beeecadf8c7c595677c461b1fe75882ed2bf449"); send_at_command(fd, command);​ usleep(5000000); // Wait 5 seconds for connection to establish​ // 3. Subscribe to a topic send_at_command(fd, "AT+QMTSUB=0,0,\"$oc/devices/64000697352830580e48df07_dev1/sys/messages/down\",1");​ // 4. Publish a message sprintf(command, "AT+QMTPUB=0,0,0,0,\"$oc/devices/64000697352830580e48df07_dev1/sys/properties/report\",\"{\\\"services\\\": [{\\\"service_id\\\": \\\"stm32\\\",\\\"properties\\\":{\\\"DHT11_T\\\":18,\\\"DHT11_H\\\":80,\\\"MQ2\\\":1,\\\"water\\\":1,\\\"flame\\\":1,\\\"light\\\":0,\\\"LED1\\\":0,\\\"LED2\\\":0,\\\"LED3\\\":0}}]}\""); send_at_command(fd, command);​ close(fd); return 0;}编译运行：root@flexusx-1a58:~# gcc mqtt_connect.c root@flexusx-1a58:~# ./a.out 2.4 创建虚拟串口方便测试在与硬件通信之前，可以先建立一个虚拟串口测试一下。创建一个虚拟的串口设备 /dev/ttyUSB0 主要有两种方式：使用 socat 工具创建虚拟串口对（虚拟串口设备），或者使用 tty0tty 驱动来创建虚拟串口对。方法 1: 使用 socat 创建虚拟串口socat 是一个强大的网络工具，可以创建虚拟串口设备。下面是如何使用 socat 创建两个虚拟串口对：安装 socat： 在大多数 Linux 发行版上，可以使用包管理工具安装 socat。例如，在 Debian 或 Ubuntu 上运行：sudo apt-get install socat创建虚拟串口对： 运行以下命令来创建两个虚拟串口设备 /dev/ttyV0 和 /dev/ttyV1：socat -d -d PTY,link=/dev/ttyV0,raw,echo=0 PTY,link=/dev/ttyV1,raw,echo=0这将创建两个虚拟串口设备 /dev/ttyV0 和 /dev/ttyV1，它们会像物理串口一样工作，可以在程序中使用它们进行测试。使用虚拟串口设备：可以将一个设备用于发送数据，另一个设备用于接收数据进行测试。例如，可以将一个串口设备配置为连接到模拟的设备，另一个设备配置为模拟的串口设备的接收端。方法 2: 使用 tty0tty 驱动tty0tty 是一个内核模块，用于创建虚拟串口对。以下是如何安装和使用 tty0tty：安装 tty0tty： 需要从源代码编译和安装 tty0tty。按照以下步骤进行：sudo apt-get install build-essential linux-headers-$(uname -r)git clone https://github.com/ntop/tty0tty.gitcd tty0ttymakesudo make installsudo depmod -a加载内核模块： 运行以下命令加载 tty0tty 内核模块：sudo modprobe tty0tty这将创建虚拟串口设备 /dev/ttyt0 和 /dev/ttyt1。使用虚拟串口设备：/dev/ttyt0 和 /dev/ttyt1 现在可以作为虚拟串口设备使用。可以在程序中将它们作为串口设备来进行测试。示例代码假设已经创建了 /dev/ttyV0 和 /dev/ttyV1（使用 socat），可以在 Python 中使用这些虚拟串口设备进行测试。例如：import serial​# 打开虚拟串口ser1 = serial.Serial('/dev/ttyV0', 115200, timeout=1)ser2 = serial.Serial('/dev/ttyV1', 115200, timeout=1)​# 发送数据ser1.write(b'Hello, world!\n')​# 读取数据response = ser2.readline()print('Received:', response.decode('utf-8'))​# 关闭串口ser1.close()ser2.close()

是我的固件有问题吗？顺便问一下设备上发版本号，MQTT发送的问题，我虽然我这样发送过去，也受到了url。谢谢各位！！！！

一、前言1.1 项目介绍项目设计里用到的全部工具软件和文档源码，都可以在这里下载。cid:link_10【1】项目开发背景矿山环境作业安全监测系统的开发背景主要源于对矿井作业环境中潜在危险因素的有效监控需求。矿山作为重要的资源开采场所，其工作环境往往存在诸多安全隐患，如瓦斯爆炸、粉尘超标等，这些因素不仅威胁着矿工的生命安全，还可能导致严重的经济损失和社会影响。因此，建立一个能够实时监测矿井内环境状况，并能在危险发生前及时预警的安全监测系统显得尤为重要。随着物联网技术的发展，利用先进的传感器技术与无线通信技术相结合，可以实现对矿山环境的全方位监控。本项目选择以STM32F103RCT6单片机作为核心控制器，因其具备高性能、低功耗的特点，非常适合用于此类环境下的数据采集与控制任务。通过集成DHT11温湿度传感器、MQ5气体传感器、PM2.5传感器等，系统能够实时获取环境数据，并依据预设的阈值进行判断，从而采取相应的措施，比如启动通风装置降低瓦斯浓度或通过喷淋系统减少空气中的颗粒物含量。此外，为了使矿山管理人员能够远程监控矿井内的实际情况，本项目还将通过BC26(NBIOT)模块将收集到的数据上传至华为云物联网平台，实现了数据的云端存储与分析。同时，借助移动应用技术，开发了一款APP，以便于工作人员随时查看环境参数及接收警报信息，进一步增强了系统的实用性和灵活性。本项目的开发提供一套高效、可靠的矿山环境作业安全监测解决方案，通过技术手段提升矿山安全管理效率，保障矿工的人身安全，促进矿山行业的可持续发展。【2】设计实现的功能(1) 本项目设计的核心是以STM32F103RCT6单片机作为主控单元，负责整个系统的协调控制，实现对矿山环境各项关键参数的监测与管理。(2) 采用DHT11温湿度传感器进行环境温度和湿度的实时采集，一旦检测到的数值超出安全范围，则通过蜂鸣器发出警报信号。(3) 使用MQ5气体传感器监测瓦斯浓度，当浓度达到预设阈值时，系统将通过控制继电器启动风扇，以稀释瓦斯浓度。(4) 配备PM2.5传感器用以检测空气中颗粒物的浓度，当浓度超标时，激活雾化喷淋系统以降低灰尘含量。(5) 选用OLED显示屏作为人机交互界面，实时显示由各传感器采集到的环境数据。(6) 利用BC26(NBIOT)模块将现场采集到的数据上传至华为云物联网平台，便于远程监控和数据分析。(7) 实现自动模式功能，系统能够按照预先设定的阈值自动监测环境参数，并在必要时触发警报或执行相应控制动作，如启动风扇或喷淋系统。(8) 提供手动模式功能，允许用户通过按键直接控制风扇和雾化降尘设备的开关状态，并且开发了基于Qt框架的Android平台手机APP，以便于远程控制这些设备的运行状态。(9) 设计中考虑了系统的稳定供电方案，采用5V 2A的外部稳压电源为系统供电。(10) 风扇和雾化降尘设备均采用5V电源供电，并通过继电器模块实现开关控制。(11) OLED显示屏采用SPI协议进行数据传输，以确保信息显示的准确性和实时性。【3】项目硬件模块组成(1) 控制核心模块：STM32F103RCT6单片机最小系统模块，作为整个监测系统的控制中心。(2) 温湿度采集模块：DHT11温湿度传感器，用于实时检测环境的温度和湿度。(3) 气体检测模块：MQ5气体传感器，用于监测环境中的瓦斯浓度。(4) 颗粒物检测模块：PM2.5传感器，用于检测空气中悬浮颗粒物的浓度。(5) 显示模块：0.96寸OLED显示屏，采用SPI协议连接至控制核心，显示各项环境参数。(6) 报警模块：蜂鸣器，当检测到环境参数异常时发出声音警报。(7) 执行机构控制模块：继电器模块，用于控制风扇和雾化降尘设备的开关状态。(8) 通风设备：风扇，由继电器控制，用于降低瓦斯浓度。(9) 降尘设备：雾化喷淋系统，同样由继电器控制，用于减少空气中颗粒物含量。(10) 远程通信模块：BC26(NBIOT)模块，负责将采集到的数据通过窄带物联网技术上传至云端。(11) 电源供应模块：5V 2A外部稳压电源，为整个系统提供稳定的电力支持。(12) 操作接口：按键模块，允许用户手动控制设备的开启与关闭。(13) 移动终端交互模块：基于Qt开发的Android平台手机APP，实现远程监控和控制功能。【4】需求总结项目名称：基于STM32单片机设计的矿山环境作业安全监测系统1、本次设计以 STM32F103RCT6 单片机最小系统模块作为系统控制核心,确定各种传感器模块选型,完成系统硬件结构设计。2、采用 DHT11 温湿度采集模块进行环境温湿度检测。当传感器检测到环境值超过控制系统设定的阀值参数时，可触发蜂鸣器报警。3、采用 MQ5气体传感器来检测环境的瓦斯浓度。当瓦斯浓度达到阈值时，控制系统控制继电器开关模块动作，实现风扇自动控制功能。4、采用 PM2.5 传感器检测环境中的颗粒物，超过阈值触发报警，可打开雾化模块进行喷淋降低。5、采用 OLED 显示屏作为显示模块显示实时数据。6、将采集到的环境信息通过BC26(NBIOT)模块将数据上传到华为云物联网平台。7、自动模式功能根据预设的阈值设定，监测环境参数，并在超过阈值时触发警报和控制设备使用定时器进行周期性的环境参数监测。设计逻辑判断程序，根据环境参数触发不同的处理动作。8、手动模式功能实现按键功能，根据用户的操作控制风扇和雾化降尘设备的开关状态。开发手机 APP，使用Qt作为 Android 平台的开发工具实现与BC26(NBIOT)模块的通信和数据显示功能。在手机 APP 上实现远程控制风扇和雾化降尘设备的开关功能以及显示实时监测到的环境参数和警报信息9、供电采用 5V 2A外部稳压电源10、风扇和雾化降尘设备采用5V加湿器模块，通过继电器控制开关。11、OLED显示屏采用SPI协议的0.96寸OLED显示屏1.2 设计思路设计思路的核心是围绕提高矿山作业环境的安全性展开，考虑到矿山环境复杂多变的特点，本项目构建一个能够实时监测并有效应对潜在危险因素的自动化系统。该系统的设计从硬件选型到软件架构都遵循了模块化和易维护的原则，确保了系统的可靠性和扩展性。在硬件层面，选择了性能稳定且易于编程的STM32F103RCT6单片机作为中央处理器，这是因为STM32系列芯片拥有丰富的外设接口，能够方便地与各种传感器和执行机构进行通信。同时，考虑到矿山环境的特殊性，传感器的选择上优先考虑了可靠性与准确性，如DHT11用于温湿度监测，MQ5用于瓦斯浓度检测，PM2.5传感器则用于颗粒物浓度测量。此外，为了实现环境参数的直观展示，选用了OLED显示屏作为人机交互界面，并通过继电器模块来控制风扇和雾化喷淋系统，以应对不同的紧急情况。软件方面，系统的设计着重于逻辑清晰的程序架构，通过编写高效的算法来处理来自不同传感器的数据，并依据预设的安全阈值进行逻辑判断。当环境参数超出正常范围时，系统会自动触发相应的警报机制，并启动相应的应急措施，例如启动通风设备降低瓦斯浓度或启用喷淋系统减少粉尘。此外，为了便于远程监控，系统集成了BC26(NBIOT)模块，能够将采集到的数据上传至华为云物联网平台，同时开发了配套的手机应用程序，使得管理者能够随时随地查看环境状况，并进行远程控制。整体而言，该项目的设计思路充分结合了现代物联网技术和传统矿山安全管理的需求，力求通过智能化手段提升矿山作业的安全水平，减少事故发生的可能性，保障矿山工作的顺利进行。1.3 系统功能总结功能类别描述环境监测实时采集矿山环境的温度、湿度、瓦斯浓度、颗粒物浓度等数据。自动警报当环境参数超过预设安全阈值时，自动触发蜂鸣器警报。自动控制达到特定阈值时，自动控制风扇和雾化喷淋系统，以降低瓦斯浓度和颗粒物含量。数据显示OLED显示屏实时显示采集到的各种环境参数。数据上传通过BC26(NBIOT)模块将环境数据上传至华为云物联网平台，便于远程监控和数据分析。定时监测使用定时器进行周期性的环境参数监测，确保数据的连续性和及时性。手动控制用户可以通过按键手动控制风扇和雾化降尘设备的开关状态。远程控制开发了基于Qt框架的Android平台手机APP，实现远程控制风扇和雾化降尘设备的开关功能。数据可视化在手机APP上显示实时监测到的环境参数和警报信息。稳定供电采用5V 2A外部稳压电源为系统提供稳定的电力支持。设备控制风扇和雾化降尘设备采用5V电源供电，并通过继电器模块实现开关控制。人机交互OLED显示屏采用SPI协议，保证信息显示的准确性和实时性。1.4 开发工具的选择【1】设备端开发STM32的编程语言选择C语言，C语言执行效率高，大学里主学的C语言，C语言编译出来的可执行文件最接近于机器码，汇编语言执行效率最高，但是汇编的移植性比较差，目前在一些操作系统内核里还有一些低配的单片机使用的较多，平常的单片机编程还是以C语言为主。C语言的执行效率仅次于汇编，语法理解简单、代码通用性强，也支持跨平台，在嵌入式底层、单片机编程里用的非常多，当前的设计就是采用C语言开发。开发工具选择Keil，keil是一家世界领先的嵌入式微控制器软件开发商，在2015年，keil被ARM公司收购。因为当前芯片选择的是STM32F103系列，STMF103是属于ARM公司的芯片构架、Cortex-M3内核系列的芯片，所以使用Kile来开发STM32是有先天优势的，而keil在各大高校使用的也非常多，很多教科书里都是以keil来教学，开发51单片机、STM32单片机等等。目前作为MCU芯片开发的软件也不只是keil一家独大，IAR在MCU微处理器开发领域里也使用的非常多，IAR扩展性更强，也支持STM32开发，也支持其他芯片，比如：CC2530,51单片机的开发。从软件的使用上来讲，IAR比keil更加简洁，功能相对少一些。如果之前使用过keil，而且使用频率较多，已经习惯再使用IAR是有点不适应界面的。【2】上位机开发上位机的开发选择Qt框架，编程语言采用C++；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。Qt是面向对象的框架，使用特殊的代码生成扩展（称为元对象编译器(Meta Object Compiler, moc)）以及一些宏，Qt很容易扩展，并且允许真正地组件编程。Qt能轻松创建具有原生C++性能的连接设备、用户界面（UI）和应用程序。它功能强大且结构紧凑，拥有直观的工具和库。1.5 模块的技术详情介绍【1】BC26-NBIOT模块BC26-NBIOT模块是一款专为窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）设计的无线通信模块，适用于低功耗广域网络（LPWAN）的应用场景。该模块主要针对物联网市场的需求而开发，尤其适用于那些需要长距离通信、低功耗、低成本和高容量的应用场合，如智能城市、环境监测、智能家居等领域。BC26-NBIOT模块具备良好的网络覆盖能力，能够在较远的距离内保持稳定的通信连接，这对于矿山环境作业安全监测系统来说至关重要。由于矿山内部结构复杂，通信条件苛刻，传统的无线通信技术可能难以满足要求，而NB-IoT技术凭借其优秀的穿透能力和低功耗特性，可以在这种环境下实现可靠的通信。BC26-NBIOT模块支持全球主流运营商的NB-IoT频段，这意味着它可以无缝接入不同的网络环境，为用户提供灵活的部署选项。这使得矿山监测系统不仅可以在国内使用，也可以在全球范围内实施，增强了系统的通用性和适用性。在能耗方面，BC26-NBIOT模块设计有低功耗模式，可以在不活跃期间大幅降低功耗，这对于延长电池寿命或减少系统整体功耗非常重要。尤其是在矿山这样的环境中，由于电源可能不是随时可得，低功耗特性就显得尤为关键。模块还提供了丰富的接口，包括UART、GPIO、PWM等，便于与其他传感器或执行器进行连接和数据交换。这使得开发者可以根据具体的应用需求，灵活地构建起复杂的物联网系统。同时，BC26-NBIOT模块通常支持AT命令集，这简化了开发过程，使得开发人员能够更快地上手进行开发工作。BC26-NBIOT模块以其卓越的通信性能、广泛的兼容性和低功耗特性，成为矿山环境作业安全监测系统中的理想选择，能够有效地支持数据的远程传输和系统的远程管理，提高了矿山作业的安全性和管理效率。【2】DHT11温湿度模块DHT11温湿度模块是一种经济实惠且广泛使用的数字温湿度传感器，它集成了温度和湿度感应元件以及一个信号转换电路。这款模块因其简单易用、成本低廉而被众多DIY爱好者和专业开发者所青睐，在智能家居、气象站、农业自动化等多种应用场景中都有广泛的应用。DHT11模块的核心是由一个NTC热敏电阻和一个湿度敏感电容组成的复合传感器。NTC热敏电阻用于检测环境温度的变化，而湿度敏感电容则用于检测空气中的水分含量。这些原始数据经过内部电路的处理后，通过单线串行接口输出给外部微控制器。这种集成化的处理方式大大简化了传感器的使用，使得开发人员无需关心内部的具体实现细节。在硬件接口方面，DHT11模块通常配备四个引脚，分别是电源正极(VCC)、电源地(GND)、信号输出(DATA)和预留的空引脚。其中，VCC引脚提供工作电压，通常为3.3V到5V之间；GND引脚接地；DATA引脚则是用于与外部微控制器进行数据通信的串行接口。为了保证数据传输的稳定性，通常会在DATA引脚与GND之间接一个上拉电阻。在软件层面上，DHT11模块的操作相对简单，它遵循一种特定的通信协议。当微控制器想要读取温湿度数据时，需要向DHT11发送一个启动信号，然后等待DHT11回应一个确认信号。之后，DHT11会依次发送湿度整数部分、湿度小数部分、温度整数部分、温度小数部分以及一个校验位。开发人员只需要编写简单的函数来发送启动信号，并接收和解析返回的数据即可。DHT11模块具有价格优势和易于使用的特性，它的精度不高，湿度测量范围为20%RH至90%RH，精度±5%RH；温度测量范围为0℃至50℃，精度±2℃。【3】PM2.5粉尘模块PM2.5粉尘模块是一种专门用于检测空气中细颗粒物（Particulate Matter 2.5，简称PM2.5）浓度的传感器。PM2.5是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物，这类颗粒物因为体积小、面积大、活性强，容易携带污染物，对人体健康尤其是呼吸系统有着较大的危害。因此，监测PM2.5浓度对于环境保护和个人健康具有重要意义。PM2.5粉尘模块通常基于光散射原理工作。当空气中的颗粒物通过传感器时，内置的光源（通常是红外LED）会照射这些颗粒物，导致光的散射。传感器内部装有一个光电二极管，用来接收散射光，并将其转换成电信号。通过分析这些电信号的强度，就可以估算出空气中PM2.5颗粒物的浓度。这种检测方法简单、快速，适用于各种便携式或固定式的空气质量监测设备。市场上常见的PM2.5粉尘模块如PMS5003、SDS011等，它们通常具备较小的尺寸和较低的功耗，适合集成到各种物联网设备中。这些模块一般都提供标准的串行通信接口（如TTL UART），可以直接与微控制器（如STM32系列）相连，进行数据的读取和处理。此外，一些高级模块还支持I2C或SPI接口，提供更多的配置选项和更高的数据传输速率。在硬件设计上，PM2.5粉尘模块内部集成了气流通道、光源、光接收器以及信号处理电路。为了保证测量结果的准确性，模块内部通常设有风机来确保空气能够均匀流动并通过传感器区域。此外，为了防止外界干扰，传感器通常会配备有防尘网或过滤器，以保护内部元件不受污染。从软件角度来看，使用PM2.5粉尘模块相对简单。开发人员只需要按照模块提供的数据手册编写相应的驱动程序，就能实现对模块的初始化和数据读取。大多数模块都会提供一整套的通信协议，其中包括了如何发送查询命令以及如何解析返回的数据格式。例如，一些模块会以ASCII码形式返回数据，包含PM2.5、PM10等不同粒径颗粒物的浓度值，以及其他辅助信息如温度、湿度等。值得注意的是，虽然PM2.5粉尘模块在一定程度上能够提供准确的颗粒物浓度数据，但在实际应用中，还需要考虑诸如环境温度、湿度等因素对测量结果的影响。此外，为了确保数据的长期稳定性和准确性，定期对传感器进行校准也是非常必要的。PM2.5粉尘模块作为一种有效的颗粒物浓度监测工具，已经广泛应用于家庭、办公室、工厂等各种环境下的空气质量监测系统中，为人们提供了便捷的方式来监控和改善生活环境质量。二、BC26-NBIOT模块调试过程2.1 模块调试接线2.2 测试模块第一步接上之后，串口调试助手选择波特率为115200，勾选软件上的发送新行选项。发送AT过去，正常模块会返回OK。只有收到了OK，才表示模块工作正常。2.3 上电初始化操作【1】查询模块是否正常AT​OK​​【2】获取卡号,查询卡是否插好AT+CIMI​460041052911195​OK​​【3】激活网络AT+CGATT=1​OK​​【4】获取网络激活状态AT+CGATT?​+CGATT: 1​OK​​【5】查询网络质量AT+CSQ​+CSQ: 26,0​OK 【6】 检查网络状态AT+CEREG=? //+CEREG: 0,1 //找网成功OK2.4 开启GPS定位如果需要使用GPS定位就开，不需要使用就不用管。使用GPS定位还需要将模块上的GPS天线接好，否则也是没有信号的。官方文档：【1】激活GPS，要等一段时间AT+QGNSSC=1​OK​​【2】查询激活状态，1表示成功激活AT+QGNSSC?​+QGNSSC: 1​OK​​【3】获取一次GPS定位语句AT+QGNSSRD="NMEA/RMC"+QGNSSRD: $GNRMC,120715.00,A,3150.78179,N,11711.93433,E,0.000,,310818,,,A,V*19OK二、部署华为云物联网平台华为云官网: cid:link_11打开官网，搜索物联网，就能快速找到 设备接入IoTDA。2.1 物联网平台介绍华为云物联网平台（IoT 设备接入云服务）提供海量设备的接入和管理能力，将物理设备联接到云，支撑设备数据采集上云和云端下发命令给设备进行远程控制，配合华为云其他产品，帮助我们快速构筑物联网解决方案。使用物联网平台构建一个完整的物联网解决方案主要包括3部分：物联网平台、业务应用和设备。物联网平台作为连接业务应用和设备的中间层，屏蔽了各种复杂的设备接口，实现设备的快速接入；同时提供强大的开放能力，支撑行业用户构建各种物联网解决方案。设备可以通过固网、2G/3G/4G/5G、NB-IoT、Wifi等多种网络接入物联网平台，并使用LWM2M/CoAP、MQTT、HTTPS协议将业务数据上报到平台，平台也可以将控制命令下发给设备。业务应用通过调用物联网平台提供的API，实现设备数据采集、命令下发、设备管理等业务场景。2.2 开通物联网服务地址： cid:link_8点击立即创建。正在创建标准版实例，需要等待片刻。创建完成之后，点击实例名称。 可以看到标准版实例的设备接入端口和地址。在上面也能看到 免费单元的限制。开通之后，点击总览，也能查看接入信息。 我们当前设备准备采用MQTT协议接入华为云平台，这里可以看到MQTT协议的地址和端口号等信息。总结:端口号： MQTT (1883)| MQTTS (8883) 接入地址：ad635970a1.