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一、前言

使用4G模塊進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)使用，并配合MQTT協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)，4G聯(lián)網(wǎng)模塊GA10是一款功能強(qiáng)大、應(yīng)用廣泛、易于集成的模塊，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供了高效、可靠的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接解決方案。

二、簡(jiǎn)介

模塊概述：
- GA10模塊基于4G LTE技術(shù)，支持FDD LTE和TD-LTE兩種制式，并向下兼容2G/3G網(wǎng)絡(luò)。
- 模塊尺寸小巧，便于集成到各類(lèi)設(shè)備中，提供高速、穩(wěn)定的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。
主要功能：
- 高速數(shù)據(jù)傳輸：支持高達(dá)100Mbps的下行速率和50Mbps的上行速率，滿(mǎn)足高速互聯(lián)網(wǎng)接入和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸需求。
- 網(wǎng)絡(luò)通信：實(shí)現(xiàn)與4G網(wǎng)絡(luò)的通信，確保設(shè)備能夠在無(wú)線環(huán)境下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸。
- 多頻段支持：支持多個(gè)頻段，適應(yīng)不同地區(qū)和運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)需求，提供廣泛的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。
- 低功耗設(shè)計(jì)：模塊采用低功耗設(shè)計(jì)，有助于延長(zhǎng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池壽命，適合長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的應(yīng)用。
- 安全性：提供安全的數(shù)據(jù)傳輸通道，支持加密和身份驗(yàn)證等功能，確保數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性。
硬件特點(diǎn)：
- 集成度高：將射頻、基帶芯片集成在一塊PCB板上，完成無(wú)線接收、發(fā)射、基帶信號(hào)處理等功能。
軟件特性：
- 支持多種協(xié)議：支持TCP/IP、PPP、FTP、HTTP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便用戶(hù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
- 易于開(kāi)發(fā)：提供豐富的AT命令集，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)流程，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。
應(yīng)用場(chǎng)景：
- 適用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能家居、遠(yuǎn)程監(jiān)控、車(chē)載系統(tǒng)、自動(dòng)售貨機(jī)、共享設(shè)備等多種場(chǎng)景。
優(yōu)勢(shì)：
- 穩(wěn)定性：模塊設(shè)計(jì)考慮了惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性，適應(yīng)性強(qiáng)。
- 兼容性好：與多種網(wǎng)絡(luò)制式和設(shè)備兼容，便于部署和擴(kuò)展。
- 成本效益：相比有線網(wǎng)絡(luò)連接，4G聯(lián)網(wǎng)模塊具有更高的成本效益。

三、資料獲取

關(guān)注微信公眾號(hào)--星之援工作室發(fā)送關(guān)鍵字（GA10）

使用串口進(jìn)行控制提供主要代碼開(kāi)源，可自行移植
????

四、設(shè)備使用

實(shí)現(xiàn)效果

連接好線打開(kāi)串口工具即可輸出獲取的數(shù)據(jù)

使用MQTT服務(wù)器，IP 地址需要修改成自己的

參考本章

STM32連接 -- EMQX/阿里云/OneNET（MQTT協(xié)議）詳細(xì)教程https://herui.blog.csdn.net/article/details/124878082?spm=1001.2014.3001.5502

接線

定義連接類(lèi)似

AT+MTCFG="cloud",0,0,1

定義 IP地址和端口號(hào)（需要自行修改）

AT+MTOPEN=0,"8.133.197.10",1883

定義 id 名稱(chēng) 密碼（自定義）

AAT+MTCONN=0,"test1","test1","test1"

訂閱主題 text（自定義）

AT+MTSUB=0,1,"test",0

發(fā)布主題（test1為主題，abcd為信息）

AT+MTPUB=0,0,0,0,"test1","abcd"

四、代碼編寫(xiě)

GA10.c

連接平臺(tái)函數(shù)實(shí)例

void GA10_Init(void)
{
	char str[125];
	delay_ms(250);

