• ESP8266 WiFi物联网智能插座—下位机软件实现

    目录

    1、软件架构

    2、开发环境 

    3、软件功能

    4、程序设计

    4.1、初始化

    4.2、主循环状态机

    4.3、初始化模式

    4.4、配置模式

    4.5、运行模式

    4.6、重启模式

    4.7、升级模式

    5、程序功能特点

    5.1、日志管理

    5.2、数据缓存队列

    本篇博文开始讲解下位机插座节点的MCU软件程序是如何实现。

    1、软件架构

    下位机软件架构采用前后台控制系统，使用状态机思维实现程序设计。

    2、开发环境 

    开发环境使用Arduino IDE，IDE安装过程可参见：https://handsome-man.blog.csdn.net/article/details/121195905

    智能插座的控制器是ESP8266，需要在IDE中安装该开发包，如下图所示：

    3、软件功能

    下位机软件整功能如下图所示：

    4、程序设计

    4.1、初始化

    节点上电后会执行初始化，初始化程序顺序执行，代码如下所示：

    1.   Init_Log();
    2.   Log.verboseln("config start!");
    3.  
    4.   Log.verboseln("init IO");
    5.   Init_IO();
    6.   Log.verboseln("IO OK!");
    7.  
    8.   Log.verboseln("init EEPROM");
    9.   Init_EEPROM();
    10.   if(Device_VariableInitial(MODE1) == STATUS_SUCCESS)
    11.   {
    12.     Log.verboseln("EEPROM OK!");
    13.   }
    14.   else
    15.   {
    16.     Log.errorln("EEPROM ERROR!");
    17.   }
    18.   
    19.   Log.verboseln("init data queue");
    20.   Init_queue();
    21.   Log.verboseln("data queue OK!");
    22.   
    23.   Log.verboseln("init WiFi and server");
    24.   if(Init_WIFI() == STATUS_SUCCESS)
    25.   {
    26.     Log.verboseln("WiFi and server OK!");
    27.   }
    28.   else
    29.   {
    30.     Log.errorln("WiFi and server ERROR!");
    31.   }
    32.   
    33.   Log.verboseln("init time");
    34.   Init_Time();
    35.   Log.verboseln("time OK!");
    36.  
    37.   Log.verboseln("init electrical parameter");
    38.   // Init_BL0942();  // 串口初始化时，已经初始化波特率
    39.   Log.verboseln("electrical parameter OK!");
    40.  
    41.   Log.verboseln("config end!");
    42.   
    43.   program_state.run_state = INIT_STATE;

    初始化时候有两点需要注意：

    1、节点的日志打印和采集电参数据使用同一路UART，在正式版本软件中，为了避免出现数据错乱的问题，需要将日志打印功能关闭，使#define LOG_OFF 0。

    1.  /**
    2.  ******************************************************************************
    3.  ** \brief  初始化log日志模块
    4.  **
    5.  ** \param  无
    6.  **
    7.  ** \retval 无
    8.  **
    9.  ******************************************************************************/
    10. void Init_Log(void)
    11. {
    12.   Serial.begin(4800, SERIAL_8N1);  // 4800bps 无校验
    13.   Serial.println();
    14.   
    15.   Log.setPrefix(printPrefix); // set prefix similar to NLog
    16.   Log.setSuffix(printSuffix); // set suffix 
    17.   Log.begin(LOG_LEVEL_VERBOSE, &Serial);
    18.   Log.setShowLevel(false);    // Do not show loglevel, we will do this in the prefix
    19.  
    20.   #if LOG_OFF
    21.     DeInit_Log();
    22.   #endif
    23. }

     2、E2PROM使用ESP8266内置的Flash模拟。默认情况下，每次线烧程序、OTA升级程序，这部分存储的配置并不会覆盖或者更新，只有上位机下发更新配置参数才会修改。如果想线烧程序更改配置，需要先将标志位#define DEVICE_FLAG   0XAA55修改成非0XAA55的其他数值。