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com根据域名地址得到IP地址信息:打开Windows电脑的命令行控制台终端，使用ping 命令。ping一下即可。Microsoft Windows [版本 10.0.19045.4170](c) Microsoft Corporation。保留所有权利。​C:\Users\11266>ping ad635970a1.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com​正在 Ping ad635970a1.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com [117.78.5.125] 具有 32 字节的数据:来自 117.78.5.125 的回复: 字节=32 时间=35ms TTL=93来自 117.78.5.125 的回复: 字节=32 时间=36ms TTL=93来自 117.78.5.125 的回复: 字节=32 时间=36ms TTL=93来自 117.78.5.125 的回复: 字节=32 时间=39ms TTL=93​117.78.5.125 的 Ping 统计信息: 数据包: 已发送 = 4，已接收 = 4，丢失 = 0 (0% 丢失)，往返行程的估计时间(以毫秒为单位): 最短 = 35ms，最长 = 39ms，平均 = 36ms​C:\Users\11266>MQTT协议接入端口号有两个，1883是非加密端口，8883是证书加密端口，单片机无法加载证书，所以使用1883端口比较合适。 接下来的ESP8266就采用1883端口连接华为云物联网平台。2.3 创建产品（1）创建产品（2）填写产品信息根据自己产品名字填写，下面的设备类型选择自定义类型。（3）产品创建成功创建完成之后点击查看详情。（4）添加自定义模型产品创建完成之后，点击进入产品详情页面，翻到最下面可以看到模型定义。模型简单来说： 就是存放设备上传到云平台的数据。你可以根据自己的产品进行创建。比如：烟雾可以叫 MQ2温度可以叫 Temperature湿度可以叫 humidity火焰可以叫 flame其他的传感器自己用单词简写命名即可。 这就是你的单片机设备端上传到服务器的数据名字。先点击自定义模型。再创建一个服务ID。接着点击新增属性。2.4 添加设备产品是属于上层的抽象模型，接下来在产品模型下添加实际的设备。添加的设备最终需要与真实的设备关联在一起，完成数据交互。（1）注册设备（2）根据自己的设备填写（3）保存设备信息创建完毕之后，点击保存并关闭，得到创建的设备密匙信息。该信息在后续生成MQTT三元组的时候需要使用。（4）设备创建完成（5）设备详情2.5 MQTT协议主题订阅与发布（1）MQTT协议介绍当前的设备是采用MQTT协议与华为云平台进行通信。MQTT是一个物联网传输协议，它被设计用于轻量级的发布/订阅式消息传输，旨在为低带宽和不稳定的网络环境中的物联网设备提供可靠的网络服务。MQTT是专门针对物联网开发的轻量级传输协议。MQTT协议针对低带宽网络，低计算能力的设备，做了特殊的优化，使得其能适应各种物联网应用场景。目前MQTT拥有各种平台和设备上的客户端，已经形成了初步的生态系统。MQTT是一种消息队列协议，使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合，相对于其他协议，开发更简单；MQTT协议是工作在TCP/IP协议上；由TCP/IP协议提供稳定的网络连接；所以，只要具备TCP协议栈的网络设备都可以使用MQTT协议。 本次设备采用的ESP8266就具备TCP协议栈，能够建立TCP连接，所以，配合STM32代码里封装的MQTT协议，就可以与华为云平台完成通信。华为云的MQTT协议接入帮助文档在这里: cid:link_6业务流程：（2）华为云平台MQTT协议使用限制描述限制支持的MQTT协议版本3.1.1与标准MQTT协议的区别支持Qos 0和Qos 1支持Topic自定义不支持QoS2不支持will、retain msgMQTTS支持的安全等级采用TCP通道基础 + TLS协议（最高TLSv1.3版本）单帐号每秒最大MQTT连接请求数无限制单个设备每分钟支持的最大MQTT连接数1单个MQTT连接每秒的吞吐量，即带宽，包含直连设备和网关3KB/sMQTT单个发布消息最大长度，超过此大小的发布请求将被直接拒绝1MBMQTT连接心跳时间建议值心跳时间限定为30至1200秒，推荐设置为120秒产品是否支持自定义Topic支持消息发布与订阅设备只能对自己的Topic进行消息发布与订阅每个订阅请求的最大订阅数无限制（3）主题订阅格式帮助文档地址：cid:link_6对于设备而言，一般会订阅平台下发消息给设备 这个主题。设备想接收平台下发的消息，就需要订阅平台下发消息给设备 的主题，订阅后，平台下发消息给设备，设备就会收到消息。如果设备想要知道平台下发的消息，需要订阅上面图片里标注的主题。以当前设备为例，最终订阅主题的格式如下:$oc/devices/{device_id}/sys/messages/down 最终的格式:$oc/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/sys/messages/down（4）主题发布格式对于设备来说，主题发布表示向云平台上传数据，将最新的传感器数据，设备状态上传到云平台。这个操作称为：属性上报。帮助文档地址：cid:link_2根据帮助文档的介绍， 当前设备发布主题，上报属性的格式总结如下：发布的主题格式:$oc/devices/{device_id}/sys/properties/report 最终的格式:$oc/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/sys/properties/report发布主题时，需要上传数据，这个数据格式是JSON格式。​上传的JSON数据格式如下:​{ "services": [ { "service_id": <填服务ID>, "properties": { "<填属性名称1>": <填属性值>, "<填属性名称2>": <填属性值>, .......... } } ]}根据JSON格式，一次可以上传多个属性字段。 这个JSON格式里的，服务ID，属性字段名称，属性值类型，在前面创建产品的时候就已经介绍了，不记得可以翻到前面去查看。​根据这个格式，组合一次上传的属性数据:{"services": [{"service_id": "stm32","properties":{"DHT11_T":30,"DHT11_H":10,"BH1750":1,"MQ135":0}}]}2.6 MQTT三元组MQTT协议登录需要填用户ID，设备ID，设备密码等信息，就像我们平时登录QQ，微信一样要输入账号密码才能登录。MQTT协议登录的这3个参数，一般称为MQTT三元组。接下来介绍，华为云平台的MQTT三元组参数如何得到。（1）MQTT服务器地址要登录MQTT服务器，首先记得先知道服务器的地址是多少，端口是多少。帮助文档地址：cid:link_1MQTT协议的端口支持1883和8883，它们的区别是：8883 是加密端口更加安全。但是单片机上使用比较困难，所以当前的设备是采用1883端口进连接的。根据上面的域名和端口号，得到下面的IP地址和端口号信息： 如果设备支持填写域名可以直接填域名，不支持就直接填写IP地址。 （IP地址就是域名解析得到的）华为云的MQTT服务器地址：117.78.5.125华为云的MQTT端口号：1883如何得到IP地址？如何域名转IP？ 打开Windows的命令行输入以下命令。ping ad635970a1.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com（2）生成MQTT三元组华为云提供了一个在线工具，用来生成MQTT鉴权三元组： cid:link_7打开这个工具，填入设备的信息（也就是刚才创建完设备之后保存的信息），点击生成，就可以得到MQTT的登录信息了。下面是打开的页面：填入设备的信息： （上面两行就是设备创建完成之后保存得到的）直接得到三元组信息。得到三元组之后，设备端通过MQTT协议登录鉴权的时候，填入参数即可。ClientId 663cb18871d845632a0912e7_dev1_0_0_2024050911Username 663cb18871d845632a0912e7_dev1Password 71b82deae83e80f04c4269b5bbce3b2fc7c13f610948fe210ce18650909ac2372.7 模拟设备登录测试经过上面的步骤介绍，已经创建了产品，设备，数据模型，得到MQTT登录信息。 接下来就用MQTT客户端软件模拟真实的设备来登录平台。测试与服务器通信是否正常。（1）填入登录信息打开MQTT客户端软件，对号填入相关信息（就是上面的文本介绍）。然后，点击登录，订阅主题，发布主题。（2）打开网页查看完成上面的操作之后，打开华为云网页后台，可以看到设备已经在线了。点击详情页面，可以看到上传的数据：到此，云平台的部署已经完成，设备已经可以正常上传数据了。（3）MQTT登录测试参数总结MQTT服务器: 117.78.5.125MQTT端口号: 183//物联网服务器的设备信息#define MQTT_ClientID "663cb18871d845632a0912e7_dev1_0_0_2024050911"#define MQTT_UserName "663cb18871d845632a0912e7_dev1"#define MQTT_PassWord "71b82deae83e80f04c4269b5bbce3b2fc7c13f610948fe210ce18650909ac237"//订阅与发布的主题#define SET_TOPIC "$oc/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/sys/messages/down" //订阅#define POST_TOPIC "$oc/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/sys/properties/report" //发布发布的数据:{"services": [{"service_id": "stm32","properties":{"DHT11_T":30,"DHT11_H":10,"BH1750":1,"MQ135":0}}]}2.8 创建IAM账户创建一个IAM账户，因为接下来开发上位机，需要使用云平台的API接口，这些接口都需要token进行鉴权。简单来说，就是身份的认证。 调用接口获取Token时，就需要填写IAM账号信息。所以，接下来演示一下过程。地址: cid:link_4【1】获取项目凭证 点击左上角用户名，选择下拉菜单里的我的凭证项目凭证:28add376c01e4a61ac8b621c714bf459【2】创建IAM用户鼠标放在左上角头像上，在下拉菜单里选择统一身份认证。点击左上角创建用户。创建成功：【3】创建完成用户信息如下：主用户名 l19504562721IAM用户 ds_abc密码 DS123456782.9 获取影子数据帮助文档：cid:link_5设备影子介绍：设备影子是一个用于存储和检索设备当前状态信息的JSON文档。每个设备有且只有一个设备影子，由设备ID唯一标识设备影子仅保存最近一次设备的上报数据和预期数据无论该设备是否在线，都可以通过该影子获取和设置设备的属性简单来说：设备影子就是保存，设备最新上传的一次数据。我们设计的软件里，如果想要获取设备的最新状态信息，就采用设备影子接口。如果对接口不熟悉，可以先进行在线调试：https://apiexplorer.developer.huaweicloud.com/apiexplorer/doc?product=IoTDA&api=ShowDeviceShadow在线调试接口，可以请求影子接口，了解请求，与返回的数据格式。调试完成看右下角的响应体，就是返回的影子数据。设备影子接口返回的数据如下：{ "device_id": "663cb18871d845632a0912e7_dev1", "shadow": [ { "service_id": "stm32", "desired": { "properties": null, "event_time": null }, "reported": { "properties": { "DHT11_T": 18, "DHT11_H": 90, "BH1750": 38, "MQ135": 70 }, "event_time": "20240509T113448Z" }, "version": 3 } ]}调试成功之后，可以得到访问影子数据的真实链接，接下来的代码开发中，就采用Qt写代码访问此链接，获取影子数据，完成上位机开发。链接如下：https://ad635970a1.st1.iotda-app.cn-north-4.myhuaweicloud.com:443/v5/iot/28add376c01e4a61ac8b621c714bf459/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/shadow三、上位机开发为了方便查看设备上传的数据，接下来利用Qt开发一款Android手机APP 和 Windows上位机。使用华为云平台提供的API接口获取设备上传的数据，进行可视化显示，以及远程控制设备。3.1 Qt开发环境安装Qt的中文官网： cid:link_12QT5.12.6的下载地址：cid:link_9或者去网盘里下载：cid:link_10打开下载链接后选择下面的版本进行下载：qt-opensource-windows-x86-5.12.6.exe 13-Nov-2019 07:28 3.7G Details软件安装时断网安装，否则会提示输入账户。安装的时候，第一个复选框里勾选一个mingw 32编译器即可，其他的不管默认就行，直接点击下一步继续安装。选择MinGW 32-bit 编译器： （一定要看清楚了）说明： 我这里只是介绍PC端，也就是Windows系统下的Qt环境搭建。 Android的开发环境比较麻烦，如果想学习Android开发，想编译Android程序的APP，需要自己去搭建Android环境。也可以看下面这篇文章，不过这个文章是在Qt开发专栏里付费的，需要订阅专栏才可以看。 如果不想付费看，也可以自行找其他教程，自己搭建好必须的环境就行了Android环境搭建的博客链接： cid:link_33.2 新建上位机工程前面2讲解了需要用的API接口，接下来就使用Qt设计上位机，设计界面，完成整体上位机的逻辑设计。【1】新建工程【2】设置项目的名称。【3】选择编译系统【4】选择默认继承的类【5】选择编译器【6】点击完成【7】工程创建完成3.3 设计UI界面与工程配置【1】打开UI文件打开默认的界面如下：【2】开始设计界面根据自己需求设计界面。3.5 编译Windows上位机点击软件左下角的绿色三角形按钮进行编译运行。编译之后的效果：3.6 配置Android环境如果想编译Android手机APP，必须要先自己配置好自己的Android环境。（搭建环境的过程可以自行百度搜索学习）然后才可以进行下面的步骤。【1】选择Android编译器【2】创建Android配置文件创建完成。【3】配置Android图标与名称【3】编译Android上位机Qt本身是跨平台的，直接选择Android的编译器，就可以将程序编译到Android平台。然后点击构建。成功之后，在目录下可以看到生成的apk文件，也就是Android手机的安装包，电脑端使用QQ发送给手机QQ,手机登录QQ接收，就能直接安装。生成的apk的目录在哪里呢？ 编译完成之后，在控制台会输出APK文件的路径。知道目录在哪里之后，在Windows的文件资源管理器里，找到路径，具体看下图，找到生成的apk文件。D:/linux-share-dir/QT/build-app_Huawei_Eco_tracking-Android_for_arm64_v8a_Clang_Qt_5_12_6_for_Android_ARM64_v8a-Release/android-build//build/outputs/apk/debug/android-build-debug.apk四、STM32代码开发4.1 MQTT协议设计代码字数过多，无法显示...4.2 PM2.5与MQ5采集代码#include "adc.h"#include "delay.h" //初始化ADC1//这里我们仅以规则通道为例//我们默认仅开启通道1 void Adc_Init(void){ //先初始化IO口 RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA口时钟 GPIOA->CRL&=0XFFFFFF0F;//PA1 anolog输入 RCC->APB2ENR|=1<<9; //ADC1时钟使能 RCC->APB2RSTR|=1<<9; //ADC1复位 RCC->APB2RSTR&=~(1<<9);//复位结束 RCC->CFGR&=~(3<<14); //分频因子清零 //SYSCLK/DIV2=12M ADC时钟设置为12M,ADC最大时钟不能超过14M! //否则将导致ADC准确度下降! RCC->CFGR|=2<<14; ADC1->CR1&=0XF0FFFF; //工作模式清零 ADC1->CR1|=0<<16; //独立工作模式 ADC1->CR1&=~(1<<8); //非扫描模式 ADC1->CR2&=~(1<<1); //单次转换模式 ADC1->CR2&=~(7<<17); ADC1->CR2|=7<<17; //软件控制转换 ADC1->CR2|=1<<20; //使用用外部触发(SWSTART)!!! 必须使用一个事件来触发 ADC1->CR2&=~(1<<11); //右对齐 ADC1->SQR1&=~(0XF<<20); ADC1->SQR1|=0<<20; //1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1 //设置通道1的采样时间 ADC1->SMPR2&=~(3*1); //通道1采样时间清空 ADC1->SMPR2|=7<<(3*1); //通道1 239.5周期,提高采样时间可以提高精确度 ADC1->CR2|=1<<0; //开启AD转换器 ADC1->CR2|=1<<3; //使能复位校准 while(ADC1->CR2&1<<3); //等待校准结束 //该位由软件设置并由硬件清除。在校准寄存器被初始化后该位将被清除。 ADC1->CR2|=1<<2; //开启AD校准 while(ADC1->CR2&1<<2); //等待校准结束 //该位由软件设置以开始校准，并在校准结束时由硬件清除 } //获得ADC1某个通道的值//ch:通道值 0~16//返回值:转换结果u16 Get_Adc(u8 ch) { //设置转换序列 ADC1->SQR3&=0XFFFFFFE0;//规则序列1 通道ch ADC1->SQR3|=ch; ADC1->CR2|=1<<22; //启动规则转换通道 while(!(ADC1->SR&1<<1));//等待转换结束 return ADC1->DR; //返回adc值 }//获取通道ch的转换值，取times次,然后平均 //ch:通道编号//times:获取次数//返回值:通道ch的times次转换结果平均值u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times){ u32 temp_val=0; u8 t; for(t=0;t<times;t++) { temp_val+=Get_Adc(ch); delay_ms(5); } return temp_val/times;} 4.3 DHT11温湿度采集代码#include "dht11.h"#include "delay.h"//IO方向设置#define DHT11_IO_IN() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}#define DHT11_IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}////IO操作函数 #define DHT11_DQ_OUT PGout(11) //数据端口 PG11 #define DHT11_DQ_IN PGin(11) //数据端口 PG11​​u8 DHT11_Init(void); //初始化DHT11u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi);//读取温湿度u8 DHT11_Read_Byte(void); //读出一个字节u8 DHT11_Read_Bit(void); //读出一个位u8 DHT11_Check(void); //检测是否存在DHT11void DHT11_Rst(void); //复位DHT11 ​​//复位DHT11void DHT11_Rst(void) { DHT11_IO_OUT(); //SET OUTPUT DHT11_DQ_OUT=0; //拉低DQ delay_ms(20); //拉低至少18ms DHT11_DQ_OUT=1; //DQ=1 delay_us(30); //主机拉高20~40us}//等待DHT11的回应//返回1:未检测到DHT11的存在//返回0:存在u8 DHT11_Check(void) { u8 retry=0; DHT11_IO_IN();//SET INPUT while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us { retry++; delay_us(1); }; if(retry>=100)return 1; else retry=0; while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~80us { retry++; delay_us(1); }; if(retry>=100)return 1; return 0;}//从DHT11读取一个位//返回值：1/0u8 DHT11_Read_Bit(void) { u8 retry=0; while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变为低电平 { retry++; delay_us(1); } retry=0; while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变高电平 { retry++; delay_us(1); } delay_us(40);//等待40us if(DHT11_DQ_IN)return 1; else return 0; }//从DHT11读取一个字节//返回值：读到的数据u8 DHT11_Read_Byte(void) { u8 i,dat; dat=0; for (i=0;i<8;i++) { dat<<=1; dat|=DHT11_Read_Bit(); } return dat;}//从DHT11读取一次数据//temp:温度值(范围:0~50°)//humi:湿度值(范围:20%~90%)//返回值：0,正常;1,读取失败u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi) { u8 buf[5]; u8 i; DHT11_Rst(); if(DHT11_Check()==0) { for(i=0;i<5;i++)//读取40位数据 { buf[i]=DHT11_Read_Byte(); } if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4]) { *humi=buf[0]; *temp=buf[2]; } }else return 1; return 0; }//初始化DHT11的IO口 DQ 同时检测DHT11的存在//返回1:不存在//返回0:存在 u8 DHT11_Init(void){ RCC->APB2ENR|=1<<8; //使能PORTG口时钟 GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;//PORTG.11 推挽输出 GPIOG->CRH|=0X00003000; GPIOG->ODR|=1<<11; //输出1 DHT11_Rst(); return DHT11_Check();}五、总结该项目开发一种基于STM32单片机的矿山环境作业安全监测系统，以提高矿山作业的安全性和效率。系统集成了多种传感器，包括DHT11温湿度传感器、MQ5气体传感器和PM2.5传感器，用于实时监测矿山环境中的关键参数，如温度、湿度、瓦斯浓度和颗粒物含量。通过这些传感器，系统能够及时发现潜在的安全隐患，并采取必要的预防措施。在硬件设计方面，系统采用了STM32F103RCT6单片机作为核心控制器，配合蜂鸣器、继电器模块、OLED显示屏等组件，形成了一个完整的监测与控制系统。当检测到的环境参数超过预设的安全阈值时，系统能够自动触发报警，并通过控制风扇和雾化喷淋系统来降低瓦斯浓度和颗粒物含量，从而保障矿工的生命安全。此外，为了实现远程监控与管理，项目还引入了BC26(NBIOT)模块，将环境数据上传至华为云物联网平台，并开发了一款基于Qt框架的Android平台手机应用程序。该应用程序不仅能够实时显示环境参数，还能接收警报信息，并允许用户远程控制风扇和雾化降尘设备的开关状态，极大地提升了系统的实用性和灵活性。该矿山环境作业安全监测系统通过集成先进的传感技术和物联网技术，实现了对矿山环境的全方位监控，能够在危险发生之前提供预警，并采取有效的防护措施，对于提升矿山作业的安全管理水平具有重要意义。

