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基于STM32F103C8T6连接阿里云物联网平台设计方案

来源：

2025-06-19

类别：工业控制

拍明芯城

基于STM32F103C8T6连接阿里云物联网平台设计方案

在当今物联网（IoT）快速发展的时代，将嵌入式设备连接到云平台进行数据采集、远程控制和智能分析已成为主流趋势。本设计方案旨在详细阐述如何基于广受欢迎的意法半导体（STMicroelectronics）STM32F103C8T6微控制器，构建一个稳定可靠的物联网节点，并将其无缝接入阿里云物联网平台。本方案将深入探讨硬件选型、软件架构、通信协议以及具体实现步骤，为开发者提供一个全面的指南，助力其快速开发和部署物联网应用。

一、引言

随着物联网技术的不断成熟，越来越多的传统设备被赋予了互联互通的能力。无论是智能家居、工业自动化，还是智慧农业、环境监测，物联网都在其中扮演着核心角色。阿里云物联网平台作为国内领先的云计算服务商，提供了强大的设备管理、数据存储、规则引擎和应用开发等功能，极大地简化了物联网应用的开发和部署难度。STM32F103C8T6作为一款性能优异、资源丰富、成本效益高的32位微控制器，在嵌入式领域拥有广泛的应用。将其与阿里云物联网平台相结合，能够实现从底层设备到云端应用的完整解决方案，满足各种物联网场景的需求。本设计方案将详细剖析如何利用STM32F103C8T6的强大功能，结合阿里云物联网平台的优势，构建一个高效、可靠、可扩展的物联网系统。

二、总体设计思路

本设计方案的核心思想是构建一个基于STM32F103C8T6的物联网设备，通过选择合适的通信模块，实现与互联网的连接，并最终将设备数据安全可靠地传输到阿里云物联网平台。设备将负责采集传感器数据、执行控制指令，并通过阿里云平台实现远程监控和管理。整个系统将遵循分层设计原则，包括感知层、网络层和应用层。

感知层： 主要由各类传感器组成，负责采集环境参数（如温度、湿度、光照等）或设备状态数据。STM32F103C8T6作为主控芯片，负责对这些传感器进行驱动和数据读取。
网络层： 负责设备与云平台之间的数据传输。本方案将考虑多种通信方式，如Wi-Fi、NB-IoT或LoRa，并选择其中一种或几种进行重点阐述。通信模块的选择将直接影响设备的功耗、覆盖范围和数据速率。
应用层： 主要指阿里云物联网平台及其上层应用。阿里云平台提供设备认证、数据上报、指令下发、数据存储、规则引擎和可视化等功能，用户可以通过Web界面或移动App对设备进行远程监控和控制。

三、硬件设计与元器件选型

合理的硬件选型是确保系统稳定性和性能的关键。本节将详细介绍STM32F103C8T6作为核心控制器，并优选其他关键元器件，阐述其功能、选择理由及具体型号。

3.1 主控芯片：STM32F103C8T6

元器件型号： STM32F103C8T6
器件作用： 作为整个物联网设备的核心处理器，负责数据采集、协议处理、通信管理、设备控制以及与外设的交互。
选择理由：

高性能与低功耗： 基于ARM Cortex-M3内核，主频可达72MHz，具有优秀的运算能力和实时响应性能。同时，其多种低功耗模式有助于延长电池供电设备的续航时间。
丰富的外设接口： 集成了UART、SPI、I2C、ADC、DAC、定时器等多种通用外设，可以轻松与各种传感器、通信模块和执行器连接。这大大简化了硬件设计和软件开发。
存储资源： 拥有64KB Flash和20KB RAM，对于大多数物联网应用来说，足以存储固件代码、运行数据和缓冲区。
开发生态成熟： 拥有庞大的用户社区和丰富的开发工具链（如Keil MDK、STM32CubeIDE），调试和开发资源丰富，降低了开发门槛和周期。
成本效益： STM32F103C8T6是一款非常成熟且量产的芯片，价格极具竞争力，适合大规模部署的物联网项目。