	ESP8266_Clear();

	printf("測(cè)試通信是否成功... ...rn"); // 串口輸出信息

	while (GA10_SendCmd("AT", "OK", 500))
		delay_ms(300);

	printf("設(shè)置數(shù)據(jù)類(lèi)型.. ...rn"); // 串口輸出信息

	memset(str, 0, sizeof(str));
	sprintf(str, "AT+MTCFG="cloud",0,0,1");
	while (GA10_SendCmd(str, "OK", 500))
		delay_ms(300);

	printf("設(shè)置鏈接參數(shù)... ...rn"); // 串口輸出信息
	printf("連接服務(wù)器rn");
	memset(str, 0, sizeof(str));
	sprintf(str, "AT+MTOPEN=0,"%s",%d", ServerIP, ServerPort);
	while (GA10_SendCmd(str, "OK", 500))
		delay_ms(300);
	
	printf("連接設(shè)備rn");

	memset(str, 0, sizeof(str));
	sprintf(str, "AT+MTCONN=0,"%s","%s","%s" ",PROID,DEVID,AUTH_INFO);
	while (GA10_SendCmd(str, "OK", 500))
		delay_ms(300);
	
	printf("定義主題rn");

	memset(str, 0, sizeof(str));
	sprintf(str, "AT+MTSUB=0,1,"%s",0",S_TOPIC_NAME);
	while (GA10_SendCmd(str, "OK", 500))
		delay_ms(300);

	printf("GA10 OKrn");
	// Sys_Restart();//軟件復(fù)位
}
void Mqtt_Pub(u8 cmd)
{

	char buf[256];
	char str[300];
	short body_len = 0;
	memset(buf, 0, sizeof(buf));
	switch (cmd)
	{
	case 1:
		body_len = FillBuf(buf); // 數(shù)據(jù)流
		break;

	default:
		break;
	}
		
	if (body_len)
	{
		sprintf(str, "AT+MTPUB=0,0,0,0,"%s","%s"",P_TOPIC_NAME,buf);
		while (GA10_SendCmd(str, "OK", 500))
			delay_ms(300);
	}
}

main

// 主函數(shù)
int main(void)
{

    // 設(shè)備初始化 需要自己添加
    XXXXX

    while (1) {

        // 串口接收判斷
        dataPtr = (char*)ESP8266_GetIPD(0);
        if (dataPtr != NULL) {
            massage_ga10_json(dataPtr); // 接收命令
        }

    }
}

usart3.c

實(shí)現(xiàn)串口


// 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)
#include "usart3.h"

// 硬件驅(qū)動(dòng)
#include "delay.h"
#include "usart.h"
// C庫(kù)
#include <string.h>
#include <stdio.h>

// #define ESP8266_WIFI_INFO		"AT+CWJAP="ChinaNet-y3ir","12345678"rn"
#define ESP8266_WIFI_INFO "AT+CWJAP="hhh","12345678"rn"

#define ESP8266_ONENET_INFO "AT+CIPSTART="TCP","183.230.40.39",6002rn"

unsigned char esp8266_buf[256];
unsigned short esp8266_cnt = 0, esp8266_cntPre = 0;

//==========================================================
//	函數(shù)名稱(chēng)：	ESP8266_Clear
//
//	函數(shù)功能：	清空緩存
//
//	入口參數(shù)：	無(wú)
//
//	返回參數(shù)：	無(wú)
//
//	說(shuō)明：
//==========================================================
void ESP8266_Clear(void)
{

	memset(esp8266_buf, 0, sizeof(esp8266_buf));
	esp8266_cnt = 0;
}

//==========================================================
//	函數(shù)名稱(chēng)：	ESP8266_WaitRecive
//
//	函數(shù)功能：	等待接收完成
//
//	入口參數(shù)：	無(wú)
//
//	返回參數(shù)：	REV_OK-接收完成		REV_WAIT-接收超時(shí)未完成
//
//	說(shuō)明：		循環(huán)調(diào)用檢測(cè)是否接收完成
//==========================================================
_Bool ESP8266_WaitRecive(void)
{