一、前言1.1 项目介绍【1】项目开发背景随着现代农业技术的发展，智能农业逐渐成为提高农作物产量和品质的关键手段之一。传统的农业生产方式依赖于人工经验，这种方式不仅效率低下，而且难以应对气候变化带来的挑战。特别是在水资源管理和光照控制方面，传统方法往往无法提供精确的控制，这直接影响到了农作物的生长周期和最终产量。在此背景下，基于现代物联网技术的农作物生长管理系统应运而生。这类系统能够通过各种传感器实时监测农田环境，如土壤湿度、光照强度、空气温度和湿度等，并根据这些数据自动调整灌溉、照明等设施的工作状态。这种智能化的管理不仅大大减轻了农民的劳动强度，而且通过优化资源利用，提高了农作物的生产效率。本项目提出了一种基于STM32微控制器和NBIOT通信技术的农作物生长管理系统设计方案。通过将先进的微处理器技术与窄带物联网（NBIOT）结合，本系统能够在无人干预的情况下，实现对农田环境的精确控制。系统还具备远程监控和控制功能，用户可以通过手机应用程序随时查看农田的实时数据，并根据需要调整设备的工作模式。随着科技的进步和人们对食品安全重视程度的提高，智能农业管理系统的需求日益增长。本项目的开发不仅有助于推动农业向更加科学化、精准化的方向发展，同时也为实现可持续农业生产和保障粮食安全提供了技术支持。通过本系统的应用，可以预见未来的农业生产将更加高效、环保，同时也为农民带来了更大的经济效益和社会效益。​【2】设计实现的功能（1）实时检测土壤含水量，并根据预设的阈值自动判断是否需要补水，进而实现自动化的灌溉控制。（2）除了自动补水功能外，系统还提供了本地按钮控制补水选项，同时支持通过远程控制手段进行手动补水操作，增加了补水控制的灵活性。（3）系统支持植物补光灯亮度的PWM自动调节，可以根据环境亮度的变化动态调整灯光亮度，以确保植物获得最佳光照条件。（4）环境温度与湿度检测功能也是系统的重要组成部分，当检测到空气温度或湿度超出设定的安全范围时，系统会触发相应的警报机制。（5）本地OLED屏幕显示当前环境的各项参数，如温度、湿度、土壤含水量以及光线照射强度，方便用户随时查看环境状态。（6）为了及时响应异常情况，系统配备了蜂鸣器报警功能。一旦发现温度、湿度或土壤含水量不符合预设的健康范围，系统会通过蜂鸣器发出声音报警。这些阈值可以通过手机应用程序进行设定。（7）为了避免由于温度突变引起的误操作，系统采用了适当的控制方法，在设定温度发生大变动时延迟系统的反应调节时间，确保系统的稳定性和准确性。（8）通过NBIOT-BC26模块，整个设备可以连接至华为云IoT物联网平台，并采用MQTT协议上传数据。基于此，设计了Android手机APP，以便用户能够远程查看设备上传的数据，并实现远程控制设备的功能，如设置设备的温度阈值等。（9）采用Qt框架开发Android手机应用程序【3】项目硬件模块组成（1）主控芯片：采用STM32F103RCT6作为核心处理器，负责处理系统中所有的逻辑运算和控制任务。（2）环境光照强度检测模块：使用BH1750传感器来测量环境光照强度，为补光灯的亮度调节提供数据支持。（3）环境温湿度检测模块：采用DHT11传感器，用于监测环境中的温度和湿度，确保农作物处于适宜的生长环境中。（4）OLED显示屏模块：选用0.96寸的SPI协议OLED显示屏，用于显示当前环境参数，如温度、湿度、土壤含水量及光线强度等信息。（5）补光灯模块：使用白色LED灯作为植物补光灯，通过PWM技术调节亮度，以适应不同环境下的光照需求。（6）声音报警模块：采用蜂鸣器作为报警装置，当环境参数超出预设阈值时，通过蜂鸣器发出声音警报。（7）土壤湿度检测模块：使用带有ADC模拟量接口的土壤湿度检测传感器，用于实时监测土壤含水量，确保适时补水。（8）网络通信模块：采用NBIOT-BC26模块，实现设备与华为云IoT物联网平台之间的数据传输，通过MQTT协议上传数据。（9）补水控制模块：使用继电器驱动5V抽水电机，根据土壤湿度传感器的反馈信息自动或手动控制补水过程。（10）供电模块：采用USB线5V供电方式，为整个系统提供稳定的电力供应，简化了设备的安装和使用流程。【4】需求总结项目名字: 基于STM32+NBIOT设计的农作物生长管理系统​实现功能：​1. 实时检测土壤含水量，根据设置的阀值判断实现自动补水2. 本地可用按钮控制补水、远程手动控制补水3. 支持植物补光灯亮度PWM自动调节，可根据环境亮度调节灯光亮度4. 支持检测环境温度、湿度，当空气温度、湿度超过设定值范围时会报警。5. 本地0LED屏幕显示当前环境温度、湿度、土壤含水量、光线照射强度等参数。6. 支持蜂鸣器报警提醒，当温度、湿度、土壤含水量阀值不符合设定值时通过蜂鸣器发出声音报警(阀值可通过手机APP设定)7.采用合适的控制方法，当设定温度发生大突变时，为了防止误设置，延迟系统的反应调节时间。8. 整个设备会通过NBIOT-BC26连接华为云IOT物联网平台，通过MQTT协议上传数据到物联网云平台，再设计Android手机APP实现远程显示设备上传的数据，同时可以远程控制设备，设置设备温度阀值等等。9. 采用Qt(C++)设计Android手机APP，实现数据远程监测显示和远程控制。​硬件选型：​1. 主控芯片选择STM32F103RCT62. 环境光照强度检测采用BH17503. 环境温湿度检测采用DHT114. OLED显示屏采用0.96寸SPI协议显示屏5. 补光灯采用白色LED灯6. 声音报警采用蜂鸣器7. 土壤湿度检测采用ADC模拟量接口的土壤湿度检测传感器8. 联网采用NBIOT-BC26模块9. 植物补水采用继电器驱动5V抽水电机抽水进行补水。10.供电电源：采用USB线-5V供电。1.2 设计思路本项目的设计思路围绕着实现一个高度自动化、智能化的农作物生长管理系统展开，通过现代电子技术与物联网技术的融合，为农作物提供最佳的生长环境。首先，系统的核心是基于STM32F103RCT6微控制器，这是因为该芯片具备高性能、低功耗的特点，非常适合用于需要实时处理大量数据的应用场景。通过集成多种传感器，系统能够实时采集环境数据，如土壤湿度、光照强度、温度和湿度等，为后续的决策和控制提供依据。在环境监测方面，系统选用了BH1750光照强度传感器和DHT11温湿度传感器。BH1750能够精确测量光照强度，从而支持植物补光灯的PWM自动调节功能；而DHT11则用于监测空气中的温度和湿度，当这些参数超出预设的安全范围时，系统会通过蜂鸣器报警，提醒用户采取措施。系统配置了土壤湿度检测传感器，它可以实时检测土壤的含水量，并根据设定的阈值自动控制补水，确保植物获得充足的水分。为了使用户能够直观地了解环境状态，系统配备了一块0.96寸的OLED显示屏，通过SPI协议与主控芯片相连，实时显示各项环境参数。这样，即使在没有智能手机的情况下，用户也能通过显示屏掌握当前的环境状况。在联网功能上，系统采用了NBIOT-BC26模块，通过窄带物联网技术实现设备与华为云IoT物联网平台的连接。借助MQTT协议，系统能够将采集到的数据上传至云端，用户可以通过Android手机APP实时查看数据，并远程控制设备。为了进一步增强用户体验，项目还计划使用Qt框架开发Android版的应用程序，以便于用户更方便地进行远程监控和管理。在控制策略上，系统特别考虑到了温度突变可能引发的误操作问题。为此，设计了适当的延时控制机制，即当设定温度发生较大变化时，系统不会立即作出反应，而是经过一段时间的延迟后再进行调节，从而避免了因温度波动导致的误动作。在供电方面，系统选择了简单且可靠的USB线5V供电方式，不仅便于安装和维护，也确保了系统的稳定性。通过这一系列的设计思路，本项目打造一个高效、可靠且易于使用的农作物生长管理系统，助力现代农业的智能化转型。1.3 系统功能总结功能类别描述实时土壤含水量检测与自动补水系统能够实时检测土壤含水量，并根据预设阈值自动判断是否需要启动补水机制。本地与远程补水控制用户可以通过本地按钮手动控制补水，也可以通过远程手段（如手机APP）进行手动补水控制。补光灯亮度自动调节根据环境亮度变化，系统能够自动调节补光灯的亮度，以满足植物生长所需的光照条件。环境温湿度检测与报警通过传感器检测环境温度和湿度，当检测到的数值超出设定范围时，系统会触发报警机制。环境参数本地显示OLED屏幕实时显示当前环境的温度、湿度、土壤含水量及光线照射强度等参数。蜂鸣器声音报警当温度、湿度或土壤含水量不符合预设的健康范围时，系统通过蜂鸣器发出声音报警。温度突变延迟控制针对温度突变的情况，系统采用了延迟反应机制，以防止因温度快速变化而导致的误操作。数据上传与远程监控通过NBIOT-BC26模块将数据上传至华为云IoT平台，并通过MQTT协议传输数据，支持远程监控。远程控制与设置用户可以通过设计的Android手机APP实现远程控制设备，包括查看数据、控制设备和设置温度阈值等功能。1.4 开发工具的选择【1】设备端开发STM32的编程语言选择C语言，C语言执行效率高，大学里主学的C语言，C语言编译出来的可执行文件最接近于机器码，汇编语言执行效率最高，但是汇编的移植性比较差，目前在一些操作系统内核里还有一些低配的单片机使用的较多，平常的单片机编程还是以C语言为主。C语言的执行效率仅次于汇编，语法理解简单、代码通用性强，也支持跨平台，在嵌入式底层、单片机编程里用的非常多，当前的设计就是采用C语言开发。开发工具选择Keil，keil是一家世界领先的嵌入式微控制器软件开发商，在2015年，keil被ARM公司收购。因为当前芯片选择的是STM32F103系列，STMF103是属于ARM公司的芯片构架、Cortex-M3内核系列的芯片，所以使用Kile来开发STM32是有先天优势的，而keil在各大高校使用的也非常多，很多教科书里都是以keil来教学，开发51单片机、STM32单片机等等。目前作为MCU芯片开发的软件也不只是keil一家独大，IAR在MCU微处理器开发领域里也使用的非常多，IAR扩展性更强，也支持STM32开发，也支持其他芯片，比如：CC2530,51单片机的开发。从软件的使用上来讲，IAR比keil更加简洁，功能相对少一些。如果之前使用过keil，而且使用频率较多，已经习惯再使用IAR是有点不适应界面的。【2】上位机开发上位机的开发选择Qt框架，编程语言采用C++；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。Qt是面向对象的框架，使用特殊的代码生成扩展（称为元对象编译器(Meta Object Compiler, moc)）以及一些宏，Qt很容易扩展，并且允许真正地组件编程。Qt能轻松创建具有原生C++性能的连接设备、用户界面（UI）和应用程序。它功能强大且结构紧凑，拥有直观的工具和库。二、部署华为云物联网平台华为云官网: cid:link_11打开官网，搜索物联网，就能快速找到 设备接入IoTDA。2.1 物联网平台介绍华为云物联网平台（IoT 设备接入云服务）提供海量设备的接入和管理能力，将物理设备联接到云，支撑设备数据采集上云和云端下发命令给设备进行远程控制，配合华为云其他产品，帮助我们快速构筑物联网解决方案。使用物联网平台构建一个完整的物联网解决方案主要包括3部分：物联网平台、业务应用和设备。物联网平台作为连接业务应用和设备的中间层，屏蔽了各种复杂的设备接口，实现设备的快速接入；同时提供强大的开放能力，支撑行业用户构建各种物联网解决方案。设备可以通过固网、2G/3G/4G/5G、NB-IoT、Wifi等多种网络接入物联网平台，并使用LWM2M/CoAP、MQTT、HTTPS协议将业务数据上报到平台，平台也可以将控制命令下发给设备。业务应用通过调用物联网平台提供的API，实现设备数据采集、命令下发、设备管理等业务场景。2.2 开通物联网服务地址： cid:link_8点击立即创建。正在创建标准版实例，需要等待片刻。创建完成之后，点击实例名称。 可以看到标准版实例的设备接入端口和地址。在上面也能看到 免费单元的限制。开通之后，点击总览，也能查看接入信息。 我们当前设备准备采用MQTT协议接入华为云平台，这里可以看到MQTT协议的地址和端口号等信息。总结:端口号： MQTT (1883)| MQTTS (8883) 接入地址：ad635970a1.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com根据域名地址得到IP地址信息:打开Windows电脑的命令行控制台终端，使用ping 命令。ping一下即可。Microsoft Windows [版本 10.0.19045.4170](c) Microsoft Corporation。保留所有权利。​C:\Users\11266>ping ad635970a1.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com​正在 Ping ad635970a1.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com [117.78.5.125] 具有 32 字节的数据:来自 117.78.5.125 的回复: 字节=32 时间=35ms TTL=93来自 117.78.5.125 的回复: 字节=32 时间=36ms TTL=93来自 117.78.5.125 的回复: 字节=32 时间=36ms TTL=93来自 117.78.5.125 的回复: 字节=32 时间=39ms TTL=93​117.78.5.125 的 Ping 统计信息: 数据包: 已发送 = 4，已接收 = 4，丢失 = 0 (0% 丢失)，往返行程的估计时间(以毫秒为单位): 最短 = 35ms，最长 = 39ms，平均 = 36ms​C:\Users\11266>MQTT协议接入端口号有两个，1883是非加密端口，8883是证书加密端口，单片机无法加载证书，所以使用1883端口比较合适。 接下来的ESP8266就采用1883端口连接华为云物联网平台。2.3 创建产品（1）创建产品（2）填写产品信息根据自己产品名字填写，下面的设备类型选择自定义类型。（3）产品创建成功创建完成之后点击查看详情。（4）添加自定义模型产品创建完成之后，点击进入产品详情页面，翻到最下面可以看到模型定义。模型简单来说： 就是存放设备上传到云平台的数据。你可以根据自己的产品进行创建。比如：烟雾可以叫 MQ2温度可以叫 Temperature湿度可以叫 humidity火焰可以叫 flame其他的传感器自己用单词简写命名即可。 这就是你的单片机设备端上传到服务器的数据名字。先点击自定义模型。再创建一个服务ID。接着点击新增属性。2.4 添加设备产品是属于上层的抽象模型，接下来在产品模型下添加实际的设备。添加的设备最终需要与真实的设备关联在一起，完成数据交互。（1）注册设备（2）根据自己的设备填写（3）保存设备信息创建完毕之后，点击保存并关闭，得到创建的设备密匙信息。该信息在后续生成MQTT三元组的时候需要使用。（4）设备创建完成（5）设备详情2.5 MQTT协议主题订阅与发布（1）MQTT协议介绍当前的设备是采用MQTT协议与华为云平台进行通信。MQTT是一个物联网传输协议，它被设计用于轻量级的发布/订阅式消息传输，旨在为低带宽和不稳定的网络环境中的物联网设备提供可靠的网络服务。MQTT是专门针对物联网开发的轻量级传输协议。MQTT协议针对低带宽网络，低计算能力的设备，做了特殊的优化，使得其能适应各种物联网应用场景。目前MQTT拥有各种平台和设备上的客户端，已经形成了初步的生态系统。MQTT是一种消息队列协议，使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合，相对于其他协议，开发更简单；MQTT协议是工作在TCP/IP协议上；由TCP/IP协议提供稳定的网络连接；所以，只要具备TCP协议栈的网络设备都可以使用MQTT协议。 本次设备采用的ESP8266就具备TCP协议栈，能够建立TCP连接，所以，配合STM32代码里封装的MQTT协议，就可以与华为云平台完成通信。华为云的MQTT协议接入帮助文档在这里: cid:link_6业务流程：（2）华为云平台MQTT协议使用限制描述限制支持的MQTT协议版本3.1.1与标准MQTT协议的区别支持Qos 0和Qos 1支持Topic自定义不支持QoS2不支持will、retain msgMQTTS支持的安全等级采用TCP通道基础 + TLS协议（最高TLSv1.3版本）单帐号每秒最大MQTT连接请求数无限制单个设备每分钟支持的最大MQTT连接数1单个MQTT连接每秒的吞吐量，即带宽，包含直连设备和网关3KB/sMQTT单个发布消息最大长度，超过此大小的发布请求将被直接拒绝1MBMQTT连接心跳时间建议值心跳时间限定为30至1200秒，推荐设置为120秒产品是否支持自定义Topic支持消息发布与订阅设备只能对自己的Topic进行消息发布与订阅每个订阅请求的最大订阅数无限制（3）主题订阅格式帮助文档地址：cid:link_6对于设备而言，一般会订阅平台下发消息给设备 这个主题。设备想接收平台下发的消息，就需要订阅平台下发消息给设备 的主题，订阅后，平台下发消息给设备，设备就会收到消息。如果设备想要知道平台下发的消息，需要订阅上面图片里标注的主题。以当前设备为例，最终订阅主题的格式如下:$oc/devices/{device_id}/sys/messages/down 最终的格式:$oc/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/sys/messages/down（4）主题发布格式对于设备来说，主题发布表示向云平台上传数据，将最新的传感器数据，设备状态上传到云平台。这个操作称为：属性上报。帮助文档地址：cid:link_2根据帮助文档的介绍， 当前设备发布主题，上报属性的格式总结如下：发布的主题格式:$oc/devices/{device_id}/sys/properties/report 最终的格式:$oc/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/sys/properties/report发布主题时，需要上传数据，这个数据格式是JSON格式。​上传的JSON数据格式如下:​{ "services": [ { "service_id": <填服务ID>, "properties": { "<填属性名称1>": <填属性值>, "<填属性名称2>": <填属性值>, .......... } } ]}根据JSON格式，一次可以上传多个属性字段。 这个JSON格式里的，服务ID，属性字段名称，属性值类型，在前面创建产品的时候就已经介绍了，不记得可以翻到前面去查看。​根据这个格式，组合一次上传的属性数据:{"services": [{"service_id": "stm32","properties":{"DHT11_T":30,"DHT11_H":10,"BH1750":1,"MQ135":0}}]}2.6 MQTT三元组MQTT协议登录需要填用户ID，设备ID，设备密码等信息，就像我们平时登录QQ，微信一样要输入账号密码才能登录。MQTT协议登录的这3个参数，一般称为MQTT三元组。接下来介绍，华为云平台的MQTT三元组参数如何得到。（1）MQTT服务器地址要登录MQTT服务器，首先记得先知道服务器的地址是多少，端口是多少。帮助文档地址：cid:link_1MQTT协议的端口支持1883和8883，它们的区别是：8883 是加密端口更加安全。但是单片机上使用比较困难，所以当前的设备是采用1883端口进连接的。根据上面的域名和端口号，得到下面的IP地址和端口号信息： 如果设备支持填写域名可以直接填域名，不支持就直接填写IP地址。 （IP地址就是域名解析得到的）华为云的MQTT服务器地址：117.78.5.125华为云的MQTT端口号：1883如何得到IP地址？如何域名转IP？ 打开Windows的命令行输入以下命令。ping ad635970a1.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com（2）生成MQTT三元组华为云提供了一个在线工具，用来生成MQTT鉴权三元组： cid:link_7打开这个工具，填入设备的信息（也就是刚才创建完设备之后保存的信息），点击生成，就可以得到MQTT的登录信息了。下面是打开的页面：填入设备的信息： （上面两行就是设备创建完成之后保存得到的）直接得到三元组信息。得到三元组之后，设备端通过MQTT协议登录鉴权的时候，填入参数即可。ClientId 663cb18871d845632a0912e7_dev1_0_0_2024050911Username 663cb18871d845632a0912e7_dev1Password 71b82deae83e80f04c4269b5bbce3b2fc7c13f610948fe210ce18650909ac2372.7 模拟设备登录测试经过上面的步骤介绍，已经创建了产品，设备，数据模型，得到MQTT登录信息。 接下来就用MQTT客户端软件模拟真实的设备来登录平台。测试与服务器通信是否正常。（1）填入登录信息打开MQTT客户端软件，对号填入相关信息（就是上面的文本介绍）。然后，点击登录，订阅主题，发布主题。（2）打开网页查看完成上面的操作之后，打开华为云网页后台，可以看到设备已经在线了。点击详情页面，可以看到上传的数据：到此，云平台的部署已经完成，设备已经可以正常上传数据了。