概述
前言：
这是大四上学期做的物联网实验，总共4个实验，这是第4个，也是最难的一个，当然大部分程序是我的老师编写的，我只是跟着实验指导书做出来的，希望可以帮到大家。
1. 系统工作原理
温湿度感知节点（Client），实时采集温湿度数据，然后通过WiFi模块，以TCP协议
将采集数据实时无线传输给服务端（Server）；服务端将接收到的温湿度数据存于数据库
中；用户终端（User）从服务端获取实时采集和历史数据，用以监测、分析、查询等应
用。
2. 系统 设计
用户应用程序界面如图所示。
服务器界面：
使用串口助手看数据：
如果不写服务器程序和用户应用程序，也可以使用串口助手来观察数据
操作方法如下：
- 打开串口调试工具SSCOM，如下图所示。
- 实验以开发板作为客户端（Client），以电脑作为服务器端（Server）。所以，在SSCOM中，端口号选择TCPServer，服务器IP（本地IP）、端口设置与main函数中的一致。
- 按下SSCOM“侦听”按钮，若系统显示“已连接”，表明开发板已经建立了与服务器端的TCP连接，则可以看到温湿度的实时监测数据，。
终端设备：
主要用到的元器件有：
STM32F103C8T6、ESP8266、DHT11、DS18B20、ST-LINK下载器、方口数据线
3. 程序编写
STM32部分源码：
这部分代码太多了，只给出主函数的代码。
#include "filelib.h"
int main(void)
{
char *sendtxt = (char*)malloc(48);
strcpy(P_data.wifi_ssid,"XIAOCHUN"); //设置连接WiFi名称
strcpy(P_data.wifi_psd,"3118003167"); //设置连接WiFi密码
strcpy(P_data.wifi_ip,"192.168.43.217"); //设置连接服务器IP
strcpy(P_data.wifi_port,"12345"); //设置连接服务器端口
ESP8266_Init (); //初始化ESP8266
DHT11_GPIO_Config();
DS18B20_Init();
macESP8266_CH_ENABLE(); //使能ESP8266
ESP8266_AT_Test(); //检测ESP8266的AT是否启动(若10次测试失败，则结束程序运行)
ESP8266_Net_Mode_Choose(STA); //设置wifi模块为STA模式
//连接wifi
while (!ESP8266_JoinAP(P_data.wifi_ssid, P_data.wifi_psd))
{
//连接wifi失败，重连
}
ESP8266_Enable_MultipleId(DISABLE); //关闭WiFi多连接
//连接到远程服务器
while (!ESP8266_Link_Server(enumTCP, P_data.wifi_ip, P_data.wifi_port, Single_ID_0))
{
//连接服务器失败，重连
}
while (!ESP8266_UnvarnishSend()) ; //开启穿透模式
while(1)
{
Delay_ms(1500); //每隔1500ms获取一次温湿度
//Dev_data.temp = readtemp(); //获取温度
Dev_data.temp =DS18B20_GetTemperture();
sprintf(sendtxt,"%s%.2f%s","温度：",Dev_data.temp,"℃");
ESP8266_SendString ( ENABLE,sendtxt,0, Single_ID_0 ); //发送温度值到服务器
Dev_data.humi = Get_Humi_Value(); //获取湿度
sprintf(sendtxt,"%s%u%s","湿度：",Dev_data.humi,"%RH");
ESP8266_SendString ( ENABLE,sendtxt,0, Single_ID_0 ); //发送温度值到服务器
// ESP8266_SendString ( ENABLE, "Welcome!rn", 0, Single_ID_0 ); //发送湿度值到服务器
}
}
服务器源码：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#if defined(_WIN32) || defined(_WIN64) //为了支持windows平台上的编译
#include <windows.h>
#endif
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<iostream>
#include<winsock.h>
#include "mysql.h" //该文件在…mysql-8.0.18-winx64include下
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
using namespace std;
void initialization();
int main() {
//以下是MySQL数据库操作程序
MYSQL mysql, * sock; //声明MySQL的句柄
const char* host = "localhost"; //数据库服务器IP
const char* user = "root"; //连接MySQL的用户名
const char* passwd = "123456"; //连接MySQL的用户密码
const char* db = "iotdatabase"; //连接数据库的名字
unsigned int port = 3306; //这是MySQL的服务器的端口，如果没有修改过的话就是3306
const char* unix_socket = NULL; //unix_socket这是unix下的，在Windows下把它设置为NULL
unsigned long client_flag = 0; //这个参数一般为0
char query_str[200]; //MySQL命令字符串
mysql_init(&mysql); //连接数据库之前必须使用初始化函数进行初始化
//连接MySQL
if ((sock = mysql_real_connect(&mysql, host, user, passwd, db, port, NULL,0 )) == NULL) //unix_socket client_flag
{
cout << "连接mysql失败" << endl;
exit(1); //exit(0);正常的关闭所有程序; exit(1):有错误的关闭所有程序
}
//以下是Socket通信服务端程序
int recv_len = 0; //定义长度变量
int len = 0;
//定义服务端套接字，接受请求套接字
SOCKET s_server;
SOCKET s_accept;
//服务端地址客户端地址
SOCKADDR_IN server_addr;
SOCKADDR_IN accept_addr;
//initialization();
//填充服务端信息