    4.2、主循环状态机

    在主循环中使用1ms周期调度维护软件状态机，节点运行有5种状态模式：初始化模式、配置模式、运行模式、重启模式和升级模式。节点默认处于运行模式，代码如下所示：

    1.     switch(program_state.run_state)
    2.     {
    3.       // 初始化模式
    4.       case INIT_STATE:
    5.         Init_State();
    6.  
    7.         break;
    8.  
    9.       // 配置模式
    10.       case CONFIG_STATE:
    11.         Config_State();
    12.  
    13.         break;
    14.  
    15.       // 运行模式
    16.       case RUN_STATE:
    17.         Run_State();
    18.  
    19.         break;
    20.  
    21.       // 重启模式
    22.       case RESET_STATE:
    23.         Reset_State();
    24.  
    25.         break;
    26.  
    27.       // 升级模式
    28.       case UPDATA_STATE:
    29.         Updata_State();
    30.  
    31.         break;
    32.     }

    4.3、初始化模式

    初始化模式中初始化一些变量数据。

    初始化模式中，有一个机制，第一次连接立刻上传一次数据到服务器，否则就按照默认的60秒周期上报数据，第一次上报数据会很慢。代码如下所示：

    1.  /**
    2.  ******************************************************************************
    3.  ** \brief  初始化状态逻辑
    4.  **
    5.  ** \param  无
    6.  **
    7.  ** \retval 无
    8.  **
    9.  ******************************************************************************/
    10. void Init_State(void)
    11. {
    12.   wifi_send_data.device_head = DeviceParamSave.device_head + FUNCTION_ID1;
    13.   wifi_send_data.device_id = DeviceParamSave.device_id;
    14.   memcpy(&(wifi_send_data.software_version), &(DeviceParamSave.software_version), 15);
    15.   memcpy(&(wifi_send_data.hardware_version), &(DeviceParamSave.hardware_version), 15);
    16.   memcpy(&(wifi_send_data.release_time), &(DeviceParamSave.release_time), 10);
    17.   wifi_send_data.upload_cycle = DeviceParamSave.upload_cycle;
    18.   wifi_send_data.sample_cycle = DeviceParamSave.sample_cycle;
    19.  
    20.   program_state.run_state_time = (DeviceParamSave.upload_cycle * 1000);  // 第一次连接立刻上传一次数据到服务器
    21.   
    22.   program_state.run_state = RUN_STATE;
    23. }