（3）MQTT登录测试参数总结MQTT服务器: 117.78.5.125MQTT端口号: 183//物联网服务器的设备信息#define MQTT_ClientID "663cb18871d845632a0912e7_dev1_0_0_2024050911"#define MQTT_UserName "663cb18871d845632a0912e7_dev1"#define MQTT_PassWord "71b82deae83e80f04c4269b5bbce3b2fc7c13f610948fe210ce18650909ac237"//订阅与发布的主题#define SET_TOPIC "$oc/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/sys/messages/down" //订阅#define POST_TOPIC "$oc/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/sys/properties/report" //发布发布的数据:{"services": [{"service_id": "stm32","properties":{"DHT11_T":30,"DHT11_H":10,"BH1750":1,"MQ135":0}}]}2.8 创建IAM账户创建一个IAM账户，因为接下来开发上位机，需要使用云平台的API接口，这些接口都需要token进行鉴权。简单来说，就是身份的认证。 调用接口获取Token时，就需要填写IAM账号信息。所以，接下来演示一下过程。地址: cid:link_4【1】获取项目凭证 点击左上角用户名，选择下拉菜单里的我的凭证项目凭证:28add376c01e4a61ac8b621c714bf459【2】创建IAM用户鼠标放在左上角头像上，在下拉菜单里选择统一身份认证。点击左上角创建用户。创建成功：【3】创建完成用户信息如下：主用户名 l19504562721IAM用户 ds_abc密码 DS123456782.9 获取影子数据帮助文档：cid:link_5设备影子介绍：设备影子是一个用于存储和检索设备当前状态信息的JSON文档。每个设备有且只有一个设备影子，由设备ID唯一标识设备影子仅保存最近一次设备的上报数据和预期数据无论该设备是否在线，都可以通过该影子获取和设置设备的属性简单来说：设备影子就是保存，设备最新上传的一次数据。我们设计的软件里，如果想要获取设备的最新状态信息，就采用设备影子接口。如果对接口不熟悉，可以先进行在线调试：https://apiexplorer.developer.huaweicloud.com/apiexplorer/doc?product=IoTDA&api=ShowDeviceShadow在线调试接口，可以请求影子接口，了解请求，与返回的数据格式。调试完成看右下角的响应体，就是返回的影子数据。设备影子接口返回的数据如下：{ "device_id": "663cb18871d845632a0912e7_dev1", "shadow": [ { "service_id": "stm32", "desired": { "properties": null, "event_time": null }, "reported": { "properties": { "DHT11_T": 18, "DHT11_H": 90, "BH1750": 38, "MQ135": 70 }, "event_time": "20240509T113448Z" }, "version": 3 } ]}调试成功之后，可以得到访问影子数据的真实链接，接下来的代码开发中，就采用Qt写代码访问此链接，获取影子数据，完成上位机开发。链接如下：https://ad635970a1.st1.iotda-app.cn-north-4.myhuaweicloud.com:443/v5/iot/28add376c01e4a61ac8b621c714bf459/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/shadow三、上位机开发为了方便查看设备上传的数据，接下来利用Qt开发一款Android手机APP 和 Windows上位机。使用华为云平台提供的API接口获取设备上传的数据，进行可视化显示，以及远程控制设备。3.1 Qt开发环境安装Qt的中文官网： cid:link_12QT5.12.6的下载地址：cid:link_9或者去网盘里下载：cid:link_10打开下载链接后选择下面的版本进行下载：qt-opensource-windows-x86-5.12.6.exe 13-Nov-2019 07:28 3.7G Details软件安装时断网安装，否则会提示输入账户。安装的时候，第一个复选框里勾选一个mingw 32编译器即可，其他的不管默认就行，直接点击下一步继续安装。选择MinGW 32-bit 编译器： （一定要看清楚了）说明： 我这里只是介绍PC端，也就是Windows系统下的Qt环境搭建。 Android的开发环境比较麻烦，如果想学习Android开发，想编译Android程序的APP，需要自己去搭建Android环境。也可以看下面这篇文章，不过这个文章是在Qt开发专栏里付费的，需要订阅专栏才可以看。 如果不想付费看，也可以自行找其他教程，自己搭建好必须的环境就行了Android环境搭建的博客链接： cid:link_33.2 新建上位机工程前面2讲解了需要用的API接口，接下来就使用Qt设计上位机，设计界面，完成整体上位机的逻辑设计。【1】新建工程【2】设置项目的名称。【3】选择编译系统【4】选择默认继承的类【5】选择编译器【6】点击完成【7】工程创建完成3.3 设计UI界面与工程配置【1】打开UI文件打开默认的界面如下：【2】开始设计界面根据自己需求设计界面。3.5 编译Windows上位机点击软件左下角的绿色三角形按钮进行编译运行。编译之后的效果：3.6 配置Android环境如果想编译Android手机APP，必须要先自己配置好自己的Android环境。（搭建环境的过程可以自行百度搜索学习）然后才可以进行下面的步骤。【1】选择Android编译器【2】创建Android配置文件创建完成。【3】配置Android图标与名称【3】编译Android上位机Qt本身是跨平台的，直接选择Android的编译器，就可以将程序编译到Android平台。然后点击构建。成功之后，在目录下可以看到生成的apk文件，也就是Android手机的安装包，电脑端使用QQ发送给手机QQ,手机登录QQ接收，就能直接安装。生成的apk的目录在哪里呢？ 编译完成之后，在控制台会输出APK文件的路径。知道目录在哪里之后，在Windows的文件资源管理器里，找到路径，具体看下图，找到生成的apk文件。D:/linux-share-dir/QT/build-app_Huawei_Eco_tracking-Android_for_arm64_v8a_Clang_Qt_5_12_6_for_Android_ARM64_v8a-Release/android-build//build/outputs/apk/debug/android-build-debug.apk四、STM32代码开发4.1 MQTT协议设计代码字数过多，无法显示...4.2 OLED显示屏驱动代码#include "oled.h"#include "stdlib.h"#include "oledfont.h" #include "delay.h"//OLED模式设置//0: 4线串行模式 （模块的BS1，BS2均接GND）//1: 并行8080模式 （模块的BS1，BS2均接VCC）#define OLED_MODE 1 //---------------------------OLED端口定义-------------------------- #define OLED_CS PDout(6)#define OLED_RST PGout(15) #define OLED_RS PDout(3)#define OLED_WR PGout(14) #define OLED_RD PGout(13) //PC0~7,作为数据线#define DATAOUT(x) GPIOC->ODR=(GPIOC->ODR&0xff00)|(x&0x00FF); //输出 //使用4线串行接口时使用 #define OLED_SCLK PCout(0)#define OLED_SDIN PCout(1) #define OLED_CMD 0 //写命令#define OLED_DATA 1 //写数据//OLED控制用函数void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd); void OLED_Display_On(void);void OLED_Display_Off(void);void OLED_Refresh_Gram(void); void OLED_Init(void);void OLED_Clear(void);void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t);void OLED_Fill(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 dot);void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size,u8 mode);void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size);void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,const u8 *p,u8 size); //OLED的显存//存放格式如下.//[0]0 1 2 3 ... 127 //[1]0 1 2 3 ... 127 //[2]0 1 2 3 ... 127 //[3]0 1 2 3 ... 127 //[4]0 1 2 3 ... 127 //[5]0 1 2 3 ... 127 //[6]0 1 2 3 ... 127 //[7]0 1 2 3 ... 127 u8 OLED_GRAM[128][8]; //更新显存到LCD void OLED_Refresh_Gram(void){ u8 i,n; for(i=0;i<8;i++) { OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD); //设置页地址（0~7） OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD); //设置显示位置—列低地址 OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD); //设置显示位置—列高地址 for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i],OLED_DATA); } }#if OLED_MODE==1 //8080并口 //向SSD1306写入一个字节。//dat:要写入的数据/命令//cmd:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd){ DATAOUT(dat); OLED_RS=cmd; OLED_CS=0; OLED_WR=0; OLED_WR=1; OLED_CS=1; OLED_RS=1; } #else//向SSD1306写入一个字节。//dat:要写入的数据/命令//cmd:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd){ u8 i; OLED_RS=cmd; //写命令 OLED_CS=0; for(i=0;i<8;i++) { OLED_SCLK=0; if(dat&0x80)OLED_SDIN=1; else OLED_SDIN=0; OLED_SCLK=1; dat<<=1; } OLED_CS=1; OLED_RS=1; } #endif //开启OLED显示 void OLED_Display_On(void){ OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD); //SET DCDC命令 OLED_WR_Byte(0X14,OLED_CMD); //DCDC ON OLED_WR_Byte(0XAF,OLED_CMD); //DISPLAY ON}//关闭OLED显示 void OLED_Display_Off(void){ OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD); //SET DCDC命令 OLED_WR_Byte(0X10,OLED_CMD); //DCDC OFF OLED_WR_Byte(0XAE,OLED_CMD); //DISPLAY OFF} //清屏函数,清完屏,整个屏幕是黑色的!和没点亮一样!!! void OLED_Clear(void) { u8 i,n; for(i=0;i<8;i++)for(n=0;n<128;n++)OLED_GRAM[n][i]=0X00; OLED_Refresh_Gram();//更新显示}//画点 //x:0~127//y:0~63//t:1 填充 0,清空 void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t){ u8 pos,bx,temp=0; if(x>127||y>63)return;//超出范围了. pos=7-y/8; bx=y%8; temp=1<<(7-bx); if(t)OLED_GRAM[x][pos]|=temp; else OLED_GRAM[x][pos]&=~temp; }//x1,y1,x2,y2 填充区域的对角坐标//确保x1<=x2;y1<=y2 0<=x1<=127 0<=y1<=63 //dot:0,清空;1,填充 void OLED_Fill(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 dot) { u8 x,y; for(x=x1;x<=x2;x++) { for(y=y1;y<=y2;y++)OLED_DrawPoint(x,y,dot); } OLED_Refresh_Gram();//更新显示}//在指定位置显示一个字符,包括部分字符//x:0~127//y:0~63//mode:0,反白显示;1,正常显示 //size:选择字体 12/16/24void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size,u8 mode){ u8 temp,t,t1; u8 y0=y; u8 csize=(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2); //得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数 chr=chr-' ';//得到偏移后的值 for(t=0;t { if(size==12)temp=asc2_1206[chr][t]; //调用1206字体 else if(size==16)temp=asc2_1608[chr][t]; //调用1608字体 else if(size==24)temp=asc2_2412[chr][t]; //调用2412字体 else return; //没有的字库 for(t1=0;t1<8;t1++) { if(temp&0x80)OLED_DrawPoint(x,y,mode); else OLED_DrawPoint(x,y,!mode); temp<<=1; y++; if((y-y0)==size) { y=y0; x++; break; } } } }//m^n函数u32 mypow(u8 m,u8 n){ u32 result=1; while(n--)result*=m; return result;} //显示2个数字//x,y :起点坐标 //len :数字的位数//size:字体大小//mode:模式 0,填充模式;1,叠加模式//num:数值(0~4294967295); void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size){ u8 t,temp; u8 enshow=0; for(t=0;t { temp=(num/mypow(10,len-t-1))%10; if(enshow==0&&t<(len-1)) { if(temp==0) { OLED_ShowChar(x+(size/2)*t,y,' ',size,1); continue; }else enshow=1; } OLED_ShowChar(x+(size/2)*t,y,temp+'0',size,1); }} //显示字符串//x,y:起点坐标 //size:字体大小 //*p:字符串起始地址 void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,const u8 *p,u8 size){ while((*p<='~')&&(*p>=' '))//判断是不是非法字符! { if(x>(128-(size/2))){x=0;y+=size;} if(y>(64-size)){y=x=0;OLED_Clear();} OLED_ShowChar(x,y,*p,size,1); x+=size/2; p++; } } //初始化SSD1306 void OLED_Init(void){ RCC->APB2ENR|=1<<4; //使能PORTC时钟 RCC->APB2ENR|=1<<5; //使能PORTD时钟 RCC->APB2ENR|=1<<8; //使能PORTG时钟 GPIOD->CRL&=0XF0FF0FFF;//PD3,6 推挽输出 GPIOD->CRL|=0X03003000; GPIOD->ODR|=1<<3; GPIOD->ODR|=1<<6; #if OLED_MODE==1 //8080并口模式 GPIOC->CRL=0X33333333; //PC0~7 OUT GPIOC->ODR|=0X00FF; GPIOG->CRH&=0X000FFFFF; //PG13,14,15 OUT GPIOG->CRH|=0X33300000; GPIOG->ODR|=7<<13; #else //4线SPI模式 GPIOC->CRL&=0XFFFFFF00; //PC0,1 OUT GPIOC->CRL|=0X00000033; GPIOC->ODR|=3<<0; GPIOG->CRH&=0X0FFFFFFF; //RST GPIOG->CRH|=0X30000000; GPIOG->ODR|=1<<15;#endif OLED_CS=1; OLED_RS=1; OLED_RST=0; delay_ms(100); OLED_RST=1; OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD); //关闭显示 OLED_WR_Byte(0xD5,OLED_CMD); //设置时钟分频因子,震荡频率 OLED_WR_Byte(80,OLED_CMD); //[3:0],分频因子;[7:4],震荡频率 OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD); //设置驱动路数 OLED_WR_Byte(0X3F,OLED_CMD); //默认0X3F(1/64) OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD); //设置显示偏移 OLED_WR_Byte(0X00,OLED_CMD); //默认为0 OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD); //设置显示开始行 [5:0],行数. OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD); //电荷泵设置 OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD); //bit2，开启/关闭 OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD); //设置内存地址模式 OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD); //[1:0],00，列地址模式;01，行地址模式;10,页地址模式;默认10; OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD); //段重定义设置,bit0:0,0->0;1,0->127; OLED_WR_Byte(0xC0,OLED_CMD); //设置COM扫描方向;bit3:0,普通模式;1,重定义模式 COM[N-1]->COM0;N:驱动路数 OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD); //设置COM硬件引脚配置 OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD); //[5:4]配置 OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD); //对比度设置 OLED_WR_Byte(0xEF,OLED_CMD); //1~255;默认0X7F (亮度设置,越大越亮) OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD); //设置预充电周期 OLED_WR_Byte(0xf1,OLED_CMD); //[3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2; OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD); //设置VCOMH 电压倍率 OLED_WR_Byte(0x30,OLED_CMD); //[6:4] 000,0.65*vcc;001,0.77*vcc;011,0.83*vcc; OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD); //全局显示开启;bit0:1,开启;0,关闭;(白屏/黑屏) OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD); //设置显示方式;bit0:1,反相显示;0,正常显示 OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD); //开启显示 OLED_Clear();} 4.3 DHT11温湿度模块驱动代码#include "dht11.h"#include "delay.h"//IO方向设置#define DHT11_IO_IN() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}#define