STM32中 ESP8266 MQTT ModBus RS482 介绍
1、ESP8266:
ESP8266 —— Wi-Fi 无线网络模块
ESP8266 是一款带 Wi-Fi 功能的串口通信模块，可以让 STM32 通过它连接到无线网络（路由器）。
在 STM32 系统中的作用：
STM32 自身不带 Wi-Fi 功能；
ESP8266 通过 UART（串口） 与 STM32 通信；
STM32 发送 AT 指令给 ESP8266；
ESP8266 再负责联网，比如：
连接 Wi-Fi；
连接服务器；
发送/接收网络数据。
典型用途：
让 STM32 上传传感器数据到云端；
实现远程控制（比如用手机控制 STM32 上的设备）；
和 MQTT 协议结合，用于物联网通信。
1、MQTT —— 物联网通信协议
MQTT（Message Queuing Telemetry Transport） 是一种轻量级的网络通信协议，专为 物联网设备设计。
它是基于 发布/订阅（Publish/Subscribe）机制 的：
“客户端” 发布消息；
“服务器（Broker）” 转发给订阅该主题的客户端。
在 STM32 系统中的作用：
STM32 通过 ESP8266 上网；
使用 MQTT 协议与云端（如阿里云、EMQX、百度云等）通信；
实现数据上报、远程控制。
举例：
| 角色 | 内容 |
|---|---|
| STM32 | 发布消息（比如温度值）到主题 home/temperature |
| 手机APP | 订阅同一个主题，就能实时看到温度 |
| 手机APP | 发布消息 home/led |
| STM32 | 订阅 home/led，收到消息后控制灯亮灭 |
通过 ESP8266 将单片机获得WiFi功能，连接网络后，通过MQTT协议传递信号远程控制单片机。MQTT 让 STM32 设备能“说话”——能和云端、手机、电脑通过互联网交流。
3、RS485 —— 物理通信接口标准
RS485 是一种 硬件通信标准（物理层），不是协议。基于硬件有线连接，串行通信方式
它规定了信号传输的电压、电平方式。
特点：
使用 差分信号（A/B 两根线）；
抗干扰强、传输距离远（可达上千米）；
支持多机通信（一主多从）。
为什么要用 RS485
- 传输距离远，再较低传递速度和良好的布线要求下， 可以满足 1200 米作用的传输距离。同 时可以通过【中继节点】可以延续更远的传递距离。
- 传输速度较快，最高可达 10Mbps ==> 1.25 MB/s，使用最大速度，传递距离较短。
- RS485 可以连接多个设备，理论单一设备可以同时连接 32 个其他 485 设备。每一个设备都 可以自定义设备地址编号，一般是从 0x01 ~ 0xXX。可以利用其他技术，将同一个 485 端口 上的设备，扩充到 128 台。
- RS485 芯片通信成本和设备成本较低。
在 STM32 系统中的作用：
STM32 的 UART 口通过 RS485 转换芯片（如 MAX485） 与总线通信；
通常用于 Modbus RTU 协议 的物理层；
也可用于其他自定义的串口通信协议。
举例：
STM32 —(UART TX/RX)—> MAX485 芯片 —(A/B 差分线)—> 另一台设备
4、Modbus —— 工业通信协议
Modbus 是一种经典的 工业通信协议，常用于 PLC、传感器、变频器 等工业设备之间的数据传输。
特点：
- 简单可靠: ModBus 协议操作简单，组成简单，同时具备校验机制，可以满足设备与设备之间 通信的简单可靠性
- 协议开放: 既有通用协议版本，有预留可以编程的自主范围。
- 协议支持广泛: 当前 ModBus 协议底层传递电路层对应端口为 RS485，ModBus 协议不单单 支持 RS485 ，包括 RS232，PLC，传感器设备，执行器设备
ModBus 有三种协议版本
- ModBus RTU【使用最多】 数据紧凑型，高效数据传递模式，使用二进制编码表示数据内容 (8421 BCD 编码)。在 RTU 模式下，一个字节可以对应两个字符。传递效率较高。
- ModBus TCP 基于 TCP/IP 协议的 ModBus 可以用于网络端数据传递。
- ModBus ASCII【可视化较好，但是数据量大】 基于 ASCII 明文方式进行数据传递，参数形 式和其他编码一致，只不过在相同的数据发送量情况下，ASCII 需要占用的数据空间更多。
举例：
STM32 主机读取温湿度模块（从机）的数据；
或 STM32 作为从机，接收上位机发来的控制指令。
Modbus 是一种“规定格式的语言”，让 STM32 能和工业设备标准化通信。
ModBus 协议不仅能用在有线 RS485 上，也能在网络通信中使用。
总结 RS485 和 ModBus
RS485 是“线路标准”，Modbus 是“通信规则”。Modbus 规定了 “数据长什么样”，而 RS485 规定了 “数据怎么传过去”。
| 名称 | 类型 | 功能 | 典型连接方式 | 与 STM32 关系 |
|---|---|---|---|---|
| ESP8266 | 硬件模块 | Wi-Fi联网 | UART | 提供网络接口 |
| MQTT | 网络协议 | 云端通信 | 依赖 TCP/IP（Wi-Fi） | 用于物联网数据传输 |
| Modbus | 通信协议 | 工业数据交换 | 依赖 RS485/UART | 工业现场通信 |
| RS485 | 硬件标准 | 差分信号传输 | UART+MAX485芯片 | 提供物理通信能力 |