    4.4、配置模式

    配置模式可接收上位机下发的配置参数，存储到节点E2PROM中。

    配置模式有超时机制，3分钟上位机未下发配置参数，自动跳转到运行模式。

    更新配置参数后，由配置模式切换到重启模式，节电重启。

    代码如下所示：

    1.  /**
    2.  ******************************************************************************
    3.  ** \brief  配置状态逻辑
    4.  **
    5.  ** \param  无
    6.  **
    7.  ** \retval 无
    8.  **
    9.  ******************************************************************************/
    10. void Config_State(void)
    11. {
    12.   program_state.config_state_time++;
    13.  
    14.   if(program_state.config_state_time >= CYCLE_TIME_180SEC)
    15.   {
    16.     LED_OFF;
    17.  
    18.     program_state.config_state_time = 0;
    19.  
    20.     program_state.run_state = RUN_STATE;
    21.  
    22. 	  Log.warningln("config timeout");
    23.     Log.warningln("switch run state");
    24.   }
    25.  
    26.   // 处理WiFi接收的数据
    27.   if(wifi_receive_flag == true)
    28.   {
    29.     if(receive_data[0] == DeviceParamSave.device_head + FUNCTION_ID4)
    30.     {
    31.       memcpy(&wifi_receive_config, receive_data, sizeof(ReceiveConfig_t));
    32.   
    33.       if((wifi_receive_config.device_old_head == (DeviceParamSave.device_head + FUNCTION_ID4)) && 
    34.       (wifi_receive_config.device_old_id == (DeviceParamSave.device_id) || (wifi_receive_config.device_old_id == 0XFFFF)))
    35.       {
    36.         crc_temp = check_crc16((uint8_t *)&wifi_receive_config, wifi_receive_config.device_len - 2);
    37.         
    38.         if(wifi_receive_config.crc == crc_temp)
    39.         {
    40.           if(wifi_receive_config.device_config_type == 0) // 默认配置
    41.           {
    42.             Log.verboseln("default setting...");
    43.             
    44.             DeviceParamSave.device_flag = DEVICE_FLAG;
    45.  
    46.             if((wifi_receive_config.device_new_head != 0) && (wifi_receive_config.device_new_head !=  DeviceParamSave.device_head))
    47.             {
    48.               DeviceParamSave.device_head = wifi_receive_config.device_new_head;
    49.             }
    50.             else
    51.             {
    52.               Log.verboseln("DEVICE_HEAD 0 or invariant");
    53.             }
    54.             
    55.             if((wifi_receive_config.device_new_id != 0) && (wifi_receive_config.device_new_id !=  DeviceParamSave.device_id))
    56.             {
    57.               DeviceParamSave.device_id = wifi_receive_config.device_new_id;
    58.             }
    59.             else
    60.             {
    61.               Log.verboseln("DEVICE_ID 0 or invariant");
    62.             }
    63.  
    64.             if((strcmp(wifi_receive_config.software_version, "") != 0) && (strcmp(wifi_receive_config.software_version, DeviceParamSave.software_version) != 0))
    65.             {
    66.               memcpy(&(DeviceParamSave.software_version), &(wifi_receive_config.software_version), 15);
    67.             }
    68.             else
    69.             {
    70.               Log.verboseln("SW_VERSION null or invariant");
    71.             }
    72.             
    73.             if((strcmp(wifi_receive_config.hardware_version, "") != 0) && (strcmp(wifi_receive_config.hardware_version, DeviceParamSave.hardware_version) != 0))
    74.             {
    75.               memcpy(&(DeviceParamSave.hardware_version), &(wifi_receive_config.hardware_version), 15);
    76.             }
    77.             else
    78.             {
    79.               Log.verboseln("HW_VERSION null or invariant");
    80.             }
    81.  
    82.             if((strcmp(wifi_receive_config.release_time, "") != 0) && (strcmp(wifi_receive_config.release_time, DeviceParamSave.release_time) != 0))
    83.             {