server_addr.sin_family = AF_INET; //协议簇类型：TCP/IP–IPv4
server_addr.sin_addr.S_un.S_addr = inet_addr("192.168.43.217"); //服务器IP 192.168.43.217
server_addr.sin_port = htons(12345); //服务器端口
//初始化套接字
WORD w_req = MAKEWORD(2, 2); //版本号
WSADATA wsadata;
int err;
err = WSAStartup(w_req, &wsadata); //初始化套接字
if (err != 0) {
WSACleanup(); //中止套接字
}
//创建套接字
s_server = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); //SOCK_STREAM—TCP流
//SOCK_DGRAM—UDP数据报；SOCK_RAW—原始套接字
if (bind(s_server, (SOCKADDR*)&server_addr, sizeof(SOCKADDR)) == SOCKET_ERROR) {
WSACleanup();
cout << "失败" << endl;
}
else {
cout << "套接字绑定成功！" << endl;
cout << "IP：192.168.43.217" << endl;
cout << "端口：12345" << endl;
}
//设置套接字为监听状态
if (listen(s_server, SOMAXCONN) < 0) {
cout << "设置监听状态失败！" << endl;
WSACleanup();
}
else {
cout << "设置监听状态成功！" << endl;
}
cout << "服务端正在监听连接，请稍候...." << endl;
//接受连接请求
len = sizeof(SOCKADDR);
s_accept = accept(s_server, (SOCKADDR*)&accept_addr, &len);
if (s_accept == SOCKET_ERROR) {
cout << "连接失败！" << endl;
WSACleanup(); //释放DLL资源
return 0;
}
cout << "连接建立，准备接受数据" << endl;
//接收数据
while (1) {
char recv_buf[100] = { " " }; //定义接受缓冲区，并赋初值Null
recv_len = recv(s_accept, recv_buf, 100, 0); //接收数据长度
if (recv_len < 0) {
cout << "接受失败！" << endl;
break;
}
else {
//获取温湿度数据 数据格式：温度数据 + 湿度数据 #
char* p1 = NULL;
char* p2 = NULL;
char* p3 = NULL;
//分割字符串安全函数,这个函数将剩余的字符串存储在buf变量中，而不是静态变量中，从而保证了安全性。
//char *strtok_s( char *strToken, const char *strDelimit, char **buf);
string tempData = strtok_s(recv_buf, "+", &p2);
string humiData = strtok_s(p2, "#", &p3);
//获取采集时间
char str[50];
SYSTEMTIME st; //系统时间变量
GetLocalTime(&st); //获得系统时间
sprintf(str, "%u-%u-%u %u:%u:%u",st.wYear, st.wMonth, st.wDay, st.wHour, st.wMinute, st.wSecond);
string datetimeDA = str; //将采集时间转换为字符串
//拼接MYSQL查询命令字符串
string sql = "insert into acquisitiondata(tempData,humiData,datetimeDA) values ('" + tempData + "','" + humiData + "','" + datetimeDA + "')";
strcpy_s(query_str, sql.c_str());
//将采集的温湿度插入MySQL数据表acquisitiondata
mysql_real_query(&mysql, query_str, strlen(query_str)); //执行由query_str指向的SQL查询
cout << "将采集的温湿度插入MySQL数据表acquisitiondata" << endl;
}
}
//关闭服务端套接字
closesocket(s_server);
closesocket(s_accept);
//释放DLL资源
WSACleanup();
return 0;
}
void initialization() {
//初始化套接字库
WORD w_req = MAKEWORD(2, 2);//版本号
WSADATA wsadata;
int err;
err = WSAStartup(w_req, &wsadata);
if (err != 0) {
cout << "初始化套接字库失败！" << endl;
}
else {
cout << "初始化套接字库成功！" << endl;
}
//检测版本号
if (LOBYTE(wsadata.wVersion) != 2 || HIBYTE(wsadata.wHighVersion) != 2) {
cout << "套接字库版本号不符！" << endl;
WSACleanup();
}
else {
cout << "套接字库版本正确！" << endl;
}
}
用户程序源码：
using System.Windows;
using MySql.Data.MySqlClient;
using System.Data;
using System.Linq;
using System.Threading;
namespace UserApp
{
/// <summary>
/// MainWindow.xaml 的交互逻辑
/// </summary>
public partial class MainWindow : Window
{
public MainWindow()
{
InitializeComponent(); //窗体界面定义初始化
string connectionString = "server=localhost;port=3306;database=iotdatabase;charset=utf8;user id=root;password=123456;pooling=false;";//MySQL数据库连接字符串
MySqlConnection conn = new MySqlConnection(connectionString); //连接MySQL数据库