元器件功能：

数据处理： 对传感器采集的原始数据进行滤波、标定、格式转换等处理。
通信协议栈： 运行MQTT、CoAP等物联网通信协议栈，负责与通信模块交互，实现数据收发。
逻辑控制： 根据接收到的云端指令，控制执行器（如继电器、电机）进行相应动作。
电源管理： 通过进入低功耗模式，优化整体功耗。
固件升级： 支持OTA（Over-The-Air）固件升级功能，方便后期维护和功能扩展。

3.2 通信模块

通信模块是物联网设备连接互联网的桥梁。根据不同的应用场景需求，可以选择不同的通信技术。本方案将重点介绍Wi-Fi模块和蜂窝物联网模块（NB-IoT/4G Cat.1），并进行优选。

3.2.1 优选方案一：Wi-Fi模块

元器件型号： ESP8266 (如ESP-01S, ESP-12F) 或 ESP32
器件作用： 提供Wi-Fi连接功能，将STM32F103C8T6采集的数据通过Wi-Fi网络发送到路由器，进而接入互联网。
选择理由：

普及率高： Wi-Fi网络在家庭、办公室等环境中广泛部署，接入方便。
传输速率快： 相比于低功耗广域网，Wi-Fi提供更高的传输速率，适合传输大量数据或实时性要求较高的应用。
成本低廉： ESP系列模块价格非常亲民，且功能强大。
开发便捷： ESP系列模块通常支持AT指令集，STM32F103C8T6通过UART接口即可对其进行控制。ESP32还支持更复杂的应用程序开发，甚至可以直接运行FreeRTOS和MQTT客户端。

元器件功能：

Wi-Fi连接： 实现设备与Wi-Fi网络的连接，获取IP地址。
TCP/IP协议栈： 内部集成完整的TCP/IP协议栈，负责网络通信的底层实现。
数据透传： 能够将STM32发送的串口数据透明地传输到网络，或将网络接收到的数据转发到串口。
MQTT/CoAP客户端（部分模块集成）： 高级Wi-Fi模块如ESP32可以直接运行MQTT客户端，减轻STM32的通信协议栈负担。

3.2.2 优选方案二：蜂窝物联网模块（NB-IoT/4G Cat.1）

对于需要广域覆盖、低功耗或无Wi-Fi环境的应用，蜂窝物联网模块是更好的选择。

A. NB-IoT模块

元器件型号： 移远通信BC28/BC26模块或中移物联ML302
器件作用： 提供窄带物联网连接，适用于低速率、低功耗、广覆盖的物联网应用。
选择理由：

超低功耗： NB-IoT专为物联网设计，在传输少量数据时功耗极低，电池续航时间可达数年。
广覆盖： 利用现有蜂窝网络基站，信号覆盖范围广，甚至可以覆盖地下室、偏远地区。
深覆盖： 信号穿透力强，适合在恶劣无线环境下工作。
海量连接： 理论上单个基站可支持数十万设备连接，满足大规模物联网部署需求。

元器件功能：

蜂窝网络接入： 实现设备与NB-IoT网络的连接。
数据传输： 通过UDP或CoAP协议将数据发送到平台。
PSM/eDRX低功耗模式： 支持高级低功耗管理模式，显著降低功耗。

B. 4G Cat.1模块

元器件型号： 移远通信EC200S-CN 或有方科技NBIOT831
器件作用： 提供中等速率的蜂窝物联网连接，适用于对数据传输速率有一定要求，同时需要广域覆盖的物联网应用。
选择理由：

平衡性能： 在传输速率和功耗之间取得良好平衡，满足视频监控、复杂数据上报等需求。
广覆盖： 基于现有4G网络，覆盖范围广。
语音功能（部分支持）： 部分Cat.1模块支持VoLTE，可用于语音通话功能。

元器件功能：

蜂窝网络接入： 实现设备与4G Cat.1网络的连接。
TCP/IP协议栈： 内部集成完整的TCP/IP协议栈，支持MQTT等应用层协议。
数据传输： 提供相对较高的传输速率。

