[经验分享] 【DigiKey创意大赛】家用快速体检机05+STM32H7B3I-DK连接WiFi校时和获取天气

上一篇帖子介绍了体检界面实现过程，本篇介绍使用STM32H7B3I-DK开发板连接WiFi，并通过网站服务校时和获取天气。

本次作品UI共有两个页面，一个是体检界面，另一个是台历界面。这个台历界面计划显示时钟和当地天气情况。STM32H7B3I-DK开发板自带WiFi模块，计划采用WiFi联网同步时间，并通过高德天气接口获取天气信息。以下介绍设计过程。

一、熟悉WiFi模块

STM32H7B3I-DK开发板自带的WiFi模块为INVENTEK SYSTEMS的ISM43340_M4G_L44。该模块是一款嵌入式 2.4 和 5 GHz Wi-Fi 802.11 a/b/g/n、低功耗蓝牙 (BLE) 和蓝牙 4.0 模块。模块硬件包括一个赛普拉斯 CYW43340 Combo 无线IC、天线和一个带 1MB 闪存的 STM32F405 主处理器，支持 SPI 或 UART 主机接口。

Wi-Fi 模块无需操作系统，并集成了 TCP/IP 协议栈，只需简单的 AT 命令集即可为您的无线产品建立连接。该模块的表面贴装尺寸为 14.70mm x 34.22mm，具有完整的 FCC、IC 和 CE 模块认证。

该产品适用于低成本嵌入式无线应用，可为您的平台提供快速、简便、经济高效的 WiFi、蓝牙和 BLE 连接。

ISM43340_M4G_L44在开发板上的电路是这样的：

采用的SPI接口和MCU连接。

二、WiFi模块驱动程序编写

我从全网搜索实例程序，发现只有ST官方例程《ClockAndWeather》包含了这个模块的驱动，其他地方都没有找到太合适的。只好从这个例程下手研究。这个例程不支持STM32CubeMX，硬件部分是直接手工配置的，如下图：

要想和我的程序配套使用，最好还是做成STM32CubeMX自动配置的。我仔细研究了一下这个SPI初始化代码，然后在STM32CubeMX里面照着设置一番，然后就可以把这两个初始化函数中的内容注释掉了。具体配置如下。

如此配置好后，直接生成代码，就能和net_conf_es_wifi_spi.c这个文件里的驱动接口配合使用了。

除了配置SPI2接口，还要将用到的库代码移植一下。为了以后能和之前的体检代码整合，我用TouchGFX先建立了一个空的工程，然后参照例程《ClockAndWeather》里面调用的文件，把用到的文件都复制到新工程中，具体用到如下文件。

这些文件添加完成，改掉调用的一些小bug就可以连接WiFi路由器了。

我这里是魔改例程中的clock_weather_app.c文件，将其中部分代码注释掉，预先配置好路由器信息，如下图。

然后调用

int8_t WIFI_Connect(char *ssid, uint8_t *password, int32_t encryption )

WiFi连接函数，就可以连接WiFi路由器了，如果需要打印测试结果，需要提前配置好printf函数输出接口，这个在我上一篇帖子有介绍。具体的如下图。

三、网络校时

以前做网络校时程序，一般都是使用NTP客户端实现，但例程是采用http客户端连接worldtimeapi.org这个网站实现的。我读完代码后发现这个不但能获取时间，还能得到本地外网的IP地址，这个在后面读取天气还能用到，我就索性直接采用例程这个代码实现时间获取，同时还能得到外网IP。

我们从http获取到的JSON是这样的：

例程中使用int Get_Date_Time(char* date_time)这个函数连接服务器获取JSON数据段，然后调用jsmn进行解析，其中重点在解析字段，我在原来的基础上增加IP地址解析。

解析完的时间信息直接存入RTC模块，用于时钟计时。IP地址信息存到了一个全局变量，用于接下来获取天气地点信息。

以上就通过联网把时钟校准好了，需要用到时钟数据，只需调用：

HAL_RTC_GetTime(&hrtc,&RTC_Time,RTC_FORMAT_BIN);

HAL_RTC_GetDate(&hrtc,&RTC_Date,RTC_FORMAT_BIN);

这两个函数就行。具体的可以参考附件完整项目代码。

四、获取天气信息

示例程序获取天气信息采用的是国外的服务器，做的功能比较多，但是对中国的城市支持比较少，以前我申请了高德接口的API KEY，这里我还是采用高德接口。

具体流程是这样的：先用IP地址获取当前的城市地址信息，然后用地址信息里面的adcode码获取天气信息，此时获取的天气信息是采用UTF-8格式编码的，最后需要转码成GBK格式，才能显示后打印出来。

获取adcode码的JSON字段比较固定，我就没有采用jsmn进行解析，直接截取字符串就搞定了，如下。

获取天气信息时，主要功夫花费在UTF-8转GBK码上面了。开始的没注意到获取到的是UTF-8码，直接打印出来是乱码，幸好IAR支持UTF-8码，调试查看内存信息，可以直接显示中文，发现一个汉字对应3个字节，才发现编码问题。

然后通过网络一通查找转码示例，最后锁定GitHub上一个例程：

感觉这个比较清晰简单，没有过多依赖库。

转换需要两步，先是sconv_utf8_to_unicode，然后sconv_unicode_to_gbk，才能实现，不能一次搞定。这个实例是采用查表方式实现的，一定记得要把表格那两个数组设成const格式，不然会放在RAM中，编译不通过。

各部分都调整好后，使用如下代码进行测试。

结果如下，可以看到，能够正常获取时间，IP地址，adcode码，天气。

这个WiFi调试过程中还是有很多沟沟坎坎的，帖子里面不能尽数说明，我把最终调好的工程代码附上，以供需要的人测评。