    84.               memcpy(&(DeviceParamSave.release_time), &(wifi_receive_config.release_time), 10);
    85.             }
    86.             else
    87.             {
    88.               Log.verboseln("RELEASE_TIME null or invariant");
    89.             }
    90.             
    91.             if((wifi_receive_config.upload_cycle != 0) && (wifi_receive_config.upload_cycle !=  DeviceParamSave.upload_cycle))
    92.             {
    93.               DeviceParamSave.upload_cycle = wifi_receive_config.upload_cycle;
    94.             }
    95.             else
    96.             {
    97.               Log.verboseln("UPLOAD_CYCLE 0 or invariant");
    98.             }
    99.  
    100.             if((wifi_receive_config.sample_cycle != 0) && (wifi_receive_config.sample_cycle !=  DeviceParamSave.sample_cycle))
    101.             {
    102.               DeviceParamSave.sample_cycle = wifi_receive_config.sample_cycle;
    103.             }
    104.             else
    105.             {
    106.               Log.verboseln("SAMPLE_CYCLE 0 or invariant");
    107.             }
    108.             
    109.             if((strcmp(wifi_receive_config.wifi_ssid, "") != 0) && (strcmp(wifi_receive_config.wifi_ssid, DeviceParamSave.wifi_ssid) != 0))
    110.             {
    111.               memcpy(&(DeviceParamSave.wifi_ssid), &(wifi_receive_config.wifi_ssid), 64);
    112.             }
    113.             else
    114.             {
    115.               Log.verboseln("WIFI_SSID null or invariant");
    116.             }
    117.  
    118.             if((strcmp(wifi_receive_config.wifi_password, "") != 0) && (strcmp(wifi_receive_config.wifi_password, DeviceParamSave.wifi_password) != 0))
    119.             {
    120.               memcpy(&(DeviceParamSave.wifi_password), &(wifi_receive_config.wifi_password), 64);
    121.             }
    122.             else
    123.             {
    124.               Log.verboseln("WIFI_PASSWORD null or invariant");
    125.             }
    126.  
    127.             if((strcmp(wifi_receive_config.server_ip, "") != 0) && (strcmp(wifi_receive_config.server_ip, DeviceParamSave.server_ip) != 0))
    128.             {
    129.               memcpy(&(DeviceParamSave.server_ip), &(wifi_receive_config.server_ip), 64);
    130.             }
    131.             else
    132.             {
    133.               Log.verboseln("SERVER_IP null or invariant");
    134.             }
    135.  
    136.             if((wifi_receive_config.server_port != 0) && (wifi_receive_config.server_port !=  DeviceParamSave.server_port))
    137.             {
    138.               DeviceParamSave.server_port = wifi_receive_config.server_port;
    139.             }
    140.             else
    141.             {
    142.               Log.verboseln("SERVER_PORT 0 or invariant");
    143.             }
    144.           }
    145.           else if(wifi_receive_config.device_config_type == 1) // 恢复出厂设置
    146.           {
    147.             Log.verboseln("factory data reset...");
    148.             
    149.             DeviceParamSave.device_flag = DEVICE_FLAG;
    150.             DeviceParamSave.device_head = DEVICE_HEAD;
    151.             DeviceParamSave.device_id = DEVICE_ID;
    152.             memcpy(&(DeviceParamSave.software_version), SW_VERSION, strlen(SW_VERSION));
    153.             memcpy(&(DeviceParamSave.hardware_version), HW_VERSION, strlen(HW_VERSION));
    154.             memcpy(&(DeviceParamSave.release_time), RELEASE_TIME, strlen(RELEASE_TIME));
    155.             DeviceParamSave.upload_cycle = UPLOAD_CYCLE;
    156.             DeviceParamSave.sample_cycle = SAMPLE_CYCLE;
    157.             memcpy(&(DeviceParamSave.wifi_ssid), WIFI_SSID, strlen(WIFI_SSID));