3.3 电源管理模块

元器件型号： AMS1117-3.3 (LDO) 或 MP1584N (DC-DC)
器件作用： 将外部电源（如5V USB或电池）转换为STM32F103C8T6和通信模块所需的稳定3.3V工作电压。
选择理由：

AMS1117-3.3： 线性稳压器，优点是电路简单、输出纹波小。缺点是压差大时发热量大，效率相对较低。适合功耗不高的场景或压差较小的场合。
MP1584N： 开关降压芯片，优点是效率高、发热量小，支持较宽的输入电压范围。缺点是电路相对复杂，可能引入开关噪声，但可以通过合理布局和滤波解决。更适合电池供电或对效率要求高的场景。

元器件功能：

稳压输出： 提供稳定的3.3V电源电压。
过流/过热保护： 多数电源芯片具有内置保护机制，提高系统可靠性。

3.4 传感器模块（示例）

以温湿度传感器为例，讲解优选。

元器件型号： DHT11 或 DHT22 (温湿度传感器)
器件作用： 采集环境温度和湿度数据。
选择理由：

DHT11： 价格低廉，接口简单（单总线），易于STM32控制。精度适中，适用于非高精度要求的场景。
DHT22： 精度和测量范围优于DHT11，响应速度更快，但价格略高。适用于对精度有更高要求的场景。

元器件功能：

温度测量： 将环境温度转换为数字信号。
湿度测量： 将环境湿度转换为数字信号。
数字输出： 通过单总线协议将测量数据输出给STM32。

3.5 调试接口

元器件型号： CH340G (USB转串口芯片) 或 CP2102
器件作用： 提供USB到UART的转换功能，方便STM32与PC进行串口通信，用于调试信息输出、参数配置和固件烧录。
选择理由：

CH340G/CP2102： 都是业界常用的USB转串口芯片，驱动兼容性好，价格便宜。

元器件功能：

USB接口： 连接PC。
UART接口： 连接STM32的UART外设。
电平转换： 将USB的TTL电平转换为MCU兼容的电平。

3.6 其他辅助元器件

复位按钮： 提供硬件复位功能，方便设备调试和重启。
LED指示灯： 用于指示设备工作状态（如电源指示、网络连接状态、数据收发状态）。
晶振： 为STM32和通信模块提供精确的时钟源。STM32F103C8T6通常使用8MHz外部高速晶振 (HSE) 和32.768kHz外部低速晶振 (LSE)。
滤波电容： 用于电源滤波和信号滤波，确保电源稳定和信号质量。优选贴片陶瓷电容（100nF、10uF等）和电解电容（47uF、100uF等）。
电阻： 上拉电阻、限流电阻等，根据电路需求配置。

四、软件设计与通信协议

软件是实现设备功能的关键，本节将详细阐述软件架构、通信协议选择以及与阿里云物联网平台的交互流程。

4.1 软件架构

为了保证软件的可维护性、可扩展性和稳定性，建议采用分层模块化的软件架构：

底层驱动层： 负责STM32F103C8T6外设的初始化和控制，如GPIO、UART、SPI、I2C、ADC等。对上层提供统一的接口。
硬件抽象层 (HAL/LL)： STM32CubeF1固件库提供了HAL（Hardware Abstraction Layer）和LL（Low-Layer）库，极大地简化了底层驱动的开发。
传感器数据采集层： 封装各类传感器的数据读取逻辑，提供简单易用的API，如read_temperature()、read_humidity()等。
通信管理层： 负责与通信模块（如ESP8266、NB-IoT模块）进行交互，实现AT指令解析、数据收发、连接状态管理等。
网络协议层： 实现TCP/IP、MQTT等网络通信协议。对于STM32F103C8T6，通常会运行一个轻量级的MQTT客户端库。
阿里云SDK层： 封装与阿里云物联网平台交互的API，包括设备认证、数据上报、属性设置、服务调用等。
应用逻辑层： 实现具体的业务逻辑，如定时采集数据、根据云端指令控制设备、异常处理等。
操作系统层 (RTOS - 可选)： 对于复杂应用，可以考虑引入实时操作系统（如FreeRTOS）。FreeRTOS能够提供任务管理、内存管理、消息队列等功能，提高系统的并发性和实时性。例如，可以创建独立任务分别处理数据采集、网络通信和指令解析，使得系统更稳定高效。

