STM32+移远MC20模块采用MQTT协议登录OneNet上传GPS数据

一、环境介绍

MCU:  STM32F103C8T6

GSM模块: 移远MC20 (MT2503D)（GSM+GPS共存）功能很强大

开发软件: Keil5

MQTT协议采用OneNet的旧版协议，登录OneNet控制台创建应用时要选择旧版本。

如果想使用新版本的标准MQTT协议连接OnetNet请参考这里:  https://blog.csdn.net/xiaolong1126626497/article/details/107385118

完整源代码下载:  https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/18245206

二、MC20模块

MC20模块采用联发科技最新推出的多功能通信定位芯片研制而成。它是一款集成LCC封装、四频段GSM/GPRS和先进算法GNSS引擎于一体的全功能通信模块，具有超小体积、低功耗、双卡单待等优势。MC20不仅内嵌丰富的网络协议（如 TCP、UDP、PPP、FTP、HTTP以及SSL），还集成了多星座卫星系统（如北斗、GPS、QZSS），因此能提供无线移动通信以及精准的导航定位功能。

除具备GSM/GPRS无线通信功能外，MC20模块还支持先进的GNSS技术。它集成了EPOTM（用户无需自设服务器，直接从MTK服务器获取EPO数据）、秒定等技术，能够实现快速首次定位。由于支持北斗、GPS、QZSS等多星座卫星系统解调算法，其定位更加精准，抗多路径干扰能力更强，比传统GPS模块具有更多优势。另外，MC20模块中内置LNA和低功耗算法：前者使其接收灵敏度提升至-149dBm；后者使其在低功耗模式（GLP Mode）下的耗流仅为正常工作模式的40%。

MC20模块较传统GSM+GNSS方案体积减少40%，使其在各种应用中占具更大优势。其主要应用领域为：可穿戴设备（智能手表）、宠物追踪、财产追踪及行车记录仪等等。

主要优势

● 超小体积： 18.7mm × 16.0mm × 2.1mm

● 多卫星导航系统： GPS/BeiDou/QZSS

● GNSS 接收机通道： 99 路捕获通道/33 路跟踪通道

● 支持多种 AGPS 技术，如 EASYTM 、EPOTM 、秒定等

● 内置 LNA 大大提升 GNSS 接收机灵敏度（-167dBm@跟踪模式）：可使用无源 GNSS 天线而无需任何外部低噪声放大器

● 支持增强型 GNSS 功能，如 SDK 命令、LOCUSTM 、AIC 和 GLP

● 多功能四频段 GSM模块： 850/900/1800/1900MHz

● 内嵌丰富网络协议： TCP/UDP/PPP/HTTP/FTP/SSL

● 支持语音、短信、QuecFOTATM 、双卡单待以及 OpenCPU 功能

● 支持蓝牙 V3.0 以及 SPP & HFP-AG 配置文件

三、代码功能

使用STM32F103C8T6 通过串口+AT指令控制MC20模块+MQTT协议，登录OneNet服务器上传GPS数据，LED控制（网页按钮控制开发板上的LED灯）。

四、核心代码

4.1 main.c

#include "stm32f10x.h"

#include "beep.h"

#include "delay.h"

#include "led.h"

#include "sys.h"

#include "usart.h"

#include

#include

#include "timer.h"

#include "mc20.h"

//网络协议层

#include "onenet.h"

//协议封装文件

#include "dStream.h"

//产品ID

char PROID[]="231174";

//鉴权信息

char AUTH_INFO[]="1234567890";

//设备ID

char DEVID[]="523369555";

//API KEY

char API_KEY[]="k6vtrrEd1H7UMddiF3DzripS47w=";

//缓冲区

char onenet_http_cmd[1024];

//服务器IP地址

#define TCP_SERVER_IP_ADDR "183.230.40.39"

//服务器端口号

#define TCP_SERVER_PORT 6002

//数据流结构

DATA_STREAM data_stream[1]=

{

{"gps","88.88",TYPE_JSON,1},

};

/*

STM32开发板接线说明：

STM32 MC20

3.3V ------> V_IO

GND <-----> GND

PA3 <------ GSM_TX

PA2 ------> GSM_RX

*/

int main()

{   

u32 time_cnt=0;

u32 cnt=0;

double Longitude; //经度

double latitude;  //纬度

LED_Init();

  BEEP_Init();

USART_X_Init(USART1,72,115200);

  TIM2_Init(72,20000); //辅助串口2接收，超时时间为20ms

  USART_X_Init(USART2,36,9600); //连接着MC20(GPS+GPRS)

printf("串口准备就绪.....rn");