conn.Open(); //打开连接
DataTable dt = new DataTable(); //定义数据表
string sqlstring = "SELECT * from acquisitiondata where numRecord = (SELECT max(numRecord)FROM acquisitiondata)"; //查询实时数据命令字符串
MySqlCommand cmd = new MySqlCommand //定义MySQLCommand对象
{
Connection = conn,
CommandText = sqlstring,
CommandType = CommandType.Text
};
SynchronizationContext _syncContext = SynchronizationContext.Current;
Thread LogThread = new Thread(new ThreadStart(DoService)); //定义线程
LogThread.IsBackground = true; //设置线程为后台线程
LogThread.Start(); //开启线程
void DoService()
{
while (true)
{
MySqlDataAdapter da = new MySqlDataAdapter(cmd); //获取实时数据
da.Fill(dt); //将数据填充到数据表dt
DataRow dr_last = dt.AsEnumerable().Last();
_syncContext.Post(SetTextBox1, dr_last[1].ToString()); //通过线程更新txBoxTemp
_syncContext.Post(SetTextBox2, dr_last[2].ToString()); //通过线程更新txBoxHumi
_syncContext.Post(SetTextBox3, dr_last[3].ToString()); //通过线程更新txBoxTime
Thread.Sleep(1000);
}
}
void SetTextBox1(object text)
{
txBoxTemp.Text = text.ToString(); //更新txBoxTemp
}
void SetTextBox2(object text)
{
txBoxHumi.Text = text.ToString(); //更新txBoxHumi
}
void SetTextBox3(object text)
{
txBoxTime.Text = text.ToString(); //更新txBoxTime
}
}
private void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
//查询按钮
string connectionString = "server=localhost;port=3306;database=iotdatabase;charset=utf8;user id = root; password = 123456; pooling = false; ";
MySqlConnection conn = new MySqlConnection(connectionString); //连接MySQL数据库
conn.Open(); //打开连接
DataTable dt = new DataTable(); //定义数据表
string sqlstring = "SELECT * FROM acquisitiondata;"; //查询所有记录命令字符串
MySqlCommand cmd = new MySqlCommand(); //定义MySQLCommand对象
cmd.Connection = conn;
cmd.CommandText = sqlstring;
cmd.CommandType = CommandType.Text;
MySqlDataAdapter da = new MySqlDataAdapter(cmd);
da.Fill(dt); //将数据填充到数据表dt
dataGridViewTH.ItemsSource = dt.DefaultView; //dataGridViewTH绑定数据表dt
conn.Close(); //关闭数据库连接
}
private void BtnClear_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
{
//清空按钮
string connectionString = "server=localhost;port=3306;database=iotdatabase;charset=utf8;user id = root; password = 123456; pooling = false; ";
MySqlConnection conn = new MySqlConnection(connectionString); //连接MySQL数据库
conn.Open(); //打开连接
DataTable dt = new DataTable(); //定义数据表
string sqlstring = "TRUNCATE acquisitiondata;"; //TRUNCATE TABLE 删除表中的所有行，而不记录单个行删除操作
MySqlCommand cmd = new MySqlCommand(); //定义MySQLCommand对象
cmd.Connection = conn;
cmd.CommandText = sqlstring;
cmd.CommandType = CommandType.Text;
MySqlDataAdapter da = new MySqlDataAdapter(cmd);
da.Fill(dt); //将数据填充到数据表dt
dataGridViewTH.ItemsSource = dt.DefaultView; //dataGridViewTH绑定数据表dt
conn.Close(); //关闭数据库连接
}
private void txBoxTime_TextChanged(object sender, System.Windows.Controls.TextChangedEventArgs e)
{
//采集时间框
}
private void TextBox_TextChanged(object sender, System.Windows.Controls.TextChangedEventArgs e)
{
//温度数据框
}
private void txBoxHumi_TextChanged(object sender, System.Windows.Controls.TextChangedEventArgs e)
{
//湿度数据款框
}
}
}
最后：
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最后
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