4.2 通信协议选择：MQTT

协议名称： MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)
选择理由：

轻量级： MQTT是一种基于发布/订阅模式的轻量级消息协议，非常适合在资源受限的物联网设备上运行。其协议头开销小，减少了数据传输量。
低带宽需求： 适用于低带宽、不稳定网络的场景。
支持QoS： 提供三种服务质量（QoS 0, 1, 2），可以根据应用需求选择不同的消息可靠性级别。
异步通信： 基于发布/订阅模式，设备之间无需直接通信，通过MQTT代理（Broker）进行消息转发，实现了松耦合。
阿里云官方支持： 阿里云物联网平台全面支持MQTT协议，提供了完善的SDK和开发文档。

协议功能：

连接 (CONNECT/CONNACK)： 设备与MQTT Broker建立连接。
发布 (PUBLISH/PUBACK/PUBREC/PUBREL/PUBCOMP)： 设备发布消息到指定主题。
订阅 (SUBSCRIBE/SUBACK)： 设备订阅感兴趣的主题，接收来自该主题的消息。
取消订阅 (UNSUBSCRIBE/UNSUBACK)： 取消对某个主题的订阅。
断开连接 (DISCONNECT)： 设备与MQTT Broker断开连接。
心跳 (PINGREQ/PINGRESP)： 维持连接的活性。

4.3 阿里云物联网平台交互流程

设备注册： 在阿里云物联网平台创建产品和设备。获取ProductKey、DeviceName和DeviceSecret。这些是设备连接到阿里云的身份凭证。
设备认证： 设备上电后，STM32通过通信模块连接互联网，并使用ProductKey、DeviceName和DeviceSecret生成MQTT连接所需的用户名（clientId）和密码（password）。然后向阿里云MQTT Broker发起连接请求。
订阅主题： 连接成功后，设备订阅阿里云平台用于下发控制指令和属性设置的主题。例如，/sys/${ProductKey}/${DeviceName}/thing/service/property/set用于接收属性设置指令。
数据上报： STM32定时采集传感器数据，将数据封装为JSON格式，并通过MQTT协议发布到阿里云平台指定的数据上报主题。例如，/sys/${ProductKey}/${DeviceName}/thing/event/property/post。
属性上报： 设备可以将自身的状态属性（如在线/离线状态、设备版本号等）上报到云端，供平台管理和应用查询。
指令下发与响应： 阿里云平台通过发布消息到设备订阅的主题来下发控制指令。STM32接收到指令后解析并执行，然后将执行结果通过MQTT上报给平台。
OTA固件升级： 阿里云物联网平台支持OTA固件升级。设备可以定期检查是否有新的固件版本，如果有，则下载并升级。这需要设备具备存储和引导加载器（Bootloader）功能。

五、软件实现细节与代码结构（伪代码与思路）

本节将提供关键部分的伪代码和实现思路，帮助理解软件层面的具体操作。

5.1 STM32CubeIDE项目配置

创建新项目： 使用STM32CubeIDE创建新的STM32项目，选择STM32F103C8T6。
配置时钟： 配置系统时钟为72MHz。
配置UART： 配置一个UART接口（例如UART1）用于与通信模块通信，配置另一个UART接口（例如UART2）用于调试输出。
配置GPIO： 配置必要的GPIO引脚用于控制通信模块（如复位、使能）和传感器接口。
生成代码： CubeIDE会自动生成HAL库初始化代码。

5.2 通信模块驱动（以ESP8266为例）

// esp8266_driver.h
#ifndef ESP8266_DRIVER_H
#define ESP8266_DRIVER_H

#include "main.h" // 包含HAL库头文件

// 初始化ESP8266模块
HAL_StatusTypeDef ESP8266_Init(void);