DelayMs(500);

printf("程序修改时间: %srn",__TIME__);

  while(1)

  {

u8 stat;

/*初始化MC20,并连接到指定服务器*/

MC20_InitConnect(TCP_SERVER_IP_ADDR,TCP_SERVER_PORT);

/*登录OneNET服务器，上线设备*/

stat=OneNet_DevLink();

if(stat)printf("ERROR:%d,接入OneNET失败:%drn",stat,cnt++);

else break; //登录成功

LED1=!LED1;

     delay_ms(200); 

break;//失败也退出继续运行下面代码

  }

printf("6. OneNET服务器登录成功!rn");

delay_ms(100);

while(1)

{ 

/*6. 向OneNet服务器5秒发送一次数据*/

time_cnt++;

DelayMs(1);

if(time_cnt>=5000)

{

time_cnt=0;

/*获取一次GPS输出的经纬度信息*/

switch(MC20_GetGPS_Data(&Longitude,&latitude))

{

case 0: printf("经度:%f,纬度:%frn",Longitude,latitude); break;

case 1: printf("ERROR:GPS数据接收失败!rn"); break;

case 2: printf("ERROR:GPS定位数据解码失败!<请将GPS拿到空旷位置定位>rn"); break;

}

//组装数据格式

  sprintf(onenet_http_cmd,"{"lon":%f,"lat":%f}",Longitude,latitude);

    data_stream[0].dataPoint=onenet_http_cmd; //赋值GPS数据

          //向云端发送数据流

          OneNet_SendData(FORMAT_TYPE1,DEVID,API_KEY,data_stream,1);

}

/*实时接收MC20收到的数据,进行解析*/

     if(USART2_RX_FLAG)

     {

         USART2_RX_BUFF[USART2_RX_CNT]='';

  printf("USART2_RX_BUFF=%srn",USART2_RX_BUFF); //向串口打印信息

   //解析平台返回的数据

         OneNet_RevPro(USART2_RX_BUFF);

         USART2_RX_CNT=0;

         USART2_RX_FLAG=0;

         memset(USART2_RX_BUFF,0,sizeof(USART2_RX_BUFF));

     }

}

}

4.2  mc20.c

#include "mc20.h"

/*

函数功能:向MC20模块发送指令

函数参数:

char *cmd  发送的命令

  char *check_data 检测返回的数据

返回值: 0表示成功 1表示失败

*/

u8 MC20_SendCmd(char *cmd,char *check_data)

{

   u16 i,j;

   for(i=0;i<5;i++) //测试的总次数

   {

      USART2_RX_FLAG=0;

      USART2_RX_CNT=0;

memset(USART2_RX_BUFF,0,sizeof(USART2_RX_BUFF));

USART_X_SendString(USART2,cmd); //发送指令

      for(j=0;j<500;j++) //等待的时间(ms单位)

      {

          if(USART2_RX_FLAG)

          {

              USART2_RX_BUFF[USART2_RX_CNT]='';

              if(strstr((char*)USART2_RX_BUFF,check_data))

              {

                  return 0;

              }

              else break;

          }

          delay_ms(10); //一次的时间

      }

   }

   return 1;

}

/*

函数功能:  MC20初始化检查

*/

u8 MC20_InitCheck(void)

{

return MC20_SendCmd("ATrn","OKrn");

}

/*

函数功能: 开启GPS功能

返 回 值：0表示成功  1表示失败

*/

u8 MC20_StartGPS(void)

{

//先判断GPS功能是否启动

if(MC20_SendCmd("AT+QGNSSC?rn","+QGNSSC: 1")) 

{

//没有启动就启动GPS功能

if(MC20_SendCmd("AT+QGNSSC=1rn","OKrn"))

{

return 1;  //GPS功能启动失败

}

}

return 0;

}

/*

函数功能：从buf里面得到第cnt个逗号所在的位置

返 回 值：0~254,代表逗号所在位置的偏移.