	if (esp8266_cnt == 0) // 如果接收計(jì)數(shù)為0 則說(shuō)明沒(méi)有處于接收數(shù)據(jù)中，所以直接跳出，結(jié)束函數(shù)
		return REV_WAIT;

	if (esp8266_cnt == esp8266_cntPre) // 如果上一次的值和這次相同，則說(shuō)明接收完畢
	{
		esp8266_cnt = 0; // 清0接收計(jì)數(shù)

		return REV_OK; // 返回接收完成標(biāo)志
	}

	esp8266_cntPre = esp8266_cnt; // 置為相同

	return REV_WAIT; // 返回接收未完成標(biāo)志
}

//==========================================================
//	函數(shù)名稱(chēng)：	ESP8266_SendCmd
//
//	函數(shù)功能：	發(fā)送命令
//
//	入口參數(shù)：	cmd：命令
//				res：需要檢查的返回指令
//
//	返回參數(shù)：	0-成功	1-失敗
//
//	說(shuō)明：
//==========================================================
_Bool ESP8266_SendCmd(char *cmd, char *res, u16 time)
{
	Usart3_SendString((unsigned char *)cmd, strlen((const char *)cmd));

	while (time--)
	{
		if (ESP8266_WaitRecive() == REV_OK) // 如果收到數(shù)據(jù)
		{
			// printf("%sn", esp8266_buf);
			if (strstr((const char *)esp8266_buf, res) != NULL) // 如果檢索到關(guān)鍵詞
			{
				ESP8266_Clear(); // 清空緩存

				return 0;
			}
		}

		delay_ms(10);
	}

	return 1;
}

//==========================================================
//	函數(shù)名稱(chēng)：	ESP8266_SendData
//
//	函數(shù)功能：	發(fā)送數(shù)據(jù)
//
//	入口參數(shù)：	data：數(shù)據(jù)
//				len：長(zhǎng)度
//
//	返回參數(shù)：	無(wú)
//
//	說(shuō)明：
//==========================================================
void ESP8266_SendData(unsigned char *data, unsigned short len)
{
	char cmdBuf[32];

	ESP8266_Clear();						   // 清空接收緩存
	sprintf(cmdBuf, "AT+CIPSEND=%drn", len); // 發(fā)送命令
	if (!ESP8266_SendCmd(cmdBuf, ">", 200))	   // 收到‘>’時(shí)可以發(fā)送數(shù)據(jù)
	{
	}
	Usart3_SendString(data, len); // 發(fā)送設(shè)備連接請(qǐng)求數(shù)據(jù)
}

//==========================================================
//	函數(shù)名稱(chēng)：	ESP8266_GetIPD
//
//	函數(shù)功能：	獲取平臺(tái)返回的數(shù)據(jù)
//
//	入口參數(shù)：	等待的時(shí)間(乘以10ms)
//
//	返回參數(shù)：	平臺(tái)返回的原始數(shù)據(jù)
//
//	說(shuō)明：		不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備返回的格式不同，需要去調(diào)試
//				如ESP8266的返回格式為	"+IPD,x:yyy"	x代表數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，yyy是數(shù)據(jù)內(nèi)容
//==========================================================
unsigned char *ESP8266_GetIPD(unsigned short timeOut)
{
	char *ptrIPD = NULL;
	do
	{
		if (ESP8266_WaitRecive() == REV_OK) // 如果接收完成
		{
			ptrIPD = strstr((char *)esp8266_buf, "MTRECV"); // 搜索“IPD”頭
			if (ptrIPD == NULL)							  // 如果沒(méi)找到，可能是IPD頭的延遲，還是需要等待一會(huì)，但不會(huì)超過(guò)設(shè)定的時(shí)間
			{
				// printf(""IPD" not foundrn");
			}
			else
			{
				ptrIPD = strchr(ptrIPD, '{'); // 找到'{'
				if (ptrIPD != NULL)
				{
					// ptrIPD++;
					return (unsigned char *)(ptrIPD);
				}
				else
					return NULL;
			}
		}

