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基于MQTT的GD32VW553物联网通信——微信小程序

分享作者：wx17479676967432
评测品牌：萤火工场
评测型号：GD32VW553-IOT
发布时间：2025-09-03 09:36:41
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概要
在万物互联的时代，如何选择一款性能优异、开发便捷、生态成熟的MCU来作为物联网设备的“大脑”，是整个项目成功的关键。近期，笔者有幸体验了兆易创新（GigaDevice）推出的GD32VW553系列双频Wi-Fi 6微控制器，并以其为核心，构建了一套完整的MQTT物联网通信系统，最终通过微信小程序进行远程监控。本文将从一个开发者的角度，对这套技术方案进行全面的深度测评。
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1引言​

在万物互联的时代，如何选择一款性能优异、开发便捷、生态成熟的MCU来作为物联网设备的“大脑”，是整个项目成功的关键。近期，笔者有幸体验了兆易创新（GigaDevice）推出的GD32VW553系列双频Wi-Fi 6微控制器，并以其为核心，构建了一套完整的MQTT物联网通信系统，最终通过微信小程序进行远程监控。本文将从一个开发者的角度，对这套技术方案进行全面的深度测评。


一、 主角登场：GD32VW553芯片​

​硬件优势：​​

RISC-V内核高能效加持​：GD32VW553基于旗下基于RISC-V架构的Bumblebee内核，主频高达160MHz。在实际测试中，其计算性能足以轻松应对TCP/IP协议栈、MQTT协议解析、传感器数据采集和加密算法等多项任务并行运行，功耗控制却相当出色。

​双频Wi-Fi 6集成​：这是其最大亮点之一。芯片集成了2.4GHz & 5GHz双频段802.11ax Wi-Fi 6射频模块。实测在复杂网络环境下，5GHz频段带来了更高速率和更低延迟的数据传输，有效减少了同频干扰，设备连接路由器更加稳定快速。

​丰富的外设与安全特性​：芯片提供了充足的GPIO、UART、SPI、I2C等接口，便于连接各类传感器。内置的硬件加密引擎（AES, SHA, PKC, TRNG）为MQTT的TLS加密通信提供了硬件级支持，大幅提升安全性并减轻CPU负担。

​开发环境：​​

官方提供的GD32VW55x评估板和配套的GD32IDE开发环境（基于GD32EmbeddedBuilder_v1.5.1.30366）开箱即用。SDK包结构清晰，提供了Wi-Fi连接、Socket编程、AT指令等丰富的示例代码，大大降低了上手门槛。

二、 核心实战：MQTT通信实现

      由于现在阿里云物联网平台已经不再允许开放，我本来想用阿里云的ECS免费版临时搭建个MQTT使用，结果在开发微信小程序时发现要想使用MQTT必须使用域名，但是域名还要备案，时间较长就果断放弃了这个方案，不急的小伙伴可以尝试一下。我选择的是EMQX平台免费的MQTT服务器，百度就可以搜到，急用的小伙伴可以采用一下。

设置连接要连接使用的WiFi名称密码以及要连接的MQTT服务器的IP以及端口。

#define SSID            "captain"
#define PASSWORD        "926521944" // NULL // ""
char alarm_state;
#define SERVER_PORT     1883
ip_addr_t sever_ip_addr = IPADDR4_INIT_BYTES(44,232,241,40);
 
static char client_id[] = {'c', 'a', 'p', 'a', 't', 'a', 'i', 'n'};
struct mqtt_connect_client_info_t client_info = {
    //client_id
    client_id,
    //client_user
    NULL,//NULL,
    //client_password
    NULL,//NULL,
    //keep_alive
    120,
    //topic
    NULL,
    //msg
    NULL,
    //qos
    0,
    //retain
    0
};

以下是GD32VW553连接MQTT服务器的过程；

 
static int client_connect(void)
{
    err_t ret = ERR_OK;
    uint32_t connect_time = 0;
 
    mqtt_client = mqtt_client_new();
    if (mqtt_client == NULL) {
        printf("Can't get mqtt client.\r\n");
        return -1;
    }
 
    printf("MQTT: start link server...\r\n");
 
    mqtt_ssl_cfg(mqtt_client, tls_auth_mode);
    mqtt_set_inpub_callback(mqtt_client, mqtt_receive_pub_topic_print, mqtt_receive_msg_print, &client_info);
 
    if (current_mqtt_mode == MODE_TYPE_MQTT5) {
        if (mqtt5_param_cfg(mqtt_client)) {
            printf("MQTT: Configuration MQTT parameters failed, stop connection.\r\n");
            return -2;
        }
 
        connect_time = sys_current_time_get();
        ret = mqtt5_client_connect(mqtt_client, &sever_ip_addr, SERVER_PORT, mqtt_connect_callback, NULL, &client_info,
                            &(mqtt_client->mqtt5_config->connect_property_info),
                            &(mqtt_client->mqtt5_config->will_property_info));
        if (ret != ERR_OK) {
            printf("MQTT mqtt_client: connect to server failed.\r\n");
            return ret;
        }
 
        while (mqtt_client_is_connected(mqtt_client) == false) {
            if ((sys_current_time_get() - connect_time) > 5000) {
               printf("MQTT mqtt_client: connect to server timeout.\r\n");
               return -3;
            }
            if (connect_fail_reason == MQTT_CONNECTION_REFUSE_PROTOCOL) {
                mqtt5_disconnect(mqtt_client);
                mqtt5_param_delete(mqtt_client);
                printf("MQTT: The server does not support version 5.0, now switch to version 3.1.1.\r\n");
                current_mqtt_mode = MODE_TYPE_MQTT;
                connect_fail_reason = -1;
                break;
            } else if (connect_fail_reason > 0) {
                mqtt5_fail_reason_display((mqtt5_connect_return_res_t)connect_fail_reason);
                return connect_fail_reason;
            }
            sys_yield();
        }
    }
 
