摘  要

 

在物联网技术发展越来越快的今天，数以亿计的物联网设备通过Internet相互连接，组成庞大的物联网系统，满足了人们对生活的智能化、多样化的要求。更随着5G移动通信技术和Bluetooth，Wi－Fi等近距离无线通信技术的发展，物联网设备可以实现低延时的信息传输和局域网下设备智能管理。协议作为通信双方都需要遵从的规则，在互联网通信中起着至关重要的作用，现今，针对于物联网通信，TCP/IP协议作为互联网通信协议的基础，衍生出了HTTP、DDS、MQTT等主流的物联网通信协议。其中MQTT协议是基于客户端/代理服务器模型的发布/订阅的消息传输协议，MQTT协议是轻量的、易于实现的，它为低带宽网络设备提供简单低功耗的通信，这些特点使它在海量设备入网的现阶段得到广泛的应用。

STM32单片机芯片，因价格低廉、外设资源丰富、网络学习资源众多得到许多硬件开发者的青睐，也是物联网设备厂商的不二之选。本论文设计以STM32F103RCT6 芯片为例，探索实现MQTT协议，让stm32设备当作客户端设备，在之上实现客户端代码。设计一种基于 MQTT 协议的STM32物联网数据采集控制系统。STM32客户端通过 MQTT 协议将采集到的传感器数据发送到 MQTT 代理服务器，然后手机APP客户端订阅了对应的特定的消息主题，就可以收到相应的传感器数据。同时，手机APP客户端也可发布消息实现对STM32客户端的相关模块控制。

 

关键词：物联网IOT，MQTT，TCP/IP，STM32

目  录

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 课题研究背景 1

1.3 物联网系统的国内外研究现状 1

第二章 基于STM32的MQTT协议移植系统说明 3

2.1 设计思路 3

2.2 系统框架 3

2.2.1 系统逻辑框架图 3

2.2.2 系统硬件框架图 5

2.3 硬件搭建 5

2.3.1 芯片介绍 5

2.3.2 模块与驱动代码 5

第三章 系统功能实现 8

3.1 实验环境 8

3.2 STM32客户端MQTT控制报文与代码实现 8

3.2.1 CONNECT 与CONNACK报文 9

3.2.2 PUBLISH 与PUBACK报文 11

3.2.3 SUBSCRIBE 与SUBACK报文 12

3.2.4 其他报文部分简述 13

3.3 手机客户端APP实现与服务端配置 13

3.3.1 APP客户端的界面 13

3.3.2 APP应用逻辑设计 13

3.3.3 代理服务器端配置 14

3.4 设计实体功能测试 14

3.4.1客户端连接服务器测试 14

3.4.3手机APP客户端的指令发送测试 15

3.4.4设计整体功能稳定性测试 15

第四章 总结与展望 16

4.1 设计成果总结 16

4.1.1设计成品模型展示 16

4.1.2系统资源详解 16

4.1.3实现功能说明 17

4.1.4应用场景举例 17

4.2未来展望 18

参考文献 19

致  谢 20