3分钟打造手机APP远程空气质量监测应用（STM32L432 Nucleo）

降低IoT开发门槛是机智云的不懈追求，所以机智云先后推出自助开发平台、MCU代码自动生成器、APP在线生成器、D3规则引擎等工具，不断延伸物联网生态，兼容不同系列的MCU产品，适配STM32cubemx，大大简化 MCU 开发，降低门槛。 
 

 

本文以程空气质量监测应用为例，讲解STM32接入机智云，通过STM32CubeMX 图形化配置工具生成 MCU 工程，然后只需编写几个简单的接口，即可将机智云自助生成的 STM32 方案工程里面的设备协议移植过来，这样可以十分方便的将其它型号 STM32 微控制 器连上机智云，开发智能产品。  

 

本文的读者对象需要掌握的是： 

1.   知道如何利用机智云自助开发生成 MCU 工程；2.   知道如何利用 STM32CubeMX 配置外设，生成 STM32 工程；3.  其它如开发工具 Keil，串口调试助手，STLINK，STM32CubeMX 等软件的安装使用教程这里不会赘述，新手可前往机智云开发者社区参考前期教程；

 

通过本文读者将学会：

1．如何把机智云生成的协议移植到 STM32CubeMX 生成的工程； 2.  ADC（模数转换器）的使用； 3．GPIO 的使用； 4 . 非阻塞长短按键程序的移植； 5．简单的物联网应用开发流程；

 

先来张全家福：

视频请戳：

http://player.youku.com/player.php/sid/XMTc3MzA1NTk1Mg==/v.swf

 

本文使用的硬件为：

 

软件工具为： 

1．STM32CubeMX V4.16.1； 2．机智云自助开发平台； 3．串口调试助手； 4 . Keil V5.21.1.0;
 

 

01云端准备
 

我们这里演示的是一个简单的远程空气质量监测应用，即微控制器采集空气质量传感器的数据，通过 WIFI 上报到机智云服务器，然后我们通过手机端 APP 即可远程查看监测值。

 

我们先在机智云自助开发平台建立数据点并生成一个 MCU 方案 STM32 工程。

注：机智云自助开发平台 dev.gizwits.com

具体步骤请参考请参考 http://club.gizwits.com/thread-3546-1-1.html

 

通过对机智云的了解，我们知道，以下几个是必须的： 

配置 WIFI 模块入网方法和触发方式；

为了和生成的测试 APP 配合，我们一般选择长按 Key2，RGB 绿灯亮起作为提示；

一个串口用于打印日志，方便调试，波特率没有要求；另一个串口（实现中断接收和写）用于和 WIFI 模组通信，波特率要求为 9600，其它参数后文给出；

 MCU 需要一个定时器，1ms 中断作为心跳；上面红色的文字是实现任意 MCU 通过 WIFI 模块连接机智云所必须的。

 

02硬件准备

 

STM32L432 Nucleo-32 开发板是 Nucleo-32 系列开发板中最新的一款，它采用了STM32L432KC6 微控制器，除了具有良好的性能外，还支持超低功耗，板载 STlink 仿真器。

 

根据 STM32 Nucleo-32 原理图，USART2（PA2 为 USART2_TX，PA15 为 USART2_RX）与板载仿真器连接，因此我们将它作为调试打印日志用。

 

 

这里 MQ-135 空气质量传感器 A0 输出电压值代表了空气质量状况，我们使用 ADC 来采集这个电压值。

 

 

按键使用 2 个，由于 STM32 GPIO 内部可配置上拉输入模式，因此无需额外的上拉电阻，我们使用最简单的方法，GPIO 输入检测到低电平表示按键按下。三色 LED 为共阴极 LED，采用 GPIO 输出高电平点亮的接线方式，限流电阻取 510 欧姆。

 

最终我们使用的外设如下：

03移植开始

 

3.1、首先来看 STM32CubeMX 的配置。

STM32CubeMX 生成的 PDF 报表详细描述了工程的配置信息，限于篇幅这里就不贴图了，

具体可查阅原文附件文档：

Nucleo-L432KCU6-Gokit-STM32CubeMX 配置报表.pdf

原文地址：club.gizwits.com/thread-3876-1-1.html

 

这里解释以下几个关键的配置：

a) 选择的微控制器型号为 STM32L432KCU6，这里大家根据实际选用的型号选择即可；b) 本板卡没有焊接外部高速晶振，因此选择的是内部晶振，倍频后，系统时钟为80MHz，这里时钟配置和我们后面配置定时器有关；c) 开启定时器 7，将作为按键扫描用，配置为 1ms 中断，定时器 7 时钟为f=80MHz/( Prescaler+1),向上计数模式，计数到（ARR+1），进入中断；d) 开启定时器 6，将作为心跳用，配置为 1ms 中断，定时器 6 时钟为f=80MHz/( Prescaler+1),向上计数模式，计数到（ARR+1），进入中断；e) 串口 2 选择 Asynchronous 模式，将作为打印日志调试用。配置为 115200 波特率、8位数据、无校验、1 位停止位，数据传输方向为发送和接收双向（PS：其实这里只用到了 TX）；f) 串口 1 选择 Asynchronous 模式，将作为和 WIFI 模组通信用。参数需要符合机智云串口通信协议规定：即 9600 波特率、8 位数据、无校验、1 位停止位；另外和 WIFI 模组通信的串口 1 需要配置为中断接收；g) PB3 是板卡上的翠绿色 LED，给它添加标签 LED3；h) PB0 和 PA12 是连接了按键，配置为上拉输入模式，给它添加标签 Key1,Key2; i) 开启模数转换器 ADC1，通道 5 对应的 GPIO 是 PA0，配置为 Analog mode 并开启DMA 传输，传输方向是外设到内存且地址不自增，字长为 word；

 

3.2．工程文件的添加和修改

工程文件的添加和修改内容主要是：

按键驱动的移植；1ms 定时心跳的移植；串口读写的移植；工程框架的移植；

 

移植步骤参考：club.gizwits.com/thread-3641-1-1.html

 

下面简单解释下应用程序部分，即 ADC DMA 方式采集模拟电压信号：

 

我们在 main.c 文件定义全局变量 ADC_ConvertedValue 存放 ADC 数据寄存器读取值，ADC_ConvertedValueLocal 为换算的电压值，由于参考电压为 3.3V，ADC 精度为 12bit，

计算公式如下：

ADC_ConvertedValueLocal =ADC_ConvertedValue)*3.3/4095;

 

 

初始化完成后调用 HAL_ADC_Start_DMA（）启动 ADC，使用 ADC 的好处是无需 CPU干预，减少 CPU 负担。

 

 

在 main.c 里定义一个 ADC 转换完成回调函数，里面重新启动 ADC 转换。

 

在 userHandle()接口里面把 ADC 采集的数值赋值给 airQuality 字段即可，当然这里可以加上一些数据处理，转换代码。

 

接下来就是调试了，关于如何在机智云自助开发平台生成 STM32 工程和测试 APP 以及配置入网步骤，这里不再赘述，不清楚的请参考：

http://club.gizwits.com/thread-3546-1-1.html 

http://club.gizwits.com/thread-3550-1-1.html 

http://club.gizwits.com/thread-3572-1-1.html