    if (current_mqtt_mode == MODE_TYPE_MQTT) {
        connect_time = sys_current_time_get();
        ret = mqtt_client_connect(mqtt_client, &sever_ip_addr, SERVER_PORT, mqtt_connect_callback, NULL, &client_info);
        if (ret != ERR_OK) {
            printf("MQTT mqtt_client: connect to server failed.\r\n");
            return ret;
        }
 
        while(mqtt_client_is_connected(mqtt_client) == false) {
            if ((sys_current_time_get() - connect_time) > 5000) {
               printf("MQTT mqtt_client: connect to server timeout.\r\n");
               return -3;
            }
            if (connect_fail_reason > 0) {
                mqtt_fail_reason_display((mqtt_connect_return_res_t)connect_fail_reason);
                return connect_fail_reason;
            }
            sys_yield();
        }
    }
 
    printf("MQTT: Successfully connected to server.\r\n");
 
    return 0;
}

GD32VW553通过扫描wifi、连接WiFi、连接到MQTT服务器以及订阅主题的过程

static void wifi_client_connect(void)
{
    int status = 0;
    char *ssid = SSID;
    char *password = PASSWORD;
    struct mac_scan_result candidate;
 
    if (ssid == NULL) {
        printf("ssid can not be NULL!\r\n");
    }
 
    /*
    * 1. Start Wi-Fi scan
    */
    printf("Start Wi-Fi scan.\r\n");
    status = wifi_management_scan(1, ssid);
    if (status != 0) {
        printf("Wi-Fi scan failed.\r\n");
    }
    sys_memset(&candidate, 0, sizeof(struct mac_scan_result));
    status = wifi_netlink_candidate_ap_find(WIFI_VIF_INDEX_DEFAULT, NULL, ssid, &candidate);
    if (status != 0) {
    }
 
    /*
    * 2. Start Wi-Fi connection
    */
    printf("Start Wi-Fi connection.\r\n");
    if (wifi_management_connect(ssid, password, 1) != 0) {
        printf("Wi-Fi connection failed\r\n");
    }
 
    /*
    * 3. Start MQTT client
    */
    printf("Start MQTT client.\r\n");
 
        if (client_connect() != 0) {
        printf("MQTT connect server failed.\r\n");
    }
        ///************新加服务器订阅****************////
        if (client_subscribe() != 0) {
        printf("MQTT subscribe failed.\r\n");
        }
 
 
}

建立freertos任务，不断往MQTT服务器发数据，同时检测mqtt服务器以及wifi是否断开

static void mqtt_client_task(void *param)
{
	uint16_t i;
	while(1){
 
 
    	////************检测WiFi以及mqtt是否断开************/////
        if (mqtt_client == NULL || !mqtt_client_is_connected(mqtt_client)) {
            printf("Connection lost, reconnecting...\r\n");
            wifi_client_connect(); // 重新连接
        }
 
              /**************发送数据到服务器**************/
        if(MPC_ALARM == 0) {
			alarm_state = alarm(ADC_CH0,ADC_CH1,ADC_CH2);
			sprintf(adc_msg,"{\"ADC0\":%1.f,\"ADC1\":%1.f,\"ADC2\":%1.f,\"alarm\":\"%s\"}",ADC_CH0, ADC_CH1, ADC_CH2,(alarm_state?"on":"off"));
        }
        if (client_publish(topic_pub, adc_msg, strlen(adc_msg)) != 0) {
            printf("MQTT publish failed.\r\n");
        }
 
        sys_ms_sleep(200);
	}
 
}

微信小程序开发是使用微信开发者工具实现的，具体的开发过程建议B站找寻专业博主学习，小白就不在这里解释了，我这里只简单的叙述一下微信小程序连接MQTT以及从服务器获取数据的过程，

// index.js
// 获取应用实例
var mqtt = require('../../utils/mqtt.min')
var cilent = null
Page({
  data: {
    temp0:'0',
    temp1:'0',
    temp2:'0',
    temp3:'0',
    temp4:'0',
    temp5:'0'
  },
  onLoad(){
    this.connectMqtt()
  },
  connectMqtt:function(){
    var that = this
    const options = {
      connectTimeout:4000,
      clientId:'WX-captain',
      port:8084,
      username:'WX-captain',
      password:'926521944'
    }
    client = mqtt.connect('wxs://broker.emqx.io:8084/mqtt',options)
    client.on('connect',(e)=>
    {
      console.log('服务器连接成功')
      client.subscribe('topic_pub_test',{qos:0},function(err){
        if(!err)
        {
            console.log('订阅成功')
        }
      })
    })
    client.on('message',function(topic,message){
      let tem = {}
      tem=JSON.parse(message)
 
      that.setData({
        temp0:tem.ADC0,
        temp1:tem.ADC1,
        temp2:tem.ADC2,
        temp3:tem.alarm
      })
      console.log(tem)
    })
  },
 
})

以下是最终实现GD32VW553采集数据通过MATT协议一微信小程序实现通信的演示图：

OK,文章到此技术，纯属文章小白，不喜勿喷，有技术问题欢迎一起讨论！

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