DHT11_IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}////IO操作函数 #define DHT11_DQ_OUT PGout(11) //数据端口 PG11 #define DHT11_DQ_IN PGin(11) //数据端口 PG11u8 DHT11_Init(void); //初始化DHT11u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi);//读取温湿度u8 DHT11_Read_Byte(void); //读出一个字节u8 DHT11_Read_Bit(void); //读出一个位u8 DHT11_Check(void); //检测是否存在DHT11void DHT11_Rst(void); //复位DHT11 //复位DHT11void DHT11_Rst(void) { DHT11_IO_OUT(); //SET OUTPUT DHT11_DQ_OUT=0; //拉低DQ delay_ms(20); //拉低至少18ms DHT11_DQ_OUT=1; //DQ=1 delay_us(30); //主机拉高20~40us}//等待DHT11的回应//返回1:未检测到DHT11的存在//返回0:存在u8 DHT11_Check(void) { u8 retry=0; DHT11_IO_IN();//SET INPUT while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us { retry++; delay_us(1); }; if(retry>=100)return 1; else retry=0; while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~80us { retry++; delay_us(1); }; if(retry>=100)return 1; return 0;}//从DHT11读取一个位//返回值：1/0u8 DHT11_Read_Bit(void) { u8 retry=0; while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变为低电平 { retry++; delay_us(1); } retry=0; while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变高电平 { retry++; delay_us(1); } delay_us(40);//等待40us if(DHT11_DQ_IN)return 1; else return 0; }//从DHT11读取一个字节//返回值：读到的数据u8 DHT11_Read_Byte(void) { u8 i,dat; dat=0; for (i=0;i<8;i++) { dat<<=1; dat|=DHT11_Read_Bit(); } return dat;}//从DHT11读取一次数据//temp:温度值(范围:0~50°)//humi:湿度值(范围:20%~90%)//返回值：0,正常;1,读取失败u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi) { u8 buf[5]; u8 i; DHT11_Rst(); if(DHT11_Check()==0) { for(i=0;i<5;i++)//读取40位数据 { buf[i]=DHT11_Read_Byte(); } if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4]) { *humi=buf[0]; *temp=buf[2]; } }else return 1; return 0; }//初始化DHT11的IO口 DQ 同时检测DHT11的存在//返回1:不存在//返回0:存在 u8 DHT11_Init(void){ RCC->APB2ENR|=1<<8; //使能PORTG口时钟 GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;//PORTG.11 推挽输出 GPIOG->CRH|=0X00003000; GPIOG->ODR|=1<<11; //输出1 DHT11_Rst(); return DHT11_Check();}4.4 定时器配置代码#include "timer.h"#include "led.h"//定时器3中断服务程序 void TIM3_IRQHandler(void){ if(TIM3->SR&0X0001)//溢出中断 { LED1=!LED1; } TIM3->SR&=~(1<<0);//清除中断标志位 }//通用定时器3中断初始化//这里时钟选择为APB1的2倍，而APB1为36M//arr：自动重装值。//psc：时钟预分频数//这里使用的是定时器3!void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc){ RCC->APB1ENR|=1<<1; //TIM3时钟使能 TIM3->ARR=arr; //设定计数器自动重装值//刚好1ms TIM3->PSC=psc; //预分频器7200,得到10Khz的计数时钟 TIM3->DIER|=1<<0; //允许更新中断 TIM3->CR1|=0x01; //使能定时器3 MY_NVIC_Init(1,3,TIM3_IRQn,2);//抢占1，子优先级3，组2 }//TIM3 PWM部分初始化 //PWM输出初始化//arr：自动重装值//psc：时钟预分频数void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc){ //此部分需手动修改IO口设置 RCC->APB1ENR|=1<<1; //TIM3时钟使能 RCC->APB2ENR|=1<<3; //使能PORTB时钟 GPIOB->CRL&=0XFF0FFFFF; //PB5输出 GPIOB->CRL|=0X00B00000; //复用功能输出 RCC->APB2ENR|=1<<0; //开启辅助时钟 AFIO->MAPR&=0XFFFFF3FF; //清除MAPR的[11:10] AFIO->MAPR|=1<<11; //部分重映像,TIM3_CH2->PB5 TIM3->ARR=arr; //设定计数器自动重装值 TIM3->PSC=psc; //预分频器不分频 TIM3->CCMR1|=7<<12; //CH2 PWM2模式 TIM3->CCMR1|=1<<11; //CH2预装载使能 TIM3->CCER|=1<<4; //OC2 输出使能 TIM3->CR1=0x0080; //ARPE使能 TIM3->CR1|=0x01; //使能定时器3 } //定时器5通道1输入捕获配置//arr：自动重装值//psc：时钟预分频数void TIM5_Cap_Init(u16 arr,u16 psc){ RCC->APB1ENR|=1<<3; //TIM5 时钟使能 RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能PORTA时钟 GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0; //PA0 清除之前设置 GPIOA->CRL|=0X00000008; //PA0 输入 GPIOA->ODR|=0<<0; //PA0 下拉 TIM5->ARR=arr; //设定计数器自动重装值 TIM5->PSC=psc; //预分频器 TIM5->CCMR1|=1<<0; //CC1S=01 选择输入端 IC1映射到TI1上 TIM5->CCMR1|=0<<4; //IC1F=0000 配置输入滤波器 不滤波 TIM5->CCMR1|=0<<10; //IC2PS=00 配置输入分频,不分频 TIM5->CCER|=0<<1; //CC1P=0 上升沿捕获 TIM5->CCER|=1<<0; //CC1E=1 允许捕获计数器的值到捕获寄存器中 TIM5->DIER|=1<<1; //允许捕获中断 TIM5->DIER|=1<<0; //允许更新中断 TIM5->CR1|=0x01; //使能定时器2 MY_NVIC_Init(2,0,TIM5_IRQn,2);//抢占2，子优先级0，组2 }//捕获状态//[7]:0,没有成功的捕获;1,成功捕获到一次.//[6]:0,还没捕获到高电平;1,已经捕获到高电平了.//[5:0]:捕获高电平后溢出的次数u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //输入捕获状态 u16 TIM5CH1_CAPTURE_VAL; //输入捕获值//定时器5中断服务程序 void TIM5_IRQHandler(void){ u16 tsr; tsr=TIM5->SR; if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)//还未成功捕获 { if(tsr&0X01)//溢出 { if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)//已经捕获到高电平了 { if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)//高电平太长了 { TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;//标记成功捕获了一次 TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF; }else TIM5CH1_CAPTURE_STA++; } } if(tsr&0x02)//捕获1发生捕获事件 { if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40) //捕获到一个下降沿 { TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80; //标记成功捕获到一次高电平脉宽 TIM5CH1_CAPTURE_VAL=TIM5->CCR1; //获取当前的捕获值. TIM5->CCER&=~(1<<1); //CC1P=0 设置为上升沿捕获 }else //还未开始,第一次捕获上升沿 { TIM5CH1_CAPTURE_STA=0; //清空 TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0; TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X40; //标记捕获到了上升沿 TIM5->CNT=0; //计数器清空 TIM5->CCER|=1<<1; //CC1P=1 设置为下降沿捕获 } } } TIM5->SR=0;//清除中断标志位 }五、总结本项目致力于构建一套基于STM32F103RCT6微控制器和NBIOT-BC26通信模块的农作物生长管理系统。系统的核心功能在于实时监测农田环境中的关键参数，例如土壤含水量、环境光照强度、温度与湿度，并据此实现自动化管理。具体而言，系统能够依据预设的阈值自动控制补水，同时允许用户通过本地按钮或远程控制的方式进行手动补水。此外，系统还能根据环境亮度的变化自动调节补光灯的亮度，以保证植物获得适宜的光照条件。为了保障作物生长环境的安全性，系统配置了环境温湿度传感器（DHT11），并在检测到温度或湿度超出预设范围时触发蜂鸣器报警。这些阈值可以通过手机应用程序进行设定，使得系统更加灵活易用。系统还配备了一块0.96寸的OLED显示屏，用于实时显示环境温度、湿度、土壤含水量以及光照强度等重要参数，使用户能够直观地了解当前的环境状况。考虑到突然的温度变化可能导致误操作，系统采用了适当的控制策略，在设定温度出现较大波动时延迟系统的反应调节时间，从而避免不必要的误动作。整个设备通过NBIOT-BC26模块连接至华为云IoT平台，并采用MQTT协议上传数据，使得用户能够借助微信小程序远程监控设备状态并进行控制，包括调整设备的温度阈值等设置。项目利用Qt框架开发了一个Android版的应用程序，进一步增强了系统的远程监控与控制能力。该应用程序不仅可以显示远程监测数据，还可以让用户随时随地控制设备的各项功能。供电方面，系统选择了简便且易于获取的USB线5V供电方案，方便用户安装与使用。该项目通过集成先进的传感器技术和物联网应用，为现代化农业生产提供了一套高效、便捷且智能化的解决方案。

请教下，使用ArkTs在请求Token时，响应头使用 类ModelAccToken去对齐，为啥只有connection、date、server这三个字段能对齐呢，带“-”的字段解析不到。这种需要如何解析export class ModelAccToken { connection = ""; content_length = 0; content_type = ""; date = ""; server = ""; strict_transport_security = ""; x_content_type_options = ""; x_download_options = ""; x_frame_options = ""; x_iam_trace_id = ""; x_request_id = ""; x_subject_token = ""; x_xss_protection = '';}接口响应头如下：

一、前言1.1 项目介绍项目设计里用到的全部工具软件和文档源码，都可以在这里下载。https://pan.quark.cn/s/145a9b3f7f53【1】项目开发背景随着信息技术的发展，数据中心和通信机房作为信息处理的核心枢纽，在各行各业中扮演着越来越重要的角色。然而，由于设备密集且持续运行，机房内的温度和湿度控制成为保证设备正常运行的关键因素之一。传统的机房环境管理方式往往依赖于定期的人工巡检和手动调节，这种方式不仅效率低下，而且容易出现管理疏漏，导致设备过热或湿度过高，进而影响设备的稳定性和使用寿命。针对这一现状，本项目提出了一种基于STM32微控制器的通信机房空调与新风系统联动装置的设计方案。通过集成环境温湿度传感器、风扇控制模块以及4G通信模块，实现了对机房环境的实时监测和智能调控。特别是在数据传输方面，借助华为云IOT物联网云平台的强大功能，不仅可以远程监控机房内的环境变化，还能及时调整空调和新风系统的运行策略，确保机房环境始终处于最佳状态。同时，考虑到实际应用中的便捷性，本装置还提供了本地控制功能，用户可以通过直观的OLED显示屏了解当前环境状态，并通过简单的按键操作来调整设置，增强了用户体验。通过这样的设计，本项目不仅解决了传统机房管理中存在的问题，还极大地提高了机房环境管理的智能化水平，为机房管理人员提供了一个高效、可靠、易于操作的解决方案，进一步保障了通信设备的稳定运行，降低了运维成本。【2】设计实现的功能（1）实时采集环境参数：系统配备了DHT11温湿度传感器，能够连续不断地获取机房内的环境温度和湿度数据。（2）风扇通风散热控制：通过继电器模块控制两个5V直流电机小风扇的启停，以达到通风散热的效果，确保机房内部温度维持在安全范围内。（3）数据远程上传：利用合宙Air724UG 4G模块，将环境监测数据上传至华为云IOT物联网云平台，实现数据的云端存储与管理。（4）远程监控与控制：用户可以通过Windows客户端应用程序实时查看机房内的温度、湿度、风扇状态等信息，并能远程设置温度湿度阈值，选择运行模式（自动/手动），以及远程控制风扇的开关。（5）本地控制功能：在没有网络连接的情况下，用户依然可以通过设备上的按键来控制风扇的开关状态，以及切换设备的运行模式。（6）OLED显示屏信息展示：装置上安装了一个0.96寸的OLED显示屏，用于显示两页信息：第一页显示环境温度、湿度、温度和湿度阈值；第二页显示设备运行模式和风扇的开关状态。【3】项目硬件模块组成（1）主控模块：采用STM32F103RCT6微控制器作为核心处理器，负责处理各种传感器数据、控制输出信号以及与外部设备的通信。（2）环境监测模块：使用DHT11温湿度传感器来实时采集机房内的温度和湿度数据，为后续的环境控制提供依据。（3）显示模块：配置了一块0.96寸的OLED显示屏，通过SPI协议接口与主控芯片相连，用于显示当前环境的温度、湿度、设定阈值以及设备的运行状态。（4）风扇控制模块：包括两个5V直流电机的小风扇，通过继电器控制风扇的启动和停止，实现通风散热功能。（5）通信模块：采用合宙Air724UG 4G模块，支持全网通4G网络，用于将采集到的数据上传至华为云IOT物联网云平台，同时也支持接收来自云端的控制指令。（6）人机交互模块：包括若干个按键，允许用户进行本地控制，如设置温度湿度阈值、切换设备运行模式以及控制风扇的开关。（7）电源模块：系统使用一个5V 2A的稳压模块来提供稳定的电力供应，确保各个模块的正常工作。这些硬件模块相互协作，共同构成了一个完整的智能通信机房空调与新风系统联动装置，能够实现环境参数的实时监测、数据的远程传输与控制、以及本地的人机交互等功能。【4】需求总结项目名称: 基于STM32设计的通信机房空调与新风系统联动装置​支持的功能:（1） 能够实时采集环境温度与湿度。（2） 能够控制2个风扇进行通风扇热。（3） 设备端的数据通过4G网络上传到华为云IOT物联网云平台。（4） 能够通过Windows大屏远程查看设备上传的温度、湿度，风扇开关状态，设备运行的模式。（5） 能够通过Windows大屏远程设置温度和湿度阀值，设置运行模式(自动模式和手动模式)，以及控制风扇的开启和关闭。（6） 本地设备也可以通过按键控制风扇的开关，以及切换设备运行模式。（7） 本地设备带了一个0.96寸的OLED显示屏，一共显示2个页面。 第一个页面显示: 可以显示环境的温度、环境的湿度、温度阀值、湿度阀值。 第二个页面显示: 设备运行模式、风扇的开关状态。​硬件选型:（1）主控芯片选择STM32F103RCT6（2）OLED显示屏选择SPI协议接口的0.96寸OLED显示屏。（3）4G模块采用合宙的Air724UG 4G模块，支持全网通4G网络。（4）环境温湿度检测采用DHT11模块。（5）风扇采用5V直流电机的小风扇，通过继电器控制风扇的开和关。（6）系统电源采用5V 2A的稳压模块进行供电，提供稳定电源。1.2 设计思路本项目的设计思路主要围绕提高通信机房环境管理的智能化和自动化水平展开。鉴于机房内设备众多且运行负荷大的特点，环境温湿度的实时监测显得尤为重要。选择了DHT11温湿度传感器来持续采集环境数据，确保能够及时反映机房内的温度和湿度变化情况。为了有效控制机房内的温度，设计中引入了风扇控制模块。通过继电器模块来驱动5V直流电机的小风扇，可以根据采集到的温度数据自动或手动控制风扇的开关，以此来调节机房内的温度，防止设备因过热而损坏。考虑到远程监控的需求，选用了合宙Air724UG 4G模块，通过4G网络将环境数据上传至华为云IOT物联网云平台，使得管理者能够在任何地点通过Windows客户端实时查看机房状态，并作出相应的调整。在本地控制方面，为了便于现场工作人员的操作，设计中加入了按键控制功能。通过简单的按键输入，可以实现风扇开关的控制以及设备运行模式的切换。为了使用户能够直观地了解当前机房的状态，项目中还配备了一块0.96寸的OLED显示屏，用以显示环境参数、设置阈值及设备运行模式等重要信息。系统整体采用STM32F103RCT6作为主控芯片，该芯片具备足够的性能来处理传感器数据、执行控制逻辑以及管理与其他模块之间的通信。为了保证系统的稳定运行，采用了5V 2A的稳压电源模块来提供可靠的电力供应。本项目的设计思路是在充分理解通信机房环境管理需求的基础上，结合现代物联网技术和智能控制手段，构建一个集数据采集、分析处理、远程监控与本地控制于一体的智能化管理系统，以提高机房环境管理的效率和可靠性。1.3 系统功能总结功能类别描述环境监测实时采集机房内的温度和湿度数据，使用DHT11模块。风扇控制通过继电器模块控制两个5V直流风扇的启停，实现通风散热。数据传输利用合宙Air724UG 4G模块将环境数据上传至华为云IOT物联网云平台。远程监控通过Windows客户端远程查看温度、湿度、风扇状态及设备运行模式。远程设置允许用户远程设置温度和湿度阈值，切换运行模式（自动/手动），控制风扇开关。本地控制提供按键输入功能，实现风扇开关控制及设备运行模式切换。显示信息OLED显示屏显示环境参数、设置阈值、设备运行模式及风扇状态。电源管理采用5V 2A稳压电源模块，确保系统稳定运行。1.4 开发工具的选择【1】设备端开发STM32的编程语言选择C语言，C语言执行效率高，大学里主学的C语言，C语言编译出来的可执行文件最接近于机器码，汇编语言执行效率最高，但是汇编的移植性比较差，目前在一些操作系统内核里还有一些低配的单片机使用的较多，平常的单片机编程还是以C语言为主。C语言的执行效率仅次于汇编，语法理解简单、代码通用性强，也支持跨平台，在嵌入式底层、单片机编程里用的非常多，当前的设计就是采用C语言开发。开发工具选择Keil，keil是一家世界领先的嵌入式微控制器软件开发商，在2015年，keil被ARM公司收购。因为当前芯片选择的是STM32F103系列，STMF103是属于ARM公司的芯片构架、Cortex-M3内核系列的芯片，所以使用Kile来开发STM32是有先天优势的，而keil在各大高校使用的也非常多，很多教科书里都是以keil来教学，开发51单片机、STM32单片机等等。目前作为MCU芯片开发的软件也不只是keil一家独大，IAR在MCU微处理器开发领域里也使用的非常多，IAR扩展性更强，也支持STM32开发，也支持其他芯片，比如：CC2530,51单片机的开发。从软件的使用上来讲，IAR比keil更加简洁，功能相对少一些。如果之前使用过keil，而且使用频率较多，已经习惯再使用IAR是有点不适应界面的。【2】上位机开发上位机的开发选择Qt框架，编程语言采用C++；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。Qt是面向对象的框架，使用特殊的代码生成扩展（称为元对象编译器(Meta Object Compiler, moc)）以及一些宏，Qt很容易扩展，并且允许真正地组件编程。Qt能轻松创建具有原生C++性能的连接设备、用户界面（UI）和应用程序。它功能强大且结构紧凑，拥有直观的工具和库。二、部署华为云物联网平台华为云官网: cid:link_9打开官网，搜索物联网，就能快速找到 设备接入IoTDA。2.1 物联网平台介绍华为云物联网平台（IoT 设备接入云服务）提供海量设备的接入和管理能力，将物理设备联接到云，支撑设备数据采集上云和云端下发命令给设备进行远程控制，配合华为云其他产品，帮助我们快速构筑物联网解决方案。使用物联网平台构建一个完整的物联网解决方案主要包括3部分：物联网平台、业务应用和设备。物联网平台作为连接业务应用和设备的中间层，屏蔽了各种复杂的设备接口，实现设备的快速接入；同时提供强大的开放能力，支撑行业用户构建各种物联网解决方案。设备可以通过固网、2G/3G/4G/5G、NB-IoT、Wifi等多种网络接入物联网平台，并使用LWM2M/CoAP、MQTT、HTTPS协议将业务数据上报到平台，平台也可以将控制命令下发给设备。业务应用通过调用物联网平台提供的API，实现设备数据采集、命令下发、设备管理等业务场景。2.2 开通物联网服务地址： cid:link_8点击立即创建。正在创建标准版实例，需要等待片刻。创建完成之后，点击实例名称。 可以看到标准版实例的设备接入端口和地址。