基于状态机实现WIFI模组物联网

1.0 状态机框架原理

如果成功的话就连接热点，如果失败就返回AT通信检查，如果AT通信检查还是失败就放回硬件复位这个状态，如果热点链接成功，就连接MQTT指令，如果失败就返回AT通信检查，如果成功就连接云平台通信，如果失败就返回AT通信检查这个状态。

2.0 程序编写

在这个过程中使用的是连接固定的热点，后续会连接可变动的WIFI热点，注上面的状态图是基于固定的WIFI热点连接的状态图形。

// 创建枚举类型
typedef enum
{WIFI_COMM_WAIT,WIFI_COMM_OK,WIFI_COMM_FALL,
}WifiCommState_t;

注：WIFI_COMM_WAIT 表示的是正在处理AT指令，WIFI_COMM_OK,表示AT指令发送完成，FALL表示AT指令发送超时，

3.0 Wi-Fi模块与AT命令交互

static WifiCommState_t AtCmdHandle(char *cmd, char* rsp, uint32_t timeoutMs)
{static WifiCommState_t s_commState = WIFI_COMM_OK;static uint64_t s_sendCmdTime;char *recvStrBuf;if (s_commState != WIFI_COMM_WAIT){if (cmd != NULL){SendWifiModuleStr(cmd);}s_commState = WIFI_COMM_WAIT;s_sendCmdTime = GetSysRunTime();}else{if ((GetSysRunTime() - s_sendCmdTime) < timeoutMs){recvStrBuf = RecvWifiModuleStr();if (strstr(recvStrBuf, rsp) != NULL){s_commState = WIFI_COMM_OK;}}else{s_commState = WIFI_COMM_FALL;}}return s_commState;
}

4.0 AT 命令结构体信息

// AT命令信息
typedef struct
{char *cmd;char *rsp;uint32_t timeoutMs;
}AtCmdInfo_t;

5.0 模组初始化命令集

/*模组初始化命令集*/
static AtCmdInfo_t g_checkModuleCmdTable[] = {{.cmd = "ATE0\r\n",        // 关闭回显.rsp = "OK",.timeoutMs = 1000,},{.cmd = "AT+CWMODE=1\r\n",.rsp = "OK",.timeoutMs = 1000,	},
};

对应在AT指令说明文档中的命令是：ATE 表示的是开启和关闭回显

.cmd = "AT+CWMODE=1\r\n",

注：这个指令是用于设置WIFI的工作模式，该指令表示的原因是设置WIFI的工作指令为客户端的工作模式。

.cmd = "AT+CWMODE=1\r\n":
- 这是AT命令的字符串表示形式，用于设置Wi-Fi模块的工作模式。
- AT+CWMODE=1 表示设置Wi-Fi模块工作在Station模式（客户端模式），即Wi-Fi模块将连接到一个现有的Wi-Fi网络。
- \r\n 是回车换行符，通常用于表示命令的结束。
.rsp = "OK":
- 这是指令成功执行后期望从Wi-Fi模块接收到的响应字符串。
- 在许多情况下，Wi-Fi模块会在成功执行AT命令后返回 "OK"。
.timeoutMs = 1000:
- 这是一个整数，表示在等待Wi-Fi模块响应时的超时时间，单位是毫秒。
- 在本例中，超时时间为1000毫秒（1秒）。

4.0 检查WIFI模组的工作状态

WifiCommState_t CheckWifiModuleWork(void)
{WifiCommState_t commState;static uint8_t retryCount = 0;static AtCheckModuleCmdType cmdType = AT_E0;switch (cmdType){case AT_E0:commState = AtCmdHandle(g_checkModuleCmdTable[AT_E0].cmd, g_checkModuleCmdTable[AT_E0].rsp,g_checkModuleCmdTable[AT_E0].timeoutMs);if (commState == WIFI_COMM_OK){retryCount = 0;cmdType = AT_CWMODE_1;}else if (commState == WIFI_COMM_FALL){retryCount++;if (retryCount == 3){retryCount = 0;return WIFI_COMM_FALL;}}break;case AT_CWMODE_1:commState = AtCmdHandle(g_checkModuleCmdTable[AT_CWMODE_1].cmd, g_checkModuleCmdTable[AT_CWMODE_1].rsp,g_checkModuleCmdTable[AT_CWMODE_1].timeoutMs);if (commState == WIFI_COMM_OK){cmdType = AT_E0;return WIFI_COMM_OK;}else if (commState == WIFI_COMM_FALL){return WIFI_COMM_FALL;}break;}return WIFI_COMM_WAIT;
}

5.0 创建AT指令表

static AtCmdInfo_t g_ConnectApCmdTable[] = {{.cmd = "AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"\r\n",   // 这里的\是给编译器用的//.cmd = "AT+CWJAP=\"HIKE_5F\\,2.4G\",\"hike666666\"\r\n",.rsp = "GOT IP",.timeoutMs = 15000,},
};

注："AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"\r\n" 此处这条AT指令的格式为什么是这样，主要原因是AT手册规定的格式就是这个样子：在程序中凡是AT指令出现, " \ 都需要在前面添加\号进行转义，具体如下所示：