// 连接WiFi
HAL_StatusTypeDef ESP8266_ConnectWiFi(const char* ssid, const char* password);

// 建立TCP连接
HAL_StatusTypeDef ESP8266_ConnectTCP(const char* host, uint16_t port);

// 发送数据
HAL_StatusTypeDef ESP8266_SendData(const uint8_t* data, uint16_t len);

// 接收数据 (非阻塞方式)
int32_t ESP8266_ReceiveData(uint8_t* buffer, uint16_t max_len, uint32_t timeout_ms);

// 关闭TCP连接
HAL_StatusTypeDef ESP8266_CloseTCP(void);

#endif // ESP8266_DRIVER_H

实现思路： STM32通过UART向ESP8266发送AT指令，并解析ESP8266的响应。例如，发送AT+CWJAP="SSID","PASSWORD"连接Wi-Fi，发送AT+CIPSTART="TCP","HOST",PORT建立TCP连接。需要实现一个AT指令发送/接收和响应解析的通用函数。

5.3 MQTT客户端实现（基于Paho MQTT移植）

为了在STM32F103C8T6上运行MQTT协议，通常会移植一个轻量级的MQTT客户端库，如Eclipse Paho MQTT Embedded C Client。

// mqtt_client.h
#ifndef MQTT_CLIENT_H
#define MQTT_CLIENT_H

#include "MQTTPacket.h" // Paho MQTT库的头文件
#include "transport.h"   // Paho MQTT库的传输层接口

// MQTT客户端初始化
void MQTT_Client_Init(void);

// MQTT连接到阿里云
MQTTStatusTypeDef MQTT_Connect_Aliyun(const char* productKey, const char* deviceName, 
const char* deviceSecret);

// MQTT发布消息
MQTTStatusTypeDef MQTT_Publish_Message(const char* topic, const char* payload, QoS_e qos);

// MQTT订阅主题
MQTTStatusTypeDef MQTT_Subscribe_Topic(const char* topic, QoS_e qos, void (*msg_callback)
(MessageData*));

// MQTT处理循环 (需要周期性调用)
void MQTT_Yield(uint32_t timeout_ms);

#endif // MQTT_CLIENT_H

实现思路：

传输层： Paho MQTT库需要一个传输层接口，用于实现TCP/IP数据的发送和接收。对于ESP8266，这个传输层就是基于ESP8266_SendData和ESP8266_ReceiveData。
MQTT协议封装： Paho库负责MQTT协议报文的封装和解析。
阿里云鉴权： 阿里云物联网平台的设备认证需要根据ProductKey、DeviceName和DeviceSecret生成用户名和密码。这通常涉及到HMAC_SHA1加密算法。STM32F103C8T6没有硬件加密模块，需要软件实现。
心跳机制： 定期调用MQTT_Yield函数，确保MQTT连接的活性。

5.4 传感器数据采集

// sensor_manager.h
#ifndef SENSOR_MANAGER_H
#define SENSOR_MANAGER_H

#include "main.h"

// 传感器初始化
HAL_StatusTypeDef Sensor_Init(void);

// 读取温湿度数据
HAL_StatusTypeDef Read_DHT_Data(float* temperature, float* humidity);

#endif // SENSOR_MANAGER_H

实现思路： 根据DHT11/DHT22的时序图，通过STM32的GPIO模拟单总线通信协议，读取传感器数据并进行校验。

5.5 主循环逻辑 (main.c)

#include "main.h"
#include "esp8266_driver.h"
#include "mqtt_client.h"
#include "sensor_manager.h"
#include "cJSON.h" // JSON解析库

#define PRODUCT_KEY     "YOUR_PRODUCT_KEY"
#define DEVICE_NAME     "YOUR_DEVICE_NAME"
#define DEVICE_SECRET   "YOUR_DEVICE_SECRET"
#define ALIYUN_BROKER   "YOUR_PRODUCT_KEY.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com" 
// 根据实际地域选择

void app_init(void);
void mqtt_message_callback(MessageData* msg);