在上面也能看到 免费单元的限制。开通之后，点击总览，也能查看接入信息。 我们当前设备准备采用MQTT协议接入华为云平台，这里可以看到MQTT协议的地址和端口号等信息。总结:端口号： MQTT (1883)| MQTTS (8883) 接入地址：ad635970a1.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com根据域名地址得到IP地址信息: 打开Windows电脑的命令行控制台终端，使用ping 命令。ping一下即可。Microsoft Windows [版本 10.0.19045.4170](c) Microsoft Corporation。保留所有权利。C:\Users\11266>ping ad635970a1.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com正在 Ping ad635970a1.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com [117.78.5.125] 具有 32 字节的数据:来自 117.78.5.125 的回复: 字节=32 时间=35ms TTL=93来自 117.78.5.125 的回复: 字节=32 时间=36ms TTL=93来自 117.78.5.125 的回复: 字节=32 时间=36ms TTL=93来自 117.78.5.125 的回复: 字节=32 时间=39ms TTL=93117.78.5.125 的 Ping 统计信息: 数据包: 已发送 = 4，已接收 = 4，丢失 = 0 (0% 丢失)，往返行程的估计时间(以毫秒为单位): 最短 = 35ms，最长 = 39ms，平均 = 36msC:\Users\11266>MQTT协议接入端口号有两个，1883是非加密端口，8883是证书加密端口，单片机无法加载证书，所以使用1883端口比较合适。 接下来的ESP8266就采用1883端口连接华为云物联网平台。2.3 创建产品（1）创建产品（2）填写产品信息根据自己产品名字填写，下面的设备类型选择自定义类型。（3）产品创建成功创建完成之后点击查看详情。（4）添加自定义模型产品创建完成之后，点击进入产品详情页面，翻到最下面可以看到模型定义。模型简单来说： 就是存放设备上传到云平台的数据。你可以根据自己的产品进行创建。比如：烟雾可以叫 MQ2温度可以叫 Temperature湿度可以叫 humidity火焰可以叫 flame其他的传感器自己用单词简写命名即可。 这就是你的单片机设备端上传到服务器的数据名字。先点击自定义模型。再创建一个服务ID。接着点击新增属性。2.4 添加设备产品是属于上层的抽象模型，接下来在产品模型下添加实际的设备。添加的设备最终需要与真实的设备关联在一起，完成数据交互。（1）注册设备（2）根据自己的设备填写（3）保存设备信息创建完毕之后，点击保存并关闭，得到创建的设备密匙信息。该信息在后续生成MQTT三元组的时候需要使用。（4）设备创建完成（5）设备详情2.5 MQTT协议主题订阅与发布（1）MQTT协议介绍当前的设备是采用MQTT协议与华为云平台进行通信。MQTT是一个物联网传输协议，它被设计用于轻量级的发布/订阅式消息传输，旨在为低带宽和不稳定的网络环境中的物联网设备提供可靠的网络服务。MQTT是专门针对物联网开发的轻量级传输协议。MQTT协议针对低带宽网络，低计算能力的设备，做了特殊的优化，使得其能适应各种物联网应用场景。目前MQTT拥有各种平台和设备上的客户端，已经形成了初步的生态系统。MQTT是一种消息队列协议，使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合，相对于其他协议，开发更简单；MQTT协议是工作在TCP/IP协议上；由TCP/IP协议提供稳定的网络连接；所以，只要具备TCP协议栈的网络设备都可以使用MQTT协议。 本次设备采用的ESP8266就具备TCP协议栈，能够建立TCP连接，所以，配合STM32代码里封装的MQTT协议，就可以与华为云平台完成通信。华为云的MQTT协议接入帮助文档在这里: cid:link_6业务流程：（2）华为云平台MQTT协议使用限制描述限制支持的MQTT协议版本3.1.1与标准MQTT协议的区别支持Qos 0和Qos 1支持Topic自定义不支持QoS2不支持will、retain msgMQTTS支持的安全等级采用TCP通道基础 + TLS协议（最高TLSv1.3版本）单帐号每秒最大MQTT连接请求数无限制单个设备每分钟支持的最大MQTT连接数1单个MQTT连接每秒的吞吐量，即带宽，包含直连设备和网关3KB/sMQTT单个发布消息最大长度，超过此大小的发布请求将被直接拒绝1MBMQTT连接心跳时间建议值心跳时间限定为30至1200秒，推荐设置为120秒产品是否支持自定义Topic支持消息发布与订阅设备只能对自己的Topic进行消息发布与订阅每个订阅请求的最大订阅数无限制（3）主题订阅格式帮助文档地址：cid:link_6对于设备而言，一般会订阅平台下发消息给设备 这个主题。设备想接收平台下发的消息，就需要订阅平台下发消息给设备 的主题，订阅后，平台下发消息给设备，设备就会收到消息。如果设备想要知道平台下发的消息，需要订阅上面图片里标注的主题。以当前设备为例，最终订阅主题的格式如下:$oc/devices/{device_id}/sys/messages/down 最终的格式:$oc/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/sys/messages/down（4）主题发布格式对于设备来说，主题发布表示向云平台上传数据，将最新的传感器数据，设备状态上传到云平台。这个操作称为：属性上报。帮助文档地址：cid:link_2根据帮助文档的介绍， 当前设备发布主题，上报属性的格式总结如下：发布的主题格式:$oc/devices/{device_id}/sys/properties/report 最终的格式:$oc/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/sys/properties/report发布主题时，需要上传数据，这个数据格式是JSON格式。上传的JSON数据格式如下:{ "services": [ { "service_id": <填服务ID>, "properties": { "<填属性名称1>": <填属性值>, "<填属性名称2>": <填属性值>, .......... } } ]}根据JSON格式，一次可以上传多个属性字段。 这个JSON格式里的，服务ID，属性字段名称，属性值类型，在前面创建产品的时候就已经介绍了，不记得可以翻到前面去查看。根据这个格式，组合一次上传的属性数据:{"services": [{"service_id": "stm32","properties":{"DHT11_T":30,"DHT11_H":10,"BH1750":1,"MQ135":0}}]}2.6 MQTT三元组MQTT协议登录需要填用户ID，设备ID，设备密码等信息，就像我们平时登录QQ，微信一样要输入账号密码才能登录。MQTT协议登录的这3个参数，一般称为MQTT三元组。接下来介绍，华为云平台的MQTT三元组参数如何得到。（1）MQTT服务器地址要登录MQTT服务器，首先记得先知道服务器的地址是多少，端口是多少。帮助文档地址：cid:link_1MQTT协议的端口支持1883和8883，它们的区别是：8883 是加密端口更加安全。但是单片机上使用比较困难，所以当前的设备是采用1883端口进连接的。根据上面的域名和端口号，得到下面的IP地址和端口号信息： 如果设备支持填写域名可以直接填域名，不支持就直接填写IP地址。 （IP地址就是域名解析得到的）华为云的MQTT服务器地址：117.78.5.125华为云的MQTT端口号：1883如何得到IP地址？如何域名转IP？ 打开Windows的命令行输入以下命令。ping ad635970a1.st1.iotda-device.cn-north-4.myhuaweicloud.com（2）生成MQTT三元组华为云提供了一个在线工具，用来生成MQTT鉴权三元组： cid:link_7打开这个工具，填入设备的信息（也就是刚才创建完设备之后保存的信息），点击生成，就可以得到MQTT的登录信息了。下面是打开的页面：填入设备的信息： （上面两行就是设备创建完成之后保存得到的）直接得到三元组信息。得到三元组之后，设备端通过MQTT协议登录鉴权的时候，填入参数即可。ClientId 663cb18871d845632a0912e7_dev1_0_0_2024050911Username 663cb18871d845632a0912e7_dev1Password 71b82deae83e80f04c4269b5bbce3b2fc7c13f610948fe210ce18650909ac2372.7 模拟设备登录测试经过上面的步骤介绍，已经创建了产品，设备，数据模型，得到MQTT登录信息。 接下来就用MQTT客户端软件模拟真实的设备来登录平台。测试与服务器通信是否正常。（1）填入登录信息打开MQTT客户端软件，对号填入相关信息（就是上面的文本介绍）。然后，点击登录，订阅主题，发布主题。（2）打开网页查看完成上面的操作之后，打开华为云网页后台，可以看到设备已经在线了。点击详情页面，可以看到上传的数据：到此，云平台的部署已经完成，设备已经可以正常上传数据了。（3）MQTT登录测试参数总结MQTT服务器: 117.78.5.125MQTT端口号: 183//物联网服务器的设备信息#define MQTT_ClientID "663cb18871d845632a0912e7_dev1_0_0_2024050911"#define MQTT_UserName "663cb18871d845632a0912e7_dev1"#define MQTT_PassWord "71b82deae83e80f04c4269b5bbce3b2fc7c13f610948fe210ce18650909ac237"//订阅与发布的主题#define SET_TOPIC "$oc/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/sys/messages/down" //订阅#define POST_TOPIC "$oc/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/sys/properties/report" //发布发布的数据:{"services": [{"service_id": "stm32","properties":{"DHT11_T":30,"DHT11_H":10,"BH1750":1,"MQ135":0}}]}2.8 创建IAM账户创建一个IAM账户，因为接下来开发上位机，需要使用云平台的API接口，这些接口都需要token进行鉴权。简单来说，就是身份的认证。 调用接口获取Token时，就需要填写IAM账号信息。所以，接下来演示一下过程。地址: cid:link_4【1】获取项目凭证 点击左上角用户名，选择下拉菜单里的我的凭证项目凭证:28add376c01e4a61ac8b621c714bf459【2】创建IAM用户鼠标放在左上角头像上，在下拉菜单里选择统一身份认证。点击左上角创建用户。创建成功：【3】创建完成用户信息如下：主用户名 l19504562721IAM用户 ds_abc密码 DS123456782.9 获取影子数据帮助文档：cid:link_5设备影子介绍：设备影子是一个用于存储和检索设备当前状态信息的JSON文档。每个设备有且只有一个设备影子，由设备ID唯一标识设备影子仅保存最近一次设备的上报数据和预期数据无论该设备是否在线，都可以通过该影子获取和设置设备的属性简单来说：设备影子就是保存，设备最新上传的一次数据。我们设计的软件里，如果想要获取设备的最新状态信息，就采用设备影子接口。如果对接口不熟悉，可以先进行在线调试：https://apiexplorer.developer.huaweicloud.com/apiexplorer/doc?product=IoTDA&api=ShowDeviceShadow在线调试接口，可以请求影子接口，了解请求，与返回的数据格式。调试完成看右下角的响应体，就是返回的影子数据。设备影子接口返回的数据如下：{ "device_id": "663cb18871d845632a0912e7_dev1", "shadow": [ { "service_id": "stm32", "desired": { "properties": null, "event_time": null }, "reported": { "properties": { "DHT11_T": 18, "DHT11_H": 90, "BH1750": 38, "MQ135": 70 }, "event_time": "20240509T113448Z" }, "version": 3 } ]}调试成功之后，可以得到访问影子数据的真实链接，接下来的代码开发中，就采用Qt写代码访问此链接，获取影子数据，完成上位机开发。链接如下：https://ad635970a1.st1.iotda-app.cn-north-4.myhuaweicloud.com:443/v5/iot/28add376c01e4a61ac8b621c714bf459/devices/663cb18871d845632a0912e7_dev1/shadow三、上位机开发为了方便查看设备上传的数据，接下来利用Qt开发一款Android手机APP 和 Windows上位机。使用华为云平台提供的API接口获取设备上传的数据，进行可视化显示，以及远程控制设备。3.1 Qt开发环境安装Qt的中文官网： https://www.qt.io/zh-cn/QT5.12.6的下载地址：https://download.qt.io/archive/qt/5.12/5.12.6或者去网盘里下载：https://pan.quark.cn/s/145a9b3f7f53打开下载链接后选择下面的版本进行下载：qt-opensource-windows-x86-5.12.6.exe 13-Nov-2019 07:28 3.7G Details软件安装时断网安装，否则会提示输入账户。安装的时候，第一个复选框里勾选一个mingw 32编译器即可，其他的不管默认就行，直接点击下一步继续安装。选择MinGW 32-bit 编译器： （一定要看清楚了）说明： 我这里只是介绍PC端，也就是Windows系统下的Qt环境搭建。 Android的开发环境比较麻烦，如果想学习Android开发，想编译Android程序的APP，需要自己去搭建Android环境。也可以看下面这篇文章，不过这个文章是在Qt开发专栏里付费的，需要订阅专栏才可以看。 如果不想付费看，也可以自行找其他教程，自己搭建好必须的环境就行了Android环境搭建的博客链接： cid:link_33.2 新建上位机工程前面2讲解了需要用的API接口，接下来就使用Qt设计上位机，设计界面，完成整体上位机的逻辑设计。【1】新建工程【2】设置项目的名称。【3】选择编译系统【4】选择默认继承的类【5】选择编译器【6】点击完成【7】工程创建完成3.3 设计UI界面与工程配置【1】打开UI文件打开默认的界面如下：【2】开始设计界面根据自己需求设计界面。3.5 编译Windows上位机点击软件左下角的绿色三角形按钮进行编译运行。编译之后的效果：3.6 配置Android环境如果想编译Android手机APP，必须要先自己配置好自己的Android环境。（搭建环境的过程可以自行百度搜索学习）然后才可以进行下面的步骤。【1】选择Android编译器【2】创建Android配置文件创建完成。【3】配置Android图标与名称【3】编译Android上位机Qt本身是跨平台的，直接选择Android的编译器，就可以将程序编译到Android平台。然后点击构建。成功之后，在目录下可以看到生成的apk文件，也就是Android手机的安装包，电脑端使用QQ发送给手机QQ,手机登录QQ接收，就能直接安装。生成的apk的目录在哪里呢？ 编译完成之后，在控制台会输出APK文件的路径。知道目录在哪里之后，在Windows的文件资源管理器里，找到路径，具体看下图，找到生成的apk文件。D:/linux-share-dir/QT/build-app_Huawei_Eco_tracking-Android_for_arm64_v8a_Clang_Qt_5_12_6_for_Android_ARM64_v8a-Release/android-build//build/outputs/apk/debug/android-build-debug.apk四、STM32代码开发4.1 MQTT协议设计代码字数过多，无法显示...4.2 OLED显示屏驱动代码#include "oled.h"#include "stdlib.h"#include "oledfont.h" #include "delay.h"//OLED模式设置//0: 4线串行模式 （模块的BS1，BS2均接GND）//1: 并行8080模式 （模块的BS1，BS2均接VCC）#define OLED_MODE 1 //---------------------------OLED端口定义-------------------------- #define OLED_CS PDout(6)#define OLED_RST PGout(15) #define OLED_RS PDout(3)#define OLED_WR PGout(14) #define OLED_RD PGout(13) //PC0~7,作为数据线#define DATAOUT(x) GPIOC->ODR=(GPIOC->ODR&0xff00)|(x&0x00FF); //输出 //使用4线串行接口时使用 #define OLED_SCLK PCout(0)#define OLED_SDIN PCout(1) #define OLED_CMD 0 //写命令#define OLED_DATA 1 //写数据//OLED控制用函数void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd); void OLED_Display_On(void);void OLED_Display_Off(void);void OLED_Refresh_Gram(void); void OLED_Init(void);void OLED_Clear(void);void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t);void OLED_Fill(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 dot);void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size,u8 mode);void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size);void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,const u8 *p,u8 size); //OLED的显存//存放格式如下.//[0]0 1 2 3 ... 127 //[1]0 1 2 3 ... 127 //[2]0 1 2 3 ... 127 //[3]0 1 2 3 ... 127 //[4]0 1 2 3 ... 127 //[5]0 1 2 3 ... 127 //[6]0 1 2 3 ... 127 //[7]0 1 2 3 ... 127 u8 OLED_GRAM[128][8]; //更新显存到LCD void OLED_Refresh_Gram(void){ u8 i,n; for(i=0;i<8;i++) { OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD); //设置页地址（0~7） OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD); //设置显示位置—列低地址 OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD); //设置显示位置—列高地址 for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(OLED_GRAM[n][i],OLED_DATA); } }#if OLED_MODE==1 //8080并口 //向SSD1306写入一个字节。//dat:要写入的数据/命令//cmd:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd){ DATAOUT(dat); OLED_RS=cmd; OLED_CS=0; OLED_WR=0; OLED_WR=1; OLED_CS=1; OLED_RS=1; } #else//向SSD1306写入一个字节。//dat:要写入的数据/命令//cmd:数据/命令标志 0,表示命令;1,表示数据;void OLED_WR_Byte(u8 dat,u8 cmd){ u8 i; OLED_RS=cmd; //写命令 OLED_CS=0; for(i=0;i<8;i++) { OLED_SCLK=0; if(dat&0x80)OLED_SDIN=1; else OLED_SDIN=0; OLED_SCLK=1; dat<<=1; } OLED_CS=1; OLED_RS=1; } #endif //开启OLED显示 void OLED_Display_On(void){ OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD); //SET DCDC命令 OLED_WR_Byte(0X14,OLED_CMD); //DCDC ON OLED_WR_Byte(0XAF,OLED_CMD); //DISPLAY ON}//关闭OLED显示 void OLED_Display_Off(void){ OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD); //SET DCDC命令 OLED_WR_Byte(0X10,OLED_CMD); //DCDC OFF OLED_WR_Byte(0XAE,OLED_CMD); //DISPLAY OFF} //清屏函数,清完屏,整个屏幕是黑色的!