[发明专利]基于STM32和物联网通信模块的通讯系统及改进型MQTT通讯方法

说明书

本发明涉及一种基于STM32和物联网通信模块的通讯系统及改进型MQTT通讯方法，通讯系统包括若干客户端、物联网通信模块和服务器；客户端运行在STM32芯片上，所述客户端将所传输的数据依据加密协议进行加密，并根据物联网模块的AT指令重新组帧后发往物联网通信模块的发送缓冲区；物联网模块通过TCP连接所述服务器，经过密码传输和连接认证后，将缓冲区内数据按照改进的MQTT通讯方法发送到所述服务器的目标地址；接收所述服务器发布的数据，发送给对应客户端，所述数据帧包括认证请求帧、认证回复帧、连接帧、断开连接帧、订阅帧、发布帧、心跳帧，分别实现所述客户端与所述服务器之间认证、连接，断开，订阅，发布以及心跳请求。从而为智能设备的数据传输提供更为可靠，高效，便捷的服务。

技术领域

本发明涉及通讯方法技术领域，尤其涉及一种基于STM32和物联网通信模块的通讯系统及改进型MQTT通讯方法。

背景技术

智能设备是传统电气设备与计算机技术、数据处理技术、控制理论、传感器技术、网络通信技术、电力电子技术等相结合的产物。随着“中国制造2025”的积极推动，越来越多的设备都嵌入了智能化芯片，向智能化方向发展，通过获取大量应用数据，为用户提供大数据分析和决策咨询等服务。其中以意法半导体生产的STM32类芯片受到了市场的广泛青睐，在诸多行业领域都能找到其身影，如智能家居，智能电气设备，共享单车，智能穿戴，车载模块等。

作为市场上诸多领域广泛应用的芯片平台之一，STM32凭借稳定的运行性能，丰富的外设功能，良好的功耗控制占据着市场领先地位。通过搭载STM32芯片后，各种传统设备能拓展出很多之前无法实现的功能，但这些功能数据需要依赖物联网端的通信载体和通讯方式发送给服务器存储并供后期分析。

目前的物联网领域有着很多通讯协议标准，如DDS、MQTT、AMQP和JMS等。其中MQTT协议最为适合运行在低功耗和低传输速率场景下的各类智能电器设备。MQTT(消息队列遥测传输)是ISO标准下基于发布/订阅范式的消息协议，由于其工作在TCP/IP协议族上，轻量、简单、开放，使得其在诸多小型化设备，尤其在安卓平台上受到了热烈的欢迎。如何改进MQTT协议，使其应用在诸多物联网通信模块上，并提高智能设备数据传输的可靠性和安全性，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

为了提高物联网端智能设备数据传输的可靠性和安全性，本发明提供一种基于STM32和物联网通信模块的通讯系统及改进型MQTT通讯方法，运行在STM32的芯片的客户端，通过GPRS/4G/WIFI等物联网通信模块提供底层TCP连接，同时在底层对数据进行AES加密和AT指令组帧处理，并在上层构建改进型MQTT协议的通信机制，从而为智能设备的数据传输提供更为可靠，安全，高效，便捷的服务。

为达到上述目的，本发明提供了基于STM32和物联网通信模块的通讯系统，包括若干客户端、物联网通信模块以及服务器；

所述客户端运行在STM32芯片上，所述客户端依据加密协议和AT指令规则进行数据组帧后放入物联网通信模块的发送缓冲区；

所述物联网通信模块通过常规传输协议(TCP)连接所述服务器，将缓冲区内的数据发送到所述服务器的目标地址；依据通信规则，将服务器发布的数据解析后发送给对应的客户端；

所述数据帧包括认证请求帧、认证回复帧、连接帧、断开连接帧、订阅帧、发布帧和心跳帧，分别实现所述客户端与所述服务器之间认证请求、认证回复、连接、断开、订阅、发布以及心跳请求。

进一步的，数据的组帧均需遵守标准AES_128加密算法和物联网芯片的AT指令协议规则。