6.0 AT+CWJAP 命令详解

注：

AT+CWJAP: 这是Wi-Fi模块用于连接到无线接入点（Access Point, AP）的AT命令。
SSID: 服务集标识符（Service Set Identifier），它是用来唯一标识一个无线网络的名字。
PWD: 密码，指的是Wi-Fi网络的安全密钥或密码。

AT+CWJAP="SSID","password"

SSID 替换为你要连接的Wi-Fi网络的名称。
password 替换为对应的Wi-Fi网络密码。

7.0 检查WIFI连接函数

typedef enum 
{AT_CWJAP_SSID_PWD,
} AtConnectApCmdType;static char g_apSsid[20] = "HIKE_5F_2.4G";
static char g_apPwd[20] = "hike666666";WifiCommState_t CheckWifiConnect(void)
{WifiCommState_t commState;static AtConnectApCmdType cmdType = AT_CWJAP_SSID_PWD;static uint8_t retryCount = 0;char cmdStrBuf[256];switch (cmdType){		case AT_CWJAP_SSID_PWD:sprintf(cmdStrBuf, g_ConnectApCmdTable[AT_CWJAP_SSID_PWD].cmd, g_apSsid, g_apPwd);commState = AtCmdHandle(cmdStrBuf, g_ConnectApCmdTable[AT_CWJAP_SSID_PWD].rsp, g_ConnectApCmdTable[AT_CWJAP_SSID_PWD].timeoutMs);if (commState == WIFI_COMM_OK){retryCount = 0;return WIFI_COMM_OK;}else if (commState == WIFI_COMM_FAIL){retryCount++;if (retryCount == 3){retryCount = 0;return WIFI_COMM_FAIL;}}break;}return WIFI_COMM_WAIT;	
}

8.0 枚举WIFI工作状态

typedef enum
{CHECK_WIFI_MODULE,CHECK_WIFI_CONNECT,CONNECT_MQTT_SERVER,COMM_MQTT_SERVER,HWRESET_WIFI_MODULE,WIWI_MODULE_ERROR,
} WifiWorkState_t;

注：一以上各个枚举变量的含义：

这个枚举类型 WifiWorkState_t 定义了一系列的状态，用于描述Wi-Fi模块在执行特定任务时的不同阶段。这些状态可以帮助我们跟踪Wi-Fi模块的工作流程。下面是每个枚举成员的含义：

CHECK_WIFI_MODULE:
- 这个状态表示正在检查Wi-Fi模块的基本功能或状态。这可能是初始化过程的一部分，用于验证Wi-Fi模块是否准备好接受进一步的命令。
CHECK_WIFI_CONNECT:
- 这个状态表示正在检查Wi-Fi模块是否已成功连接到Wi-Fi网络。这通常发生在Wi-Fi模块尝试连接到一个接入点之后。
CONNECT_MQTT_SERVER:
- 这个状态表示Wi-Fi模块正在尝试连接到MQTT服务器。一旦Wi-Fi连接建立，下一步就是与MQTT服务器建立连接。
COMM_MQTT_SERVER:
- 这个状态表示Wi-Fi模块已经成功连接到了MQTT服务器，并且正在与其进行通信。这可能涉及到发布消息、订阅主题等MQTT协议的交互。
HWRESET_WIFI_MODULE:
- 这个状态表示正在对Wi-Fi模块执行硬件重置。这可能是因为遇到一些无法通过软件解决的问题，或者是为了确保Wi-Fi模块回到一个已知的初始状态。
WIWI_MODULE_ERROR:
- 这个状态表示Wi-Fi模块遇到了错误。这可能是由于硬件故障、软件错误或其他未知问题引起的。当Wi-Fi模块无法正常工作时，它可能会进入这个状态。

9.0 WIFI网络工作任务函数

void WifiNetworkTask(void)
{WifiCommState_t commState;static WifiWorkState_t workState = CHECK_WIFI_MODULE;static uint8_t hwresetCnt = 0;switch (workState){case CHECK_WIFI_MODULE:commState = CheckWifiModuleWork();if (commState == WIFI_COMM_OK){workState = CHECK_WIFI_CONNECT;}else if (commState == WIFI_COMM_FAIL){workState = HWRESET_WIFI_MODULE;}break;case CHECK_WIFI_CONNECT:commState = CheckWifiConnect();if (commState == WIFI_COMM_OK){workState = CONNECT_MQTT_SERVER;}else if (commState == WIFI_COMM_FAIL){workState = CHECK_WIFI_MODULE;}break;		case CONNECT_MQTT_SERVER:break;case COMM_MQTT_SERVER:break;case HWRESET_WIFI_MODULE:if (hwresetCnt < 1)                 // 如果AT命令不通，硬件复位1次{HwresetWifiModule();DelayNms(1000);workState = CHECK_WIFI_MODULE;hwresetCnt++;}else{printf("wifi module error!\n");workState = WIWI_MODULE_ERROR;  // 如果硬件复位1次，AT命令还是不通，就不再执行WIFI任务的业务逻辑，直接退出，避免影响其他任务}break;default:break;}
}