		delay_ms(5); // 延時(shí)等待
	} while (timeOut--);

	return NULL; // 超時(shí)還未找到，返回空指針
}

//==========================================================
//	函數(shù)名稱(chēng)：	ESP8266_Init
//
//	函數(shù)功能：	初始化ESP8266
//
//	入口參數(shù)：	無(wú)
//
//	返回參數(shù)：	無(wú)
//
//	說(shuō)明：
//==========================================================
void ESP8266_Init(void)
{
	char str[125];
	delay_ms(250);

	delay_ms(250);
	//	GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_6, Bit_SET);
	//	delay_ms(500);

	ESP8266_Clear();

	printf("ATrn");
	while (ESP8266_SendCmd("ATrnr", "OK", 200))
		delay_ms(300);

	printf("CWMODErn");
	while (ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1rn", "OK", 200))
		delay_ms(300);

	printf("AT+CWDHCPrn");
	while (ESP8266_SendCmd("AT+CWDHCP=1,1rn", "OK", 200))
		delay_ms(300);

	printf("CWJAPrn");
	memset(str, 0, sizeof(str));
	sprintf(str, "AT+CWJAP="%s","%s"rn", SSID, PASS);
	while (ESP8266_SendCmd(str, "GOT IP", 200))
		delay_ms(300);

	printf("CIPSTARTrn");
	memset(str, 0, sizeof(str));
	sprintf(str, "AT+CIPSTART="TCP","%s",%drn", ServerIP, ServerPort);
	while (ESP8266_SendCmd(str, "CONNECT", 200))
		delay_ms(500);
	printf("ESP8266 Init OKrn");
}

/*
************************************************************
*	函數(shù)名稱(chēng)：	Usart3_Init
*
*	函數(shù)功能：	串口3初始化
*
*	入口參數(shù)：	baud：設(shè)定的波特率
*
*	返回參數(shù)：	無(wú)
*
*	說(shuō)明：		TX-PB10		RX-PB11
************************************************************
*/
void Usart3_Init(unsigned int baud)
{

	GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
	USART_InitTypeDef usart_initstruct;
	NVIC_InitTypeDef nvic_initstruct;

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);

	// PA2	TXD
	gpio_initstruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	gpio_initstruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
	gpio_initstruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &gpio_initstruct);

	// PA3	RXD
	gpio_initstruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
	gpio_initstruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
	gpio_initstruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &gpio_initstruct);

	usart_initstruct.USART_BaudRate = baud;
	usart_initstruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; // 無(wú)硬件流控
	usart_initstruct.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;				 // 接收和發(fā)送
	usart_initstruct.USART_Parity = USART_Parity_No;							 // 無(wú)校驗(yàn)
	usart_initstruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;							 // 1位停止位
	usart_initstruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;					 // 8位數(shù)據(jù)位
	USART_Init(USART3, &usart_initstruct);

	USART_Cmd(USART3, ENABLE); // 使能串口

	USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 使能接收中斷

	nvic_initstruct.NVIC_IRQChannel = USART3_IRQn;
	nvic_initstruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	nvic_initstruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	nvic_initstruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&nvic_initstruct);
}

//==========================================================
//	函數(shù)名稱(chēng)：	USART2_IRQHandler
//
//	函數(shù)功能：	串口2收發(fā)中斷
//
//	入口參數(shù)：	無(wú)
//
//	返回參數(shù)：	無(wú)
//
//	說(shuō)明：
//==========================================================
void USART3_IRQHandler(void)
{

	if (USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET) // 接收中斷
	{
		if (esp8266_cnt >= sizeof(esp8266_buf))
			esp8266_cnt = 0; // 防止串口被刷爆
		esp8266_buf[esp8266_cnt++] = USART3->DR;