    158.             memcpy(&(DeviceParamSave.wifi_password), WIFI_PASSWORD, strlen(WIFI_PASSWORD));
    159.             memcpy(&(DeviceParamSave.server_ip), SERVER_IP, strlen(SERVER_IP));
    160.             DeviceParamSave.server_port = SERVER_PORT;
    161.           }
    162.  
    163. 		      DeviceParamSave.crc = check_crc16((uint8_t *)&DeviceParamSave, sizeof(DeviceParamSave_t) - 2);
    164. 			
    165.           Log.verboseln("DEVICE_HEAD:0X%X", DeviceParamSave.device_head);
    166.           Log.verboseln("DEVICE_ID:0X%X", DeviceParamSave.device_id);
    167.           Log.verboseln("SW_VERSION:%S", DeviceParamSave.software_version);
    168.           Log.verboseln("HW_VERSION:%S", DeviceParamSave.hardware_version);
    169.           Log.verboseln("RELEASE_TIME:%S", DeviceParamSave.release_time);
    170.           Log.verboseln("UPLOAD_CYCLE:%d", DeviceParamSave.upload_cycle);
    171.           Log.verboseln("SAMPLE_CYCLE:%d", DeviceParamSave.sample_cycle);
    172.           Log.verboseln("WIFI_SSID:%S", DeviceParamSave.wifi_ssid);
    173.           Log.verboseln("WIFI_PASSWORD:%S", DeviceParamSave.wifi_password);
    174.           Log.verboseln("SERVER_IP:%S", DeviceParamSave.server_ip);
    175.           Log.verboseln("SERVER_PORT:%d", DeviceParamSave.server_port);
    176.  
    177.           if(Device_SaveParam() == STATUS_SUCCESS)
    178.           {
    179.             // 成功响应
    180.             wifi_send_state.state_id = ((wifi_receive_config.device_old_head - DeviceParamSave.device_head) << 4) + STATUS_SUCCESS;
    181.  
    182.             program_state.config_state_time = 0;
    183.             program_state.run_state = RESET_STATE;  // 配置成功，重启节点
    184. 			      Log.verboseln("config successful");
    185.             Log.verboseln("switch reset state");
    186.           }
    187.           else
    188.           {
    189.             // 失败响应
    190.             wifi_send_state.state_id = ((wifi_receive_config.device_old_head - DeviceParamSave.device_head) << 4) + STATUS_ERROR;
    191. 			      Log.errorln("config fail");
    192.           }
    193.         }
    194.         else
    195.         {
    196.           // 失败响应
    197.           wifi_send_state.state_id = ((wifi_receive_config.device_old_head - DeviceParamSave.device_head) << 4) + STATUS_ERROR;
    198. 		      Log.errorln("verify error");
    199.         }
    200.       }
    201.       else
    202.       {
    203.         // 失败响应
    204.         wifi_send_state.state_id = ((wifi_receive_config.device_old_head - DeviceParamSave.device_head) << 4) + STATUS_ERROR;
    205. 		    Log.errorln("frame error");
    206.       }
    207.   
    208.       // WiFi发送响应组包
    209.       wifi_send_state.device_head = DeviceParamSave.device_head + FUNCTION_ID2;
    210.       wifi_send_state.device_len = sizeof(SendState_t);
    211.       wifi_send_state.device_id = DeviceParamSave.device_id;
    212.       memcpy(&(wifi_send_state.software_version), &(DeviceParamSave.software_version), 15);
    213.       memcpy(&(wifi_send_state.hardware_version), &(DeviceParamSave.hardware_version), 15);
    214.       wifi_send_state.crc = check_crc16((uint8_t *)&wifi_send_state, wifi_send_state.device_len - 2);
    215.   
    216.       WIFI_send_data((char *)&wifi_send_state, wifi_send_state.device_len);
    217.     }
    218.     
    219.     // 清除数据缓存
    220.     memset(receive_data, 0, wifi_receive_config.device_len);  
    221.     memset((char *)&wifi_send_state, 0, wifi_send_state.device_len);
    222.     memset((char *)&wifi_receive_config, 0, wifi_receive_config.device_len);
    223.  
    224.     wifi_receive_flag = false;  // 处理完成后，方可接收WiFi新数据
    225.   }
    226. }