255,代表不存在第cnt个逗号

*/

u8 GPS_GetCommaOffset(char *buf,u8 cnt)

{

char *p=buf;

while(cnt)

{

if(*buf=='*'||*buf<' '||*buf>'z')return 255;//遇到'*'或者非法字符,则不存在第cx个逗号

if(*buf==',')cnt--;

buf++;

}

return buf-p; //计算偏移量

}

/*

函数功能: 获取GPS经纬度数据值

函数参数:

        double *Longitude  :经度

        double *latitude   :纬度

返回值: 0表示定位成功,1表示定位失败

说明: 解析$GNRMC命令，得到经纬度

$GNRMC,023705.000,A,2842.4164,N,11549.5713,E,1.73,91.65,150319,,,A*41

转换公式示例:

经度： dddmm.mmmm 东经 11408.4790 114+(08.4790/60)=114.141317

纬度： ddmm.mmmm 北纬 2236.9453 22+(36.9453/60)= 22.615755

*/

u8 GPS_GNRMC_Decoding(char *gps_buffer,double *Longitude,double *latitude)

{

    u8 Offset;

    u32 int_data;

    double s_Longitude,s_latitude;

    char *p;

    /*1. 确定下定位是否成功*/

    p=strstr(gps_buffer,"$GNRMC");

    if(!p)return 1;

    Offset=GPS_GetCommaOffset(p,2);

    if(Offset==255)return 2;

    if(*(p+Offset)!='A')return 3; //定位不准确

    /*2. 得到纬度*/

    Offset=GPS_GetCommaOffset(p,3);

    if(Offset==255)return 4;

    sscanf(p+Offset,"%lf",&s_latitude);

    s_latitude=s_latitude/100;

    int_data=s_latitude;//得到纬度整数部分

    s_latitude=s_latitude-int_data;//得到纬度小数部分

    s_latitude=(s_latitude)*100;

    *latitude=int_data+(s_latitude/60.0); //得到转换后的值

/*3. 得到经度*/

    Offset=GPS_GetCommaOffset(p,5);

    if(Offset==255)return 5;

    sscanf(p+Offset,"%lf",&s_Longitude);    

    s_Longitude=s_Longitude/100;

    int_data=s_Longitude;//得到经度整数部分

    s_Longitude=s_Longitude-int_data; //得到经度小数部分

    s_Longitude=s_Longitude*100;

    *Longitude=int_data+(s_Longitude/60.0);   

    return 0;

}

/*

函数功能: 获取一次GPS经纬度数据

函数参数:

        double *Longitude  :经度

        double *latitude   :纬度

返回值: 0表示定位成功,1表示数据接收失败,2表示定位失败

*/

u8 MC20_GetGPS_Data(double *Longitude,double *latitude)

{

/*1. 发送获取GPS数据的指令*/

if(MC20_SendCmd("AT+QGNSSRD="NMEA/RMC"rn", "OKrn"))return 1;

/*2. 对GPS数据进行解码*/

if(GPS_GNRMC_Decoding((char *)USART2_RX_BUFF,Longitude,latitude))return 2;

//解码成功

return 0; 

}

/*

函数功能: 连接服务器

函数参数:

        char *server_ip  服务器IP地址  

u16 port  服务器端口号

返回值: 0表示连接成功,1表示连接失败

*/

u8 MC20_Connect_TCP_Server(char *server_ip,u16 port)

{

char send_buf[100]={0};

sprintf(send_buf,"AT+QIOPEN="TCP","%s","%d"rn",server_ip,port);

//连接至服务器

if(MC20_SendCmd(send_buf, "CONNECT"))

{

return 1; //连接失败

}

return 0; //连接成功

}

/*

函数功能: 向服务器发送数据

函数参数: 

u8 *buffer 发送的数据

u32 len  发送的长度

返 回 值: 0表示发送成功,1表示准备发送失败，2表示数据发送失败

*/

u8 MC20_ClientSendData(u8 *buffer,u32 len)

{

  char send_buf[2];

  /*1. 准备发送数据*/

if(MC20_SendCmd("AT+QISENDrn",">"))

{

printf("AT+QISEND->ERROR Info:%srn",USART2_RX_BUFF);

return 1; 

}

/*2. 开始发送数据*/

USART_X_SendData(USART2,buffer,len);

delay_ms(20);

/*3. 发送结束符*/

send_buf[0] = 0x1a;

send_buf[1] = '';

if(MC20_SendCmd(send_buf,"OKrn"))

{

printf("发送结束符->ERROR Info:%srn",USART2_RX_BUFF);

return 2;

}

return 0;

}

/*

函数功能: MC20初始化检查并连接至服务器 

*/

#include "led.h"

void MC20_InitConnect(char *server_ip,u16 port)

{

/*1. MC20模块初始化检查*/

while(MC20_InitCheck())

{

LED1=!LED1;

printf("ERROR:MC20模块初始化检查失败!rn");

delay_ms(100);

}

printf("1. MC20模块初始化成功!rn");

delay_ms(100);

/*2. 查询是否有PIN码锁定*/

while(MC20_SendCmd("AT+CPIN?rn","READY"))

{

LED1=!LED1;

printf("ERROR:PIN码锁定检查失败!rn");