和没点亮一样!!! void OLED_Clear(void) { u8 i,n; for(i=0;i<8;i++)for(n=0;n<128;n++)OLED_GRAM[n][i]=0X00; OLED_Refresh_Gram();//更新显示}//画点 //x:0~127//y:0~63//t:1 填充 0,清空 void OLED_DrawPoint(u8 x,u8 y,u8 t){ u8 pos,bx,temp=0; if(x>127||y>63)return;//超出范围了. pos=7-y/8; bx=y%8; temp=1<<(7-bx); if(t)OLED_GRAM[x][pos]|=temp; else OLED_GRAM[x][pos]&=~temp; }//x1,y1,x2,y2 填充区域的对角坐标//确保x1<=x2;y1<=y2 0<=x1<=127 0<=y1<=63 //dot:0,清空;1,填充 void OLED_Fill(u8 x1,u8 y1,u8 x2,u8 y2,u8 dot) { u8 x,y; for(x=x1;x<=x2;x++) { for(y=y1;y<=y2;y++)OLED_DrawPoint(x,y,dot); } OLED_Refresh_Gram();//更新显示}//在指定位置显示一个字符,包括部分字符//x:0~127//y:0~63//mode:0,反白显示;1,正常显示 //size:选择字体 12/16/24void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 size,u8 mode){ u8 temp,t,t1; u8 y0=y; u8 csize=(size/8+((size%8)?1:0))*(size/2); //得到字体一个字符对应点阵集所占的字节数 chr=chr-' ';//得到偏移后的值 for(t=0;t { if(size==12)temp=asc2_1206[chr][t]; //调用1206字体 else if(size==16)temp=asc2_1608[chr][t]; //调用1608字体 else if(size==24)temp=asc2_2412[chr][t]; //调用2412字体 else return; //没有的字库 for(t1=0;t1<8;t1++) { if(temp&0x80)OLED_DrawPoint(x,y,mode); else OLED_DrawPoint(x,y,!mode); temp<<=1; y++; if((y-y0)==size) { y=y0; x++; break; } } } }//m^n函数u32 mypow(u8 m,u8 n){ u32 result=1; while(n--)result*=m; return result;} //显示2个数字//x,y :起点坐标 //len :数字的位数//size:字体大小//mode:模式 0,填充模式;1,叠加模式//num:数值(0~4294967295); void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size){ u8 t,temp; u8 enshow=0; for(t=0;t { temp=(num/mypow(10,len-t-1))%10; if(enshow==0&&t<(len-1)) { if(temp==0) { OLED_ShowChar(x+(size/2)*t,y,' ',size,1); continue; }else enshow=1; } OLED_ShowChar(x+(size/2)*t,y,temp+'0',size,1); }} //显示字符串//x,y:起点坐标 //size:字体大小 //*p:字符串起始地址 void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,const u8 *p,u8 size){ while((*p<='~')&&(*p>=' '))//判断是不是非法字符! { if(x>(128-(size/2))){x=0;y+=size;} if(y>(64-size)){y=x=0;OLED_Clear();} OLED_ShowChar(x,y,*p,size,1); x+=size/2; p++; } } //初始化SSD1306 void OLED_Init(void){ RCC->APB2ENR|=1<<4; //使能PORTC时钟 RCC->APB2ENR|=1<<5; //使能PORTD时钟 RCC->APB2ENR|=1<<8; //使能PORTG时钟 GPIOD->CRL&=0XF0FF0FFF;//PD3,6 推挽输出 GPIOD->CRL|=0X03003000; GPIOD->ODR|=1<<3; GPIOD->ODR|=1<<6; #if OLED_MODE==1 //8080并口模式 GPIOC->CRL=0X33333333; //PC0~7 OUT GPIOC->ODR|=0X00FF; GPIOG->CRH&=0X000FFFFF; //PG13,14,15 OUT GPIOG->CRH|=0X33300000; GPIOG->ODR|=7<<13; #else //4线SPI模式 GPIOC->CRL&=0XFFFFFF00; //PC0,1 OUT GPIOC->CRL|=0X00000033; GPIOC->ODR|=3<<0; GPIOG->CRH&=0X0FFFFFFF; //RST GPIOG->CRH|=0X30000000; GPIOG->ODR|=1<<15;#endif OLED_CS=1; OLED_RS=1; OLED_RST=0; delay_ms(100); OLED_RST=1; OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD); //关闭显示 OLED_WR_Byte(0xD5,OLED_CMD); //设置时钟分频因子,震荡频率 OLED_WR_Byte(80,OLED_CMD); //[3:0],分频因子;[7:4],震荡频率 OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD); //设置驱动路数 OLED_WR_Byte(0X3F,OLED_CMD); //默认0X3F(1/64) OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD); //设置显示偏移 OLED_WR_Byte(0X00,OLED_CMD); //默认为0 OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD); //设置显示开始行 [5:0],行数. OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD); //电荷泵设置 OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD); //bit2，开启/关闭 OLED_WR_Byte(0x20,OLED_CMD); //设置内存地址模式 OLED_WR_Byte(0x02,OLED_CMD); //[1:0],00，列地址模式;01，行地址模式;10,页地址模式;默认10; OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD); //段重定义设置,bit0:0,0->0;1,0->127; OLED_WR_Byte(0xC0,OLED_CMD); //设置COM扫描方向;bit3:0,普通模式;1,重定义模式 COM[N-1]->COM0;N:驱动路数 OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD); //设置COM硬件引脚配置 OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD); //[5:4]配置 OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD); //对比度设置 OLED_WR_Byte(0xEF,OLED_CMD); //1~255;默认0X7F (亮度设置,越大越亮) OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD); //设置预充电周期 OLED_WR_Byte(0xf1,OLED_CMD); //[3:0],PHASE 1;[7:4],PHASE 2; OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD); //设置VCOMH 电压倍率 OLED_WR_Byte(0x30,OLED_CMD); //[6:4] 000,0.65*vcc;001,0.77*vcc;011,0.83*vcc; OLED_WR_Byte(0xA4,OLED_CMD); //全局显示开启;bit0:1,开启;0,关闭;(白屏/黑屏) OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD); //设置显示方式;bit0:1,反相显示;0,正常显示 OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD); //开启显示 OLED_Clear();} 4.3 DHT11温湿度模块驱动代码#include "dht11.h"#include "delay.h"//IO方向设置#define DHT11_IO_IN() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=8<<12;}#define DHT11_IO_OUT() {GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOG->CRH|=3<<12;}////IO操作函数 #define DHT11_DQ_OUT PGout(11) //数据端口 PG11 #define DHT11_DQ_IN PGin(11) //数据端口 PG11u8 DHT11_Init(void); //初始化DHT11u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi);//读取温湿度u8 DHT11_Read_Byte(void); //读出一个字节u8 DHT11_Read_Bit(void); //读出一个位u8 DHT11_Check(void); //检测是否存在DHT11void DHT11_Rst(void); //复位DHT11 //复位DHT11void DHT11_Rst(void) { DHT11_IO_OUT(); //SET OUTPUT DHT11_DQ_OUT=0; //拉低DQ delay_ms(20); //拉低至少18ms DHT11_DQ_OUT=1; //DQ=1 delay_us(30); //主机拉高20~40us}//等待DHT11的回应//返回1:未检测到DHT11的存在//返回0:存在u8 DHT11_Check(void) { u8 retry=0; DHT11_IO_IN();//SET INPUT while (DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11会拉低40~80us { retry++; delay_us(1); }; if(retry>=100)return 1; else retry=0; while (!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//DHT11拉低后会再次拉高40~80us { retry++; delay_us(1); }; if(retry>=100)return 1; return 0;}//从DHT11读取一个位//返回值：1/0u8 DHT11_Read_Bit(void) { u8 retry=0; while(DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变为低电平 { retry++; delay_us(1); } retry=0; while(!DHT11_DQ_IN&&retry<100)//等待变高电平 { retry++; delay_us(1); } delay_us(40);//等待40us if(DHT11_DQ_IN)return 1; else return 0; }//从DHT11读取一个字节//返回值：读到的数据u8 DHT11_Read_Byte(void) { u8 i,dat; dat=0; for (i=0;i<8;i++) { dat<<=1; dat|=DHT11_Read_Bit(); } return dat;}//从DHT11读取一次数据//temp:温度值(范围:0~50°)//humi:湿度值(范围:20%~90%)//返回值：0,正常;1,读取失败u8 DHT11_Read_Data(u8 *temp,u8 *humi) { u8 buf[5]; u8 i; DHT11_Rst(); if(DHT11_Check()==0) { for(i=0;i<5;i++)//读取40位数据 { buf[i]=DHT11_Read_Byte(); } if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4]) { *humi=buf[0]; *temp=buf[2]; } }else return 1; return 0; }//初始化DHT11的IO口 DQ 同时检测DHT11的存在//返回1:不存在//返回0:存在 u8 DHT11_Init(void){ RCC->APB2ENR|=1<<8; //使能PORTG口时钟 GPIOG->CRH&=0XFFFF0FFF;//PORTG.11 推挽输出 GPIOG->CRH|=0X00003000; GPIOG->ODR|=1<<11; //输出1 DHT11_Rst(); return DHT11_Check();}五、总结本项目设计一种基于STM32微控制器的智能通信机房空调与新风系统联动装置，以提升通信机房的环境管理效率和自动化水平。该装置能够实时监测机房内的环境温度和湿度，并根据预设阈值自动控制风扇进行散热，从而保持机房内部环境的适宜条件。系统利用合宙Air724UG 4G模块将采集到的数据上传至华为云IOT物联网云平台，支持远程监控及控制功能。通过Windows客户端界面，管理员可以实时查看机房内环境参数，调整设定值，并控制风扇的工作状态。此外，本地操作也得到了考虑，通过简单的按键输入即可完成风扇控制和工作模式的切换。为了方便现场人员查看当前状态，设备还配备了一块0.96寸的OLED显示屏，用于显示环境参数、设置值及运行状态等信息。整个系统由一个5V 2A的稳压电源模块供电，确保了系统的稳定性和可靠性。此项目的实施有助于提高通信机房的智能化管理水平，减少人工干预，降低维护成本。

求助下，这个请求头中的 Authorization 和 X-Security-Token 怎么算的，有没有个ArkTs的demo这里指引的查找AK/SK也没说哪个是Authorization啊

 体验活动介绍华为云物联网平台设备接入云服务（IoTDA）提供海量设备的接入和管理能力，将物理设备联接到云，支撑设备数据采集上云和云端下发命令给设备进行远程控制，配合华为云其他产品，帮助您快速构筑物联网解决方案。本次活动体验如何使用IoT Device SDK（C）将燃气表接入华为云IoTDA平台，并实现数据上报，获取使用燃气量。实现命令下发，对燃气表进行远程控制。 活动时间2024年9月10日~2024年10月13日活动流程一、下载附件并完成《使用IoT SDK快速体验燃气表云端控制》体验任务。 二、将完成实验的截图微信反馈给小助手进行抽奖（100%中奖，微信号：hwc-iot）。截图需显示完整的华为云账号及消息状态，截图示例如下三、云声建议体验IoTDA并通过<华为云 · 云声>提交优化建议，（关联产品请选择“设备接入IoTDA”）产品侧审核采纳后可获得相应礼品！为方便交流与礼品发放，请添加小助手（微信号：hwc-iot），私聊发送关键词“体验”进群。体验内容不限于本次活动手册，还可对>>>华为云设备接入IoTDA官网、>>>华为云设备接入IoTDA文档 等进行体验；（如需使用代金券，请查看微信群公告，填写申请表）本活动为华为云IoTDA专属活动，已同步上线至“云声·建议活动”区；活动奖励可以与云声活动月度积分奖励兼得，参与情况及获奖结果也将在“云声·建议活动”中公示。奖品设置奖品获奖要求华为手表、华为10000mAh 移动电源、开发者杜邦纸双肩包、物联网书籍、华为周边礼品…完成体验任务参与抽奖，100%中奖价值50元礼品1份（桌面电脑支架等）被采纳用户体验类建议≥1条小熊派鸿蒙开发板-BearPi-HM Nano 智慧路灯被采纳用户体验类建议≥3条或功能/缺陷类建议1条*如礼品库存不足将存在替换成等价值礼品的可能；用户体验类指不影响产品基本功能的使用的建议；功能、缺陷类建议指会影响开发者完整使用产品功能或能帮助产品提升竞争力的建议；具体建议类别以产品评估为准。扫码添加小助手（微信号：hwc-iot），私聊发送关键词“体验”即可加入本次体验活动交流群！

获取到iot云mqtt接入信息后只能在线一个设备，如何才能让设备和手机同时都接入呢，实现手机上下发数据监控设备运行状况呢

微信小程序获取影子数据显示授权问题，但是我的IAM用户以及授权给IOT设备接入服务用postman测试也显示一样问题求大佬解决，以及想了好几天了 555555555555~

一、前言在当今这个数字化时代，软件开发与硬件交互的技术日益进步，各种编程技巧和应用解决方案层出不穷。从高效的数据处理到多媒体内容的创作，再到物联网(IoT)设备的智能互联，技术社区不断贡献着宝贵的资源与知识。本文汇总2024年8月论坛里精选的技术讨论帖，涵盖从基础算法实现到复杂系统集成的多个方面的知识。二、文章合集【1】C语言实现SHA-256算法校验文件(win32-API)cid:link_4在信息安全领域，确保数据完整性至关重要。本文将带领读者深入探讨如何使用C语言结合Windows API来实现SHA-256算法，从而有效地进行文件校验。无论是对于想要保护本地文件免受篡改的专业人士，还是对密码学感兴趣的开发者，这都是一篇不可多得的指南。【2】生成图片的base64编码(纯C语言实现)cid:link_5随着Web技术的发展，Base64编码成为了一种广泛使用的数据传输方式。本教程详细介绍了如何仅使用C语言来生成图像的Base64编码，这对于那些希望直接在C语言环境中处理图像数据的开发者来说是非常有用的。【3】基于纠错码的哈希函数构造方案cid:link_6本文提出了一个新颖的方法——利用纠错码来构建哈希函数，这种方法能够在一定程度上提高数据处理的安全性和效率。对于正在寻找创新哈希技术的研究人员和工程师而言，这篇文章提供了一个有价值的参考方向。【4】编译 ffmpeg 以支持AVS格式视频解码与解码cid:link_0FFmpeg作为一款强大的多媒体框架，支持多种视频格式。本指南专注于如何配置和编译FFmpeg，使其能够支持中国国家标准AVS视频格式，对于那些致力于在中国市场开发多媒体应用程序的开发人员来说尤为适用。【5】算法篇_C语言实现霍夫曼编码算法cid:link_7数据压缩技术在现代信息技术中扮演着重要角色。本文通过C语言实现霍夫曼编码算法，向读者展示了如何有效地压缩数据。无论您是学生还是专业开发人员，都可以从这篇教程中学到实用的压缩技巧。【6】算法篇_RGB图像数据压缩与解压(单片机使用)cid:link_1对于在资源受限环境下工作的嵌入式系统而言，高效的图像处理算法是必不可少的。本文将指导您如何在单片机上实现RGB图像的压缩与解压，适合任何希望优化其嵌入式项目图像处理能力的人士。【7】单片机拍照_将采集的RGB图像封装为BMP格式保存到SD卡cid:link_2在物联网(IoT)项目中，能够捕捉并存储图像的能力变得越来越重要。本文详细说明了如何使用单片机将拍摄的RGB图像转换成BMP格式，并存储至SD卡中，为那些正着手开发具备图像记录功能的IoT设备的工程师提供了宝贵的信息。【8】QT For Android开发-打开PPT文件cid:link_8随着移动应用的普及，跨平台开发框架如Qt成为了开发者的首选。本文将展示如何使用Qt for Android开发环境创建应用程序来打开PPT文件，为Android平台上的文档查看应用开发提供了一条清晰路径。【9】LibJPEG库使用_通过LibJPEG将RGB数据保存为JPG图片存储到磁盘cid:link_9LibJPEG是一个广泛使用的JPEG图像处理库。本教程详细讲解了如何利用LibJPEG库将RGB图像数据转换为JPEG格式并保存到磁盘上，这对于那些需要在其应用中集成JPEG支持的开发者来说非常有用。【10】局域网内探测在线好友是如何做到的？cid:link_10本文探讨了在网络技术中一个有趣的应用场景——如何在局域网内检测哪些朋友在线。它不仅解释了基本原理，还提供了一些实际案例分析，适合对网络通信有兴趣的学习者和研究者。【11】Linux下编译Eclipse Paho库采用MQTT协议连接MQTT服务器cid:link_11Eclipse Paho是一个流行的MQTT客户端库。本文将指导读者如何在Linux操作系统中编译该库，并使用MQTT协议连接到MQTT服务器，非常适合那些希望构建物联网应用的Linux开发者。【12】AI视频生成-一键创作动漫cid:link_12利用人工智能技术生成视频内容正在成为一种趋势。本文介绍了一种使用AI技术快速创建动漫视频的方法，对于创意工作者以及想要探索AI视频生成领域的个人来说都是一个很好的起点。【13】Linux下常见的几个MQTT协议库cid:link_13MQTT作为一种轻量级的消息队列传输协议，在物联网领域有着广泛的应用。本文列举并比较了几种常用的Linux下的MQTT库，帮助开发者选择最适合他们项目的库。【14】智慧鱼缸接入华为智慧生活生态链cid:link_3随着智能家居概念的兴起，越来越多的设备开始融入到生态链中。本文以智慧鱼缸为例，详细描述了如何将其接入华为智慧生活平台，展示了物联网技术在日常生活中的应用前景。