    4.5、运行模式

    只有在运行模式下，上位机才可以切换到配置模式、重启模式和升级模式，其他模式暂不支持远程控制模式切换。

    运行模式下可周期上报节点数据，以及支持上位机控制继电器开关。

    代码如下所示：

    1.  /**
    2.  ******************************************************************************
    3.  ** \brief  运行状态逻辑
    4.  **
    5.  ** \param  无
    6.  **
    7.  ** \retval 无
    8.  **
    9.  ******************************************************************************/
    10. void Run_State(void)
    11. {
    12.   program_state.run_state_time++;
    13.  
    14.   // 处理WiFi接收的数据
    15.   if(wifi_receive_flag == true)
    16.   {
    17.     if(receive_data[0] == DeviceParamSave.device_head + FUNCTION_ID3)
    18.     {
    19.       memcpy(&wifi_receive_mode_data, receive_data, sizeof(ReceiveData_Mode_t));
    20.      
    21.       if((wifi_receive_mode_data.device_head == (DeviceParamSave.device_head + FUNCTION_ID3)) && 
    22.       (wifi_receive_mode_data.device_id == (DeviceParamSave.device_id) || (wifi_receive_mode_data.device_id == 0XFFFF)))
    23.       {
    24.         crc_temp = check_crc16((uint8_t *)&wifi_receive_mode_data, wifi_receive_mode_data.device_len - 2);
    25.   
    26.         if(wifi_receive_mode_data.crc == crc_temp)
    27.         {
    28.           if(wifi_receive_mode_data.switch_mode == 0)
    29.           {
    30.             program_state.run_state = RUN_STATE;
    31.             Log.verboseln("keep run state");
    32.           }
    33.           else if(wifi_receive_mode_data.switch_mode == 1)
    34.           {
    35.             RELAY_OFF;  // 进入配置模式，要断开继电器
    36.             program_state.run_state = CONFIG_STATE;
    37.             Log.verboseln("switch config state");
    38.           }
    39.           else if(wifi_receive_mode_data.switch_mode == 2)
    40.           {
    41.             RELAY_OFF;  // 进入升级模式，要断开继电器
    42.             program_state.run_state = UPDATA_STATE;
    43.             Log.verboseln("switch updata state");
    44.           }
    45.           else if(wifi_receive_mode_data.switch_mode == 3)
    46.           {
    47.             RELAY_OFF;  // 进入重启模式，要断开继电器
    48.             program_state.run_state = RESET_STATE;
    49.             Log.verboseln("switch reset state");
    50.           }
    51.  
    52.           // 成功响应
    53.           wifi_send_state.state_id = ((wifi_receive_mode_data.device_head - DeviceParamSave.device_head) << 4) + STATUS_SUCCESS;
    54.         }
    55.         else
    56.         {
    57.           // 失败响应
    58.           wifi_send_state.state_id = ((wifi_receive_mode_data.device_head - DeviceParamSave.device_head) << 4) + STATUS_ERROR;
    59. 		      Log.errorln("verify error");
    60.         }
    61.       }
    62.       else
    63.       {
    64.         // 失败响应
    65.         wifi_send_state.state_id = ((wifi_receive_mode_data.device_head - DeviceParamSave.device_head) << 4) + STATUS_ERROR;
    66. 		    Log.errorln("frame error");
    67.       }
    68.  
    69.       // WiFi发送响应组包
    70.       wifi_send_state.device_head = DeviceParamSave.device_head + FUNCTION_ID2;
    71.       wifi_send_state.device_len = sizeof(SendState_t);
    72.       wifi_send_state.device_id = DeviceParamSave.device_id;
    73.       memcpy(&(wifi_send_state.software_version), &(DeviceParamSave.software_version), 15);
    74.       memcpy(&(wifi_send_state.hardware_version), &(DeviceParamSave.hardware_version), 15);
    75.       wifi_send_state.crc = check_crc16((uint8_t *)&wifi_send_state, wifi_send_state.device_len - 2);
    76.  
    77.       WIFI_send_data((char *)&wifi_send_state, wifi_send_state.device_len);
    78.     }
    79.  
    80.     if(receive_data[0] == DeviceParamSave.device_head + FUNCTION_ID5)
    81.     {
    82.       memcpy(&wifi_receive_control_data, receive_data, sizeof(ReceiveData_Control_t));
    83.       
    84.       if((wifi_receive_control_data.device_head == (DeviceParamSave.device_head + FUNCTION_ID5)) && 
    85.       (wifi_receive_control_data.device_id == (DeviceParamSave.device_id) || (wifi_receive_control_data.device_id == 0XFFFF)))