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init(); // ESP8266
  MX_USART2_UART_Init(); // Debug

  app_init();

  // 连接阿里云
  while (MQTT_Connect_Aliyun(PRODUCT_KEY, DEVICE_NAME, DEVICE_SECRET) != MQTT_STATUS_OK)
  {
    HAL_Delay(5000); // 连接失败，等待5秒重试
    printf("MQTT connection failed, retrying...
");
  }
  printf("MQTT connected to Aliyun IoT Platform.
");

  // 订阅主题
  MQTT_Subscribe_Topic("/sys/"PRODUCT_KEY"/"DEVICE_NAME"/thing/service/property/set", QoS0,
   mqtt_message_callback);
  printf("Subscribed to property set topic.
");

  uint32_t last_report_time = HAL_GetTick();
  uint32_t report_interval_ms = 10000; // 每10秒上报一次数据

  while (1)
  {
    // MQTT处理循环，保持连接和接收消息
    MQTT_Yield(100);

    // 定时上报数据
    if (HAL_GetTick() - last_report_time >= report_interval_ms)
    {
      float temperature, humidity;
      if (Read_DHT_Data(&temperature, &humidity) == HAL_OK)
      {
        cJSON* root = cJSON_CreateObject();
        cJSON* params = cJSON_CreateObject();
        cJSON_AddItemToObject(root, "params", params);
        cJSON_AddNumberToObject(params, "CurrentTemperature", temperature);
        cJSON_AddNumberToObject(params, "CurrentHumidity", humidity);

        char* payload = cJSON_PrintUnformatted(root);
        if (payload != NULL)
        {
          MQTT_Publish_Message("/sys/"PRODUCT_KEY"/"DEVICE_NAME"/thing/event/property/post", 
          payload, QoS0);
          printf("Reported data: %s
", payload);
          cJSON_Free(payload);
        }
        cJSON_Delete(root);
      }
      else
      {
        printf("Failed to read sensor data.
");
      }
      last_report_time = HAL_GetTick();
    }
  }
}

void app_init(void)
{
  // 初始化ESP8266
  if (ESP8266_Init() != HAL_OK)
  {
    printf("ESP8266 initialization failed.
");
    // 错误处理
  }
  printf("ESP8266 initialized.
");

  // 连接WiFi
  while (ESP8266_ConnectWiFi("YOUR_WIFI_SSID", "YOUR_WIFI_PASSWORD") != HAL_OK)
  {
    HAL_Delay(2000); // 连接失败，等待2秒重试
    printf("WiFi connection failed, retrying...
");
  }
  printf("WiFi connected.
");

  // 初始化传感器
  if (Sensor_Init() != HAL_OK)
  {
    printf("Sensor initialization failed.
");
  }
  printf("Sensor initialized.
");

  // 初始化MQTT客户端
  MQTT_Client_Init();
  printf("MQTT client initialized.
");
}

void mqtt_message_callback(MessageData* msg)
{
  printf("Message received on topic: %.*s
", msg->topicName->lenstring.len, msg->
  topicName->lenstring.data);
  printf("Payload: %.*s
", msg->message->payloadlen, (char*)msg->message->payload);

  // 解析JSON指令，并执行相应操作
  cJSON* root = cJSON_Parse((char*)msg->message->payload);
  if (root != NULL)
  {
    cJSON* params = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(root, "params");
    if (params != NULL)
    {
      // 示例：解析控制LED的指令
      cJSON* led_status = cJSON_GetObjectItemCaseSensitive(params, "LEDStatus");
      if (cJSON_IsNumber(led_status))
      {
        if (led_status->valueint == 1)
        {
          // 控制LED亮
          printf("Turn LED ON
");
        }
        else
        {
          // 控制LED灭
          printf("Turn LED OFF
");
        }
        // 回复属性设置结果
        cJSON* reply_root = cJSON_CreateObject();
        cJSON* reply_data = cJSON_CreateObject();
        cJSON_AddStringToObject(reply_root, "code", "200");
        cJSON_AddStringToObject(reply_root, "message", "success");
        cJSON_AddStringToObject(reply_root, "id", "123"); // 对应请求的id
        cJSON_AddItemToObject(reply_root, "data", reply_data);
        cJSON_AddNumberToObject(reply_data, "LEDStatus", led_status->valueint);