		USART_ClearFlag(USART3, USART_FLAG_RXNE);
	}
}

/*
************************************************************
*	函數(shù)名稱(chēng)：	Usart_SendString
*
*	函數(shù)功能：	串口數(shù)據(jù)發(fā)送
*
*	入口參數(shù)：	USARTx：串口組
*				str：要發(fā)送的數(shù)據(jù)
*				len：數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
*
*	返回參數(shù)：	無(wú)
*
*	說(shuō)明：
************************************************************
*/
void Usart3_SendString(unsigned char *str, unsigned short len)
{

	unsigned short count = 0;
	// printf("%sn", str);
	for (; count < len; count++)
	{
		USART_SendData(USART3, *str++); // 發(fā)送數(shù)據(jù)
		while (USART_GetFlagStatus(USART3, USART_FLAG_TC) == RESET)
			; // 等待發(fā)送完成
	}
}

usart3.h

實(shí)現(xiàn)串口

#ifndef _ESP8266_H_
#define _ESP8266_H_
/*-------------------------------------------------*/
/*                                                 */
/*              操作Wifi功能的頭文件               */
/*                                                 */
/*-------------------------------------------------*/
#include "git.h"
// 單片機(jī)頭文件
#include "stm32f10x.h"

#define REV_OK 0   // 接收完成標(biāo)志
#define REV_WAIT 1 // 接收未完成標(biāo)志

void ESP8266_Init(void);
void Usart3_Init(unsigned int baud);
void ESP8266_Clear(void);

void ESP8266_SendData(unsigned char *data, unsigned short len);

unsigned char *ESP8266_GetIPD(unsigned short timeOut);
void Usart3_SendString(unsigned char *str, unsigned short len);

_Bool ESP8266_SendCmd(char *cmd, char *res, u16 time);
_Bool ESP8266_WaitRecive(void);

#endif

五、參考

物聯(lián)網(wǎng)畢設(shè) -- 智能藥箱（4G+語(yǔ)音識(shí)別）_智能藥箱設(shè)計(jì)-CSDN博客文章瀏覽閱讀1.8k次，點(diǎn)贊34次，收藏32次。這個(gè)系統(tǒng)由硬件端和APP端組成。硬件端以STM32F103C8T6為主控，連接OLED顯示屏、4G模塊GA10、MAX30102心率模塊、LU90614紅外測(cè)溫模塊、時(shí)鐘模塊、舵機(jī)和ASR-PRO語(yǔ)音識(shí)別模塊等，實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和定時(shí)提醒吃藥等功能。APP端通過(guò)MQTT協(xié)議與設(shè)備交互，用戶(hù)可以查看體溫、心率、血氧等數(shù)據(jù)，設(shè)置緊急聯(lián)系人，修改藥量剩余情況，并可以遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備進(jìn)行時(shí)鐘對(duì)時(shí)和定時(shí)吃藥時(shí)間的設(shè)置。關(guān)注微信公眾號(hào)--星之援工作室發(fā)送關(guān)鍵字（項(xiàng)目清單）可獲取項(xiàng)目清單資料??。_智能藥箱設(shè)計(jì) https://blog.csdn.net/herui_2/article/details/141785567?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%252275493d1f7ae3a8be964ae7aaa2dad55d%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fblog.%2522%257D&request_id=75493d1f7ae3a8be964ae7aaa2dad55d&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~first_rank_ecpm_v1~rank_v31_ecpm-1-141785567-null-null.nonecase&utm_term=4g&spm=1018.2226.3001.4450

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【嵌入式外設(shè)】使用4G模塊進(jìn)行MQTT通信（GA10）驅(qū)動(dòng)代碼

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GA10.c

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usart3.h

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二、簡(jiǎn)介

三、資料獲取

關(guān)注微信公眾號(hào)--星之援工作室發(fā)送關(guān)鍵字（GA10）

四、代碼編寫(xiě)

五、參考