    86.       {
    87.         crc_temp = check_crc16((uint8_t *)&wifi_receive_control_data, wifi_receive_control_data.device_len - 2);
    88.   
    89.         if(wifi_receive_control_data.crc == crc_temp)
    90.         {
    91.           if(wifi_receive_control_data.relay_state == 0)
    92.           {
    93.             RELAY_OFF;
    94.           }
    95.           else
    96.           {
    97.             RELAY_ON;
    98.           }
    99.   
    100.           // 成功响应
    101.           wifi_send_state.state_id = ((wifi_receive_control_data.device_head - DeviceParamSave.device_head) << 4) + STATUS_SUCCESS;
    102.         }
    103.         else
    104.         {
    105.           // 失败响应
    106.           wifi_send_state.state_id = ((wifi_receive_control_data.device_head - DeviceParamSave.device_head) << 4) + STATUS_ERROR;
    107.           Log.errorln("verify error");
    108.         }
    109.       }
    110.       else
    111.       {
    112.         // 失败响应
    113.         wifi_send_state.state_id = ((wifi_receive_control_data.device_head - DeviceParamSave.device_head) << 4) + STATUS_ERROR;
    114.         Log.errorln("frame error");
    115.       }
    116.  
    117.       // WiFi发送响应组包
    118.       wifi_send_state.device_head = DeviceParamSave.device_head + FUNCTION_ID2;
    119.       wifi_send_state.device_len = sizeof(SendState_t);
    120.       wifi_send_state.device_id = DeviceParamSave.device_id;
    121.       memcpy(&(wifi_send_state.software_version), &(DeviceParamSave.software_version), 15);
    122.       memcpy(&(wifi_send_state.hardware_version), &(DeviceParamSave.hardware_version), 15);
    123.       wifi_send_state.crc = check_crc16((uint8_t *)&wifi_send_state, wifi_send_state.device_len - 2);
    124.       
    125.       WIFI_send_data((char *)&wifi_send_state, wifi_send_state.device_len);
    126.     }
    127.  
    128.     // 清除数据缓存
    129.     memset(receive_data, 0, wifi_receive_control_data.device_len);  
    130.     memset((char *)&wifi_send_state, 0, wifi_send_state.device_len);
    131.     memset((char *)&wifi_receive_mode_data, 0, wifi_receive_mode_data.device_len);
    132.     memset((char *)&wifi_receive_control_data, 0, wifi_receive_control_data.device_len);
    133.  
    134.     wifi_receive_flag = false;  // 处理完成后，方可接收WiFi新数据
    135.   }
    136.  
    137.   // 采集电压、电流和电耗，统计设备有效运行时间
    138.   // 在逻辑上设定，采样时间要小于等于上传云端时间
    139.   // 此项目中采样周期必须设定为1秒
    140.   if((program_state.run_state_time % DeviceParamSave.sample_cycle) == 0)
    141.   {
    142.     Updata_BL0942();
    143.  
    144.     wifi_send_data.voltage = getVoltage();     // 电压
    145.     wifi_send_data.current = getCurrent();     // 电流
    146.     wifi_send_data.power = getActivePower();   // 功率
    147.     wifi_send_data.electricity = getEnergy();  // 电量
    148.  
    149.     if(wifi_send_data.power > 0.5)  // 功率大于0.5W，认为有负载
    150.     {
    151.       run_start_flag = true;  
    152.     }
    153.     else
    154.     {
    155.       run_start_flag = false; 
    156.     }
    157.   }
    158.  
    159.   // 上传数据到服务器
    160.   if(program_state.run_state_time >= (DeviceParamSave.upload_cycle * 1000))
    161.   {
    162.     program_state.run_state_time = 0;  // 上传周期时间要大于采样周期时间
    163.  
    164.     hours = run_time_ms / 3600000;
    165.     minutes = (run_time_ms % 3600000) / 60000;
    166.     seconds = (run_time_ms % 60000) / 1000;
    167.     time_data = String(hours) + '-' + String(minutes) + '-' + String(seconds);
    168.     memcpy(&(wifi_send_data.run_time), time_data.c_str(), time_data.length());
    169.  
    170.     for(uint8_t i = time_data.length(); i < 12; i++)
    171.     {
    172.       wifi_send_data.run_time[i] = 0x00;
    173.     }
    174.  
    175.     wifi_send_data.device_len = sizeof(SendData_t);
    176.     wifi_send_data.crc = check_crc16((uint8_t *)&wifi_send_data, wifi_send_data.device_len - 2);
    177.  
    178.     WIFI_send_data((char *)&wifi_send_data, wifi_send_data.device_len);
    179.   }
    180. }