        char* reply_payload = cJSON_PrintUnformatted(reply_root);
        if (reply_payload != NULL)
        {
          MQTT_Publish_Message("/sys/"PRODUCT_KEY"/"DEVICE_NAME"/thing/service/property/set_reply", 
          reply_payload, QoS0);
          cJSON_Free(reply_payload);
        }
        cJSON_Delete(reply_root);
      }
    }
    cJSON_Delete(root);
  }
}

重要提示：

错误处理： 实际项目中需要增加大量的错误处理和重试机制，以提高系统健壮性。
HMAC_SHA1： 阿里云MQTT连接密码生成需要HMAC_SHA1加密。在STM32F103C8T6上，需要软件实现或寻找现成的库。
内存管理： STM32F103C8T6的RAM有限，使用cJSON等库时需注意内存分配和释放，避免内存泄漏。
低功耗： 如果是电池供电应用，需要深入研究STM32的低功耗模式（Stop Mode、Standby Mode）以及通信模块的低功耗特性（如NB-IoT的PSM/eDRX），并在不影响功能的前提下尽可能降低功耗。
安全性： 对于生产环境，应考虑TLS/SSL加密通信，但这会增加MCU的资源开销和开发复杂度，STM32F103C8T6可能需要硬件加密协处理器支持或选择功能更强大的MCU。对于简单应用，使用MQTT的用户名/密码认证即可。
看门狗： 引入独立看门狗 (IWDG) 或窗口看门狗 (WWDG) 机制，防止程序跑飞，提高系统可靠性。

六、阿里云物联网平台配置

6.1 创建产品与设备

登录阿里云物联网平台： 访问
iot.console.aliyun.com
并登录您的阿里云账号。
创建产品： 在“产品”页面点击“创建产品”。

产品名称： 自定义（例如：STM32_IoT_Device）。
节点类型： 选择“直连设备”（对于STM32直接连接）。
连接方式： 选择“Wi-Fi”或“蜂窝（2G/3G/4G/5G）”或“NB-IoT”等，取决于您选择的通信模块。
数据格式： 选择“Alink JSON”。
其他选项根据需求配置。

定义物模型：

属性示例：
服务示例：

标识符： CurrentTemperature，名称： 当前温度，数据类型： float，读写类型： 只读。
标识符： CurrentHumidity，名称： 当前湿度，数据类型： float，读写类型： 只读。
标识符： LEDStatus，名称： LED状态，数据类型： int，读写类型： 读写（用于云端控制LED）。

标识符： SetAlarmThreshold，名称： 设置报警阈值，输入参数： Threshold (float)，输出参数： Result (string)。

在产品详情页，选择“功能定义”选项卡。
点击“编辑草稿”，添加“属性”（用于数据上报和云端读写）、“服务”（用于云端调用设备功能）和“事件”（用于设备主动上报事件）。
完成后点击“发布上线”。

添加设备： 在产品详情页，选择“设备”选项卡，点击“添加设备”。

DeviceName： 自定义（例如：MyTestDevice001）。
系统会自动生成DeviceSecret。请务必保存ProductKey、DeviceName和DeviceSecret，这些是设备连接阿里云的凭证。

6.2 规则引擎与数据流转

创建规则： 在“规则引擎”页面，点击“创建规则”。

规则名称： 自定义。
产品： 选择您创建的产品。
数据来源： 选择“设备上报数据”。
数据处理： 可以编写SQL语句对上报数据进行筛选、转换。例如：SELECT CurrentTemperature, CurrentHumidity FROM /sys/${ProductKey}/${DeviceName}/thing/event/property/post。