一. 引言1.1 项目背景随着智能家居技术的发展和人们对高品质生活的追求日益增长，智能鱼缸作为一种结合了科技与自然美的家居装饰品，正逐渐成为智能家居领域的新宠。本项目旨在设计一款基于华为云智慧生活生态链的智能鱼缸，它不仅能够提供一个安全舒适的环境让鱼儿健康生长，还能让用户通过手机应用远程管理和监控鱼缸的各种状态。通过集成多种传感器和执行机构，这款智能鱼缸能够自动监测水质、维持适宜的水温和氧气水平，并且还能实现自动投喂、自动换水、鱼缸壁清洁等功能，极大地减轻了养鱼爱好者的工作负担，提升了养鱼的乐趣和便捷性。考虑到现代人忙碌的生活节奏和对个性化需求的追求，本项目集成了华为云的智慧生活App，这使得用户可以通过手机轻松地设置鱼缸的各项参数，包括但不限于恒温温度、换水阈值、投喂间隔和量等，甚至还能根据用户所选养的鱼种自动优化这些设置。此外，为了进一步提升用户体验，还引入了全景视频监控功能，用户可以在手机端360度无死角地观察鱼缸内部情况；同时，鱼缸还支持氛围灯调节，可通过华为云的小艺助手进行智慧联动控制，营造出不同的观赏效果。整体而言，这款智能鱼缸不仅代表了智能家居技术的最新进展，也为养鱼爱好者提供了一个更加智能化、人性化的养鱼体验。1.2 目的与目标本项目的目标是设计并开发一款基于华为云智慧生活生态链的智能鱼缸，为用户提供一个高度自动化、智能化的养鱼体验。该智能鱼缸集成了多项先进技术，包括水质监测、远程控制、自动维护等功能，解决传统鱼缸在养鱼过程中遇到的一系列问题，如频繁的手动维护、难以精确控制的水质条件等。通过本项目的实施具体目标：水质监测与自动调节：实现鱼缸水体含氧量、TDS值等关键水质指标的实时监测，并能够根据检测结果自动调节含氧量、水质等，以确保鱼儿的健康生长环境。远程控制与智能化管理：通过华为云智慧生活App，用户可以随时随地通过智能手机远程监控和控制鱼缸的状态，包括设置自动投喂的时间间隔、调节鱼缸内的温度等，实现智能化管理。自动维护功能：开发自动换水、鱼缸壁清洁等维护功能，减少用户的日常维护工作，提高养鱼效率和体验。全景视频监控：利用四个内置摄像头，为用户提供360度全景视频监控功能，使用户能够在手机端全方位地观察鱼缸内部情况，增强观赏性和互动性。个性化设置与一键优化：根据用户选择的鱼种类型，自动优化鱼缸的各项参数设置，如恒温温度、换水阀值、投喂间隔等，提供更符合特定鱼类需求的养鱼环境。智能化联动与场景编排：支持与华为云智慧生活App的深度集成，实现与其他智能设备的联动控制，为用户提供更加丰富的智慧化场景体验。稳定的网络连接与安全性保障：采用G模块保证稳定的网络连接，同时确保用户数据的安全性和隐私保护。可靠的电源管理方案：通过内置锂电池和外置电源的双电源供电模式，确保即使在突发断电的情况下，智能鱼缸也能持续运行，保持鱼缸内环境的稳定。1.3 功能需求含氧量检测：集成含氧量传感器，实时监测鱼缸中水的含氧量，并通过华为云平台向用户手机发送数据更新。远程投喂与自动投喂：支持用户通过手机应用设置自动投喂的时间间隔，实现远程或自动投喂鱼食的功能。自动充氧：根据含氧量检测结果自动开启或关闭充氧装置，确保水中的含氧量维持在适宜水平。自动换水：配备自动换水系统，当检测到水质不佳时，自动启动换水过程，保持水质清洁。鱼缸壁自动清洁：设计一套基于舵机和抹布的自动清洁系统，定期清理鱼缸壁上的污垢。自动恒温：具备温度传感器和加热装置，允许用户通过手机应用远程设定恒定的水温。TDS值检测：安装TDS值传感器，监测水中的溶解固体含量，并将数据上传至华为云平台。视频全场景监控：在鱼缸内部安装四个摄像头，通过拼接算法生成全景视频，用户可在手机端进行360度观看。手机APP控制：开发专用的手机应用程序，集成华为云智慧生活App，支持用户根据鱼的种类一键设置鱼缸参数。场景联动与设备管理：支持设备添加、远程控制、状态查看、设备共享等功能，并可与其他华为生态链设备联动使用。氛围灯控制：支持通过手机应用开启或关闭鱼缸内的氛围灯，增加观赏性，并支持华为云“小艺”助手的语音控制。4G联网模块：采用4G模块实现设备与华为云平台之间的稳定通信。主控芯片：不限制。双电源供电方案：支持内置锂电池与外置电源的双重供电机制，确保断电情况下仍能正常运行。华为云物联网服务器：通过华为云的智慧生活服务器实现数据存储、分析与远程访问。1.4 接入智慧生活APP帮助文档：cid:link_0智慧生活App作为华为全场景智慧体验的重要入口，可以实现华为自研设备与生态伙伴设备的统一管理。通过开发H5接入智慧生活App，为消费者带来如下功能体验：设备添加： 用户可以通过智慧生活App快速发现设备并添加设备，简单易用。设备管控： 用户添加设备后，可以通过智慧生活App实现远程控制设备、查看状态、分类管理、共享设备、删除设备等。场景联动： 通过场景编排可以实现不同产品、不同功能的联动，为用户提供智慧化的场景体验。接入原理通过线上或线下方式开发H5，并上传至Device Partner平台。平台会将H5开发包推送至HarmonyOS Connect云。消费者通过智慧生活App调用云端的H5开发包，从而实现对设备的管理和控制。二. 系统概述2.1 系统架构为了更好地说明本项目的系统架构，我们可以将其分为几个主要部分：硬件架构、软件架构以及网络架构。下面是对这些部分的具体描述：（1） 硬件架构主控单元:微控制器 (MCU): 使用STM32L431RCT6作为核心处理器。电源管理模块: 包括电池充电电路、稳压电路等。4G通信模块: Air724UG 4G模块用于与华为云平台进行数据交换。环境监测与控制系统:水质监测传感器:含氧量传感器温度传感器TDS（总溶解固体）传感器自动控制系统:自动充氧泵加热棒自动投喂器水质净化过滤系统鱼缸壁自动清洁系统视觉监控系统:多个高清摄像头用于全方位监控鱼缸内部情况。图像处理单元用于图像拼接和传输。用户交互界面:LED显示屏显示当前状态。按钮用于本地控制和调试。备用电源:内置锂电池提供不间断供电。（2） 软件架构嵌入式系统软件:嵌入式操作系统（如FreeRTOS）用于任务调度。设备驱动程序支持各种传感器和执行器。4G通信协议栈实现数据传输。云平台软件:华为云IoT平台用于设备接入、数据存储、消息推送等。数据分析与处理模块。用户认证与权限管理。移动应用:客户端应用（iOS/Android）用于用户远程监控和控制。用户界面设计与交互逻辑。与华为云平台的接口实现。（3） 网络架构本地网络:4G网络连接主控单元与华为云平台。Wi-Fi连接供用户在本地网络内进行控制。云端网络:华为云IoT平台作为中心节点处理所有数据。数据安全加密传输。远程用户接入:移动应用通过互联网与华为云平台交互。用户数据同步与更新。（4） 系统交互流程数据采集:传感器持续监测水质、含氧量、温度等数据。摄像头捕捉鱼缸内部画面。数据处理与传输:MCU收集数据并进行初步处理。通过4G模块将数据发送至华为云IoT平台。云平台处理:IoT平台接收数据并存储。数据分析后产生控制指令或通知。用户控制:用户通过移动应用获取实时数据。用户通过移动应用发送控制命令。设备响应:IoT平台将控制指令发送给设备。MCU接收指令并控制相关硬件执行动作。2.2 关键组件介绍（1）主控单元微控制器 (MCU): 如STM32系列，负责处理来自各个传感器的数据，并控制执行器的动作。通信模块:4G通信模块: 如Air724UG，用于与外部网络（例如华为云平台）建立连接。Wi-Fi模块: 用于本地网络连接，方便用户通过智能手机或其他设备访问系统。电源管理单元: 包括电池充电电路、稳压电路等，确保系统的稳定运行。（2）环境监测与控制系统水质监测传感器:pH值传感器温度传感器溶解氧(DO)传感器电导率(TDS)传感器自动控制系统:自动充氧泵: 根据DO水平自动调节氧气供应。加热棒: 保持水温在适宜范围内。自动投喂器: 根据设定的时间和分量自动投喂饲料。水质净化过滤系统: 维护水质清洁。鱼缸壁自动清洁系统: 清除鱼缸壁上的藻类和其他污垢。（3）视觉监控系统高清摄像头: 用于捕捉鱼缸内的视频流。图像处理单元: 对摄像头捕获的图像进行处理，识别鱼类的行为或健康状况。（4）用户交互界面LED显示屏: 显示系统状态、监测数据等信息。触摸屏: 允许用户直接与系统互动，设置参数或查看详细数据。按钮: 提供基本的本地控制功能，如紧急停机。（5）远程监控与管理华为云IoT平台:提供数据存储、处理和分析能力。支持设备管理和远程控制功能。保证数据的安全性和可靠性。移动应用程序:用户可以通过智能手机或平板电脑访问系统。实现远程监控、接收警报、调整系统设置等功能。（6）数据安全与加密加密算法: 采用SSL/TLS等加密技术保障数据传输的安全。用户认证: 通过用户名和密码等方式验证用户的合法性。（7）备用电源内置电池: 在停电时为系统提供不间断供电。2.3 工作原理（1）环境监测:含氧量检测:使用溶解氧传感器实时监测鱼缸水体中的含氧量。传感器将数据传送给主控芯片STM32L431RCT6。TDS值检测:通过TDS传感器监测水中的溶解固体含量。数据同样被送至主控芯片进行处理。（2）水质控制与维护:自动充氧:当含氧量低于预设阈值时，STM32L431RCT6控制充氧泵启动。充氧泵工作直到含氧量恢复到理想水平。自动换水:通过TDS值和其它水质参数判断是否需要更换水体。自动换水系统根据需要更换部分水体，以维持良好的水质。鱼缸壁自动清洁:采用舵机和抹布组合，定时清洁鱼缸壁上的污垢。（3）远程监控与控制:视频全场景监控:鱼缸内部安装的四个摄像头捕捉鱼缸内部画面。通过图像处理单元将多路视频流合成全景视频。视频流通过4G模块上传至华为云服务器。手机APP控制:用户通过华为云智慧生活App远程查看鱼缸状态。用户可以设置恒温温度、换水阈值、投喂间隔等参数。通过App接收水质异常报警等信息。（4）用户定制与一键设置:自动参数设置:用户根据鱼的种类选择相应的养鱼模式。App自动调整各项参数以适应所选鱼种的需求。（5）联动与场景编排:设备管理与控制:用户可以通过智慧生活App添加设备、查看状态、远程控制。支持设备共享和删除等功能。场景联动:通过场景编排实现不同功能的联动，例如定时开启氛围灯、自动投喂等。（6）通信与网络:设备联网:4G模块Air724UG用于设备与华为云服务器之间的数据传输。数据传输与处理:传感器数据通过主控芯片处理后上传至华为云IoT平台。平台进行数据分析、存储，并将结果反馈给用户。（7）电源管理:双电源供电:内置锂电池提供不间断供电。外置电源适配器用于日常供电。当外部电源中断时，锂电池自动接管供电。（8）安全保障:数据加密:传输至华为云的数据采用加密技术保护。用户认证:通过智慧生活App进行用户身份验证。三. 硬件设计3.1 主控单元本项目的主控单元是整个智能鱼缸系统的中枢神经，它负责收集来自各个传感器的数据、处理这些数据并据此作出决策来控制执行器的动作。主控单元的核心是STM32L431RCT6微控制器，这是一款高性能且低功耗的微控制器，非常适合应用于需要实时处理能力及长电池寿命的应用场合。主控单元的设计围绕STM32L431RCT6微控制器展开，该微控制器基于Arm® Cortex®-M4内核，具备FPU（浮点运算单元）和DSP指令集，能够在处理复杂的计算任务时提供出色的性能。它还拥有丰富的外设接口，如USART、SPI、I2C、ADC等，这些接口使得主控单元能够轻松地与外部传感器和其他组件进行通信。为了满足智能鱼缸的长时间运行需求，STM32L431RCT6还提供了先进的电源管理模式，可在保证系统正常运行的同时显著降低功耗。在硬件层面，主控单元集成了多种传感器，包括但不限于溶解氧传感器、TDS传感器、温度传感器等，这些传感器持续监测鱼缸内的水质参数和环境条件。一旦这些传感器捕获到相关数据，它们会立即将数据发送给主控单元。主控单元通过内置的ADC转换器将模拟信号转换为数字信号，然后由STM32L431RCT6进行数据处理。基于这些数据，主控单元能够判断水质是否达到预设的标准，如果发现任何参数偏离了理想的范围，它会迅速采取行动，例如启动充氧泵增加水中氧气含量、激活自动换水机制以保持水质清洁，或者控制鱼缸壁自动清洁装置清除附着物等。除了处理传感器数据外，主控单元还需要与执行器进行交互，如控制充氧泵、自动换水系统和清洁装置等。这些执行器的驱动通常通过PWM（脉宽调制）信号来实现，而STM32L431RCT6提供了足够的PWM输出通道来支持这些操作。此外，主控单元还负责与用户界面进行交互，包括接收用户的设置指令并通过Wi-Fi或4G模块与远程服务器进行通信，以实现对智能鱼缸的远程监控和控制。为了确保系统的稳定性和安全性，主控单元还包括电源管理电路、看门狗定时器、实时时钟RTC等组件。电源管理电路确保即使在外部电源不稳定的情况下也能提供稳定的电压供应；看门狗定时器则在发生故障时复位系统，防止死锁情况的发生；实时时钟RTC则用于提供准确的时间基准，这对于定时任务和数据记录至关重要。主控单元不仅是一个数据处理中心，还是一个协调者，它连接了所有的传感器和执行器，并通过高效的算法和精确的控制逻辑确保智能鱼缸能够自动维持一个适宜鱼类生活的环境。通过这种方式，用户可以享受到更加轻松愉快的养鱼体验，同时确保鱼儿能够在一个健康稳定的环境中茁壮成长。3.2 传感器3.2.1 含氧量检测器含氧量检测传感器是智能鱼缸系统中非常重要的组成部分之一，它用于监测鱼缸中水体的溶解氧（Dissolved Oxygen, DO）含量。准确测量水中的溶解氧含量对于维持鱼缸内鱼类的健康至关重要，因为溶解氧水平直接影响到鱼类的呼吸和生存。下面详细介绍含氧量检测传感器的工作原理及其在本项目中的应用。含氧量检测传感器通常采用极谱法或光学法来进行测量。在本项目中，我们使用的是极谱法传感器，因为它在水体监测中广泛使用并且具有较高的准确性和稳定性。工作原理：极谱法含氧量检测传感器的工作原理基于电化学反应。这种传感器通常包含两个电极——参考电极和工作电极，以及电解液。工作电极（通常是铂或金制成的圆盘或线圈）浸没在水中，而参考电极（通常是银/氯化银电极）则与工作电极相连。电解液（通常是氯化钾溶液）用于在两电极之间形成电导通路。当传感器工作时，会在工作电极上施加一个恒定的电压（通常为0.6V到0.8V），这会在电极表面产生一个电流。在这个电压下，溶解在水中的氧气在工作电极上被还原，产生电子和离子。这一过程可以表示为：\[ \text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + 4e^- \rightarrow 4\text{OH}^- \]产生的电子流经外部电路到达参考电极，而在参考电极处，这些电子被消耗掉。因此，通过测量流过电路的电流大小，就可以推算出水体中溶解氧的浓度。电流与溶解氧浓度之间存在线性关系，这意味着电流的大小可以直接转化为溶解氧的浓度值。为了确保测量的准确性，含氧量检测传感器通常会配备温度补偿电路。这是因为水体中的溶解氧浓度会受到温度的影响，温度升高会导致溶解氧浓度下降。通过温度补偿，传感器可以校正温度变化对测量结果的影响，从而提供更准确的读数。在本项目中，含氧量检测传感器会持续监测鱼缸中的溶解氧含量，并将数据发送给主控单元STM32L431RCT6。主控单元会对这些数据进行处理，并根据设定的阈值来决定是否需要启动充氧泵来增加水中的溶解氧含量。此外，主控单元还会将这些数据上传至华为云IoT平台，以便用户通过手机应用实时监控鱼缸的含氧量，并在必要时采取措施。通过这种方式，含氧量检测传感器确保了鱼缸中的溶解氧水平始终处于适宜鱼类生存的最佳范围内，从而为鱼缸内的生物提供了一个健康稳定的居住环境。3.2.2 TDS值检测器TDS值检测器是智能鱼缸系统中的一个重要组成部分，用于监测水体中的总溶解固体（Total Dissolved Solids, TDS）含量。TDS值是指水中溶解的矿物质、盐分、金属离子等物质的总量，这些物质的存在会影响水质，进而影响鱼缸中鱼类的健康和生存。下面详细介绍TDS值检测器的工作原理及其在本项目中的应用。工作原理：TDS值检测器的工作原理基于电导率测量。水是一种导体，其导电性取决于其中溶解的离子的数量。一般来说，水中溶解的离子越多，水的电导率就越高。TDS值检测器通过测量水的电导率来间接估算其中的TDS含量。电导率与TDS含量之间存在近似线性的关系，因此可以通过测量电导率来推算出TDS值。具体过程：电导率测量：TDS值检测器通常包含一对电极，这两个电极被放置在待测水样中。当电流通过这两电极时，水中的溶解离子会携带电流从一个电极流向另一个电极。通过测量流过电极的电流强度，可以确定水的电导率。TDS值计算：由于水的电导率与其中的TDS含量成正比关系，TDS值检测器会根据预先标定的系数（即转换因子）将电导率转换为TDS值。转换因子通常是经验确定的，它考虑了水体中可能存在的不同类型的溶解固体。TDS值（mg/L）可以通过以下公式计算得出：\[ \text{TDS} = \text{电导率} \times \text{转换因子} \]转换因子可能因水质的不同而有所变化，因此对于特定的水体类型，最好使用经过标定的转换因子。温度补偿：水的电导率会随温度的变化而变化，温度升高时电导率也会增加。因此，TDS值检测器通常会配备温度传感器，用于测量水温并进行温度补偿。温度补偿有助于确保测量结果的准确性，即使在温度变化的情况下也能得到稳定的TDS值。在本项目中，TDS值检测器会持续监测鱼缸中的水质，并将数据发送给主控单元STM32L431RCT6。主控单元会对这些数据进行处理，并根据设定的阈值来决定是否需要启动自动换水系统来改善水质。此外，主控单元还会将这些数据上传至华为云IoT平台，以便用户通过手机应用实时监控鱼缸的TDS值，并在必要时采取措施。通过这种方式，TDS值检测器确保了鱼缸中的水质始终处于适宜鱼类生存的最佳范围内，从而为鱼缸内的生物提供了一个健康稳定的居住环境。3.2.3 温度传感器在本项目中使用的温度传感器是DS18B20防水探头，这是一种非常流行的数字温度传感器，广泛应用于各种需要精确温度测量的场合，包括智能家居、工业控制等领域。下面详细介绍DS18B20防水探头的工作原理及其在智能鱼缸系统中的应用。DS18B20防水探头的工作原理DS18B20是一种单线数字温度传感器，它通过一根数据线（加上电源和地线）与微控制器进行通信。这种传感器的优点在于它只需要一个数据引脚就能与微控制器通信，大大简化了硬件连接。DS18B20的温度测量范围通常为-55°C 至 +125°C，精度可达±0.5°C，非常适合用于需要精确温度控制的应用。通信协议DS18B20采用了1-Wire（一总线）通信协议，这意味着它可以通过一根数据线与微控制器进行数据交换。1-Wire协议不仅减少了所需的引脚数量，还支持在同一根线上连接多个DS18B20传感器，只需通过每个传感器唯一的序列号进行区分即可。内部结构DS18B20内部包含一个温度敏感元件和一个1-Wire通信接口。当温度发生变化时，温度敏感元件会产生相应的电信号变化，然后通过1-Wire接口将这些变化转换为数字信号发送给微控制器。测量过程初始化: 微控制器首先发送一个复位脉冲来初始化DS18B20，确保传感器处于准备状态。ROM序列号: 接下来，微控制器发送一个ROM命令来识别DS18B20的唯一序列号，这是为了区分同一总线上的多个DS18B20传感器。温度转换: 微控制器发送温度转换命令（如0x44），DS18B20开始进行温度测量。在测量过程中，传感器会将温度转换为数字信号，并将其存储在其内部寄存器中。读取温度: 微控制器发送读取命令（如0xBE），DS18B20将测量结果从内部寄存器中读出并发送给微控制器。数据处理: 微控制器收到的温度数据是以16位二进制格式存储的，通常需要进行简单的数学运算才能转换为摄氏度或华氏度的温度值。特点防水封装: 为了适用于鱼缸这种潮湿环境，DS18B20通常采用防水封装，确保传感器不会受到水分的影响。高精度: DS18B20的温度测量精度较高，可以满足智能鱼缸对温度控制的要求。低功耗: DS18B20在不进行温度测量时进入低功耗模式，这有助于延长电池寿命。在智能鱼缸系统中的应用在智能鱼缸系统中，DS18B20防水探头用于监测鱼缸内的水温。温度数据会被发送给主控单元STM32L431RCT6进行处理。主控单元根据接收到的温度数据，可以控制加热器的开启或关闭，以维持水温在适宜的范围内。此外，温度数据也会通过4G模块Air724UG上传至华为云IoT平台，用户可以通过智慧生活App实时查看鱼缸的温度，并根据需要设置恒温温度。通过这种方式，DS18B20防水探头确保了智能鱼缸系统能够准确地监测并控制水温，为鱼缸内的生物提供一个健康稳定的居住环境。3.4 通信模块Air724UG 4G模块是智能鱼缸系统中用于实现无线数据传输的关键组件之一，它主要用于将鱼缸系统收集到的数据通过4G网络发送到华为云IoT平台，同时也支持从云平台接收指令。下面详细介绍Air724UG 4G模块的工作原理及其在本项目中的应用。Air724UG 4G模块的工作原理Air724UG是一款高性能的4G LTE Cat.4模块，支持全球多个频段，能够在全球范围内提供可靠的4G连接。该模块采用Quectel的芯片组，具有体积小巧、功耗低的特点，适合嵌入式应用。1. 通信协议Air724UG模块支持多种通信协议，包括TCP/IP、UDP、FTP、HTTP等，这些协议使得模块能够与远程服务器进行高效的数据交换。此外，它还支持AT命令集，允许主控单元通过简单的文本命令控制模块的操作。2. 数据传输上行数据: 当鱼缸系统中的传感器收集到数据（如含氧量、TDS值、水温等）时，这些数据会被发送给主控单元STM32L431RCT6。数据处理: 主控单元会对数据进行初步处理，并将数据打包成适合传输的格式。下行数据: 主控单元通过串行接口（如UART）将打包后的数据发送给Air724UG模块。无线传输: Air724UG模块接收到数据后，会通过4G网络将数据发送到指定的服务器地址，即华为云IoT平台。3. 指令接收指令发送: 华为云IoT平台可以向Air724UG模块发送指令，例如要求改变鱼缸的某些设置或执行特定任务。指令处理: Air724UG模块接收到指令后，通过串行接口将指令转发给主控单元。执行指令: 主控单元根据接收到的指令执行相应的操作，比如开启加热器、启动充氧泵等。4. 网络连接Air724UG模块支持多种4G LTE频段，可以根据所在地区的网络条件自动选择最优的频段进行连接。它还支持自动重连功能，确保在网络信号不稳定的情况下也能保持稳定的连接。5. 电源管理Air724UG模块具有较低的功耗特点，适合长期运行的应用场景。模块还支持多种省电模式，可以在不需要传输数据时进入低功耗状态，从而节省电力。在智能鱼缸系统中的应用在本项目中，Air724UG 4G模块的主要作用是作为鱼缸系统与华为云IoT平台之间的通信桥梁。当鱼缸中的传感器检测到数据时，这些数据会被主控单元STM32L431RCT6收集并处理。处理后的数据随后被发送给Air724UG模块，该模块通过4G网络将数据上传至华为云IoT平台。用户可以通过智慧生活App查看这些数据，并根据需要发送指令来控制鱼缸系统的各项功能。此外，Air724UG模块还支持从华为云IoT平台接收指令，例如用户通过智慧生活App更改鱼缸的设置时，这些指令会被发送到模块，再由模块转发给主控单元执行相应的操作。通过这种方式，Air724UG 4G模块确保了智能鱼缸系统能够实现远程监控和控制，为用户提供了一个高度自动化的养鱼体验。

用ESP8266开发板，在公司用台式电脑调试，通过MQTT连接华为云平台成功，可以通过云端控制开发板的LED灯。回家换一台笔记本电脑和网络，就连接不上华为云，查找了两天，一直找不到什么原因，特来请教：1、开发板器材和接线都没变，在家里不行，回到公司重新写一下就可以了；2、ESP8266的代码除了连接WIFI口令密码有改变之外，其他都没变；3、Arduino IDE和PubSubClient等库文件的版本都相同；4、笔记本在家里用MQTT.fx软件可以正常连接到华为云；5、检查发现，程序在连接MQTT函数中进入循环体，无法连接成功，三元组、端口、地址肯定没有问题。//连接MQTT函数如下：void MQTT_Init(){  myclient.setServer(MQTT_Address,MQTT_Port);                  while(!myclient.connected())  {    myclient.connect(ClientId,Username,Password);  }   myclient.setCallback(callback);  boolean res = myclient.subscribe(Iot_link_MQTT_Topic_Commands);  if(res != true){     Serial.printf("mqtt subscribe topic [%s] fail\n", Iot_link_MQTT_Topic_Commands);  }  Serial.printf("mqtt subscribe topic [%s] ok\n", Iot_link_MQTT_Topic_Commands);  Serial.println("MQTT Connected OK!");}

 ​我在mqttfx里模拟设备间通信。mqttfx里可以收到消息，而python示例程序却收不到。难道是自定义topic就收不到吗？我试着在系统默认下发频道发消息，这样就能收到了。所以我直接在初始化时这里加上了我要订阅的自定义topic，和系统默认频道并列（如图注释处）：​但是这样终究不是正确的方法，然后我恍然大悟，想到了这个​是不是订阅太快了，还没connect就要订阅，导致订阅失败呢？我加了个sleep，然后果然好了。

使用广和通l610进行数据上报时，AT+HMPUB指令报错err:1，求助是什么原因，使用例程中的service id时可以上报成功，但是修改为自己的产品对应的service id和属性，就会报err:1；还想问一下，能够在哪里查看到所以err对应的原因？