    4.6、重启模式

    确保缓存区数据都发送出去并且断开WiFi和服务器连接后节点重启。代码如下所示：

    1.  /**
    2.  ******************************************************************************
    3.  ** \brief  重启状态逻辑
    4.  **
    5.  ** \param  无
    6.  **
    7.  ** \retval 无
    8.  **
    9.  ******************************************************************************/
    10. void Reset_State(void)
    11. {
    12.   if(tk_queue_empty(&send_dataqueue) == true)  // 确保发送缓存区的数据都发送后才可以重启
    13.   {
    14.     delay(3000);  // 重启节点的ACK可能还未发送出去，需要有延时
    15.     DeInit_WIFI();
    16.  
    17.     ESP.restart();
    18.   }
    19. }

    4.7、升级模式

    当所有发送缓存区的数据都发送完成后，才可以执行升级功能。

    目前升级仅支持局域网升级，升级前节点会发送升级的IP和端口给上位机。

    升级超时时间默认设置为180秒，超时后节点切换到重启模式。

    代码如下所示：

    1.  /**
    2.  ******************************************************************************
    3.  ** \brief  升级状态逻辑
    4.  **
    5.  ** \param  无
    6.  **
    7.  ** \retval 无
    8.  **
    9.  ******************************************************************************/
    10. void Updata_State(void)
    11. {
    12.   static bool state_flag = false;
    13.  
    14.   if(Init_OTA() == STATUS_SUCCESS)
    15.   {
    16.     if(state_flag == false)
    17.     {
    18.       state_flag = true;
    19.  
    20.       // WiFi发送升级IP和端口
    21.       wifi_send_updata.device_head = DeviceParamSave.device_head + FUNCTION_ID6;
    22.       wifi_send_updata.device_len = sizeof(SendUpdata_t);
    23.       wifi_send_updata.device_id = DeviceParamSave.device_id;
    24.       memcpy(&(wifi_send_updata.software_version), &(DeviceParamSave.software_version), 15);
    25.       memcpy(&(wifi_send_updata.hardware_version), &(DeviceParamSave.hardware_version), 15);
    26.       memcpy(&(wifi_send_updata.updata_ip), ota_ip, strlen(ota_ip));
    27.       wifi_send_updata.updata_port = OTA_PORT;
    28.       wifi_send_updata.crc = check_crc16((uint8_t *)&wifi_send_updata, wifi_send_updata.device_len - 2);
    29.  
    30.       WIFI_send_data((char *)&wifi_send_updata, wifi_send_updata.device_len);
    31.  
    32.       memset((char *)&wifi_send_updata, 0, wifi_send_updata.device_len);
    33.     }
    34.  
    35.  
    36.     if(tk_queue_empty(&send_dataqueue) == true)  // 确保发送缓存区的数据都发送后才可以升级
    37.     {
    38.       OTA_updata();
    39.     }
    40.   }
    41.  
    42.   program_state.updata_state_time++;
    43.  
    44.   if(program_state.updata_state_time >= CYCLE_TIME_180SEC) 
    45.   {
    46.     LED_OFF;
    47.  
    48.     program_state.updata_state_time = 0;
    49.     
    50.     program_state.run_state = RESET_STATE;
    51.  
    52.     Log.warningln("updata timeout");
    53.     Log.warningln("switch reset state");
    54.   }
    55. }

    5、程序功能特点

    5.1、日志管理

    下位机支持日志管理，可自定义串口打印不同等级的日志。

    不过打印日志的串口和驱动BL0942的串口共用一路，所以在发布正式程序时，需要屏蔽日志打印功能。

    日志管理部分代码如下所示：

    1.  /**
    2.  ******************************************************************************
    3.  ** \brief  初始化log日志模块
    4.  **
    5.  ** \param  无
    6.  **
    7.  ** \retval 无
    8.  **
    9.  ******************************************************************************/
    10. void Init_Log(void)
    11. {
    12.   Serial.begin(4800, SERIAL_8N1);  // 4800bps 无校验
    13.   Serial.println();
    14.   
    15.   Log.setPrefix(printPrefix); // set prefix similar to NLog
    16.   Log.setSuffix(printSuffix); // set suffix 
    17.   Log.begin(LOG_LEVEL_VERBOSE, &Serial);
    18.   Log.setShowLevel(false);    // Do not show loglevel, we will do this in the prefix
    19.  
    20.   #if LOG_OFF
    21.     DeInit_Log();
    22.   #endif
    23. }

    5.2、数据缓存队列

    发送和接收数据支持FIFO缓存方式写入和读取数据，可自定义缓存区大小。

    本项目中程序基本是顺序结构运行，不存在外部中断和定时任务对数据的干扰，并且发送和接收数据的数据量也不是很大，即使暂不使用FIFO缓存也可以满足使用要求。

    数据缓存部分代码如下所示：

    1.  /**
    2.  ******************************************************************************
    3.  ** \brief  初始化数据缓存
    4.  **
    5.  ** \param  无
    6.  **
    7.  ** \retval 无
    8.  **
    9.  ******************************************************************************/
    10. void Init_queue(void)
    11. {
    12.   // 清空缓冲区
    13.   memset(send_dataqueue_pool, 0, SEND_DATAQUEUE_POOL_SIZE);
    14.   memset(receive_dataqueue_pool, 0, RECEIVE_DATAQUEUE_POOL_SIZE);
    15.   memset(serial_receive_dataqueue_pool, 0, SERIAL_RECEIVE_DATAQUEUE_POOL_SIZE);
    16.  
    17.   // 静态方式创建一个循环队列,存满不能再存
    18.   tk_queue_init(&send_dataqueue, send_dataqueue_pool, sizeof(send_dataqueue_pool), sizeof(send_dataqueue_pool[0]), false);
    19.   tk_queue_init(&receive_dataqueue, receive_dataqueue_pool, sizeof(receive_dataqueue_pool), sizeof(receive_dataqueue_pool[0]), false);
    20.   tk_queue_init(&serial_receive_dataqueue, serial_receive_dataqueue_pool, sizeof(serial_receive_dataqueue_pool), sizeof(serial_receive_dataqueue_pool[0]), false);
    21. }
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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/m0_38106923/article/details/130256406