Skip to main content

Code mẫu MQTT gửi tọa độ GPS tới sever dùng 4G

Dưới đây là code mẫu dùng cho Mạch phát triển 4G GPS ESP32-C3 TDM2421, một số sản phẩm khác bạn cần tìm hiểu tập lệnh AT để chỉnh sửa cho phù hợp.

Sever ở đây mình dùng là Thingsboard, nếu dùng sever khác thì các bạn chỉnh TOPIC, ACESSTOKEN cho phù hợp.

Để sử dụng được MQTT cho module này, các lệnh AT cần thiết phải dùng là: 

  1. AT+QMTOPEN
  2. AT+QMTCONN
  3. AT+QMTPUBEX
  4. AT+QMTDISC

Lập trình

#include <HardwareSerial.h>

#define simSerial Serial0  // Sử dụng Serial0 cho module SIM
#define MCU_SIM_BAUDRATE 115200
#define MCU_SIM_TX_PIN 21
#define MCU_SIM_RX_PIN 20
#define MCU_SIM_EN_PIN 2  
#define BUF_SIZE 256
#define PAYLOAD_SIZE 128
#define MSG_SIZE 128

char data[BUF_SIZE];
char payload[PAYLOAD_SIZE];
char msg[MSG_SIZE];
float latDecimalGlobal = 0.0;
float lonDecimalGlobal = 0.0;
bool is_publishing = false;

// Hàm chuyển đổi tọa độ sang dạng thập phân
float convertToDecimal(char *coordinate, char direction) {
    float degrees, minutes, decimal;
    char degStr[4], minStr[10];

    if (strlen(coordinate) > 9) { // Kinh độ (DDDMM.MMMM)
        strncpy(degStr, coordinate, 3);
        degStr[3] = '\0';
        strcpy(minStr, coordinate + 3);
    } else { // Vĩ độ (DDMM.MMMM)
        strncpy(degStr, coordinate, 2);
        degStr[2] = '\0';
        strcpy(minStr, coordinate + 2);
    }

    degrees = atof(degStr);
    minutes = atof(minStr);
    decimal = degrees + (minutes / 60.0);

    if (direction == 'S' || direction == 'W') {
        decimal = -decimal;
    }

    return decimal;
}

// Hàm phân tích chuỗi GPS
void parseGPSData(char *gpsData) {
    char *token;
    char latitude[12], longitude[12];
    char latDir, lonDir;
    float latDecimal, lonDecimal;

    // Kiểm tra lỗi GPS hoặc dữ liệu không hợp lệ
    if (strstr(gpsData, "+CME ERROR:") != NULL) {
        Serial.print("GPS error: ");
        Serial.println(gpsData);
        // Tạo payload mặc định
        snprintf(payload, sizeof(payload), "{\"latitude\": %.6f, \"longitude\": %.6f}", latDecimalGlobal, lonDecimalGlobal);
        Serial.print("Payload (default): ");
        Serial.println(payload);
        return;
    }

    if (strstr(gpsData, "+QGPSLOC:") == NULL) {
        Serial.println("No valid GPS data found");
        // Tạo payload mặc định
        snprintf(payload, sizeof(payload), "{\"latitude\": %.6f, \"longitude\": %.6f}", latDecimalGlobal, lonDecimalGlobal);
        Serial.print("Payload (default): ");
        Serial.println(payload);
        return;
    }

    // Bỏ qua phần đầu "+QGPSLOC: "
    token = strtok(gpsData, " ");
    token = strtok(NULL, ",");
    // Bỏ qua thời gian
    token = strtok(NULL, ",");
    // Lấy vĩ độ
    strcpy(latitude, token);
    latDir = latitude[strlen(latitude) - 1];
    latitude[strlen(latitude) - 1] = '\0';
    // Lấy kinh độ
    token = strtok(NULL, ",");
    strcpy(longitude, token);
    lonDir = longitude[strlen(longitude) - 1];
    longitude[strlen(longitude) - 1] = '\0';
    // Chuyển đổi sang thập phân
    latDecimal = convertToDecimal(latitude, latDir);
    lonDecimal = convertToDecimal(longitude, lonDir);

    // Cập nhật biến toàn cục
    latDecimalGlobal = latDecimal;
    lonDecimalGlobal = lonDecimal;

    // In kết quả
    Serial.print("Vi do: ");
    Serial.println(latDecimal, 6);
    Serial.print("Kinh do: ");
    Serial.println(lonDecimal, 6);

    // Tạo payload JSON
    snprintf(payload, sizeof(payload), "{\"latitude\": %.6f, \"longitude\": %.6f}", latDecimalGlobal, lonDecimalGlobal);
    Serial.print("Payload: ");
    Serial.println(payload);
}

void sim_at_wait() {
    delay(1000); // Tăng delay để đảm bảo nhận đủ dữ liệu
    int len = 0;
    while (simSerial.available()) {
        char c = simSerial.read();
        if (len < BUF_SIZE - 1) {
            data[len++] = c;
        }
    }
    if (len > 0) {
        data[len] = '\0'; // Null-terminate chuỗi
        Serial.print("===== SIM receive: ");
        Serial.println(data);
        // Kiểm tra lỗi MQTT
        if (strstr(data, "+QMTSTAT:") != NULL) {
            Serial.print("MQTT connection error: ");
            Serial.println(data);
        }
        // Phân tích GPS nếu nhận được và không đang publish
        if (strstr(data, "+QGPSLOC:") != NULL && !is_publishing) {
            parseGPSData(data);
        } else if (strstr(data, "+CME ERROR:") != NULL) {
            parseGPSData(data); // Xử lý lỗi GPS
        }
    } else {
        Serial.println("No data received from SIM module");
    }
}

bool sim_at_cmd(String cmd) {
    Serial.print("Sending command: ");
    Serial.println(cmd);
    simSerial.println(cmd);
    sim_at_wait();
    // Kiểm tra phản hồi OK hoặc ERROR
    if (strstr(data, "OK") != NULL) {
        return true;
    } else if (strstr(data, ">") != NULL) {
        return true; // Dấu > cho biết module chờ payload
    } else if (strstr(data, "ERROR") != NULL) {
        Serial.print("Command failed: ");
        Serial.println(cmd);
        return false;
    }
    return false;
}

bool sim_at_send(char c) {
    simSerial.write(c);
    return true;
}

void get_gps_data() {
    Serial.println("Requesting GPS data...");
    sim_at_cmd("AT+QGPS?");
    for (int i = 0; i < 5; i++) { // Thử 5 lần
        Serial.print("GPS attempt ");
        Serial.println(i + 1);
        sim_at_cmd("AT+QGPSLOC=0");
        delay(5000); // Chờ 5 giây để GPS thử định vị
        if (strstr(data, "+QGPSLOC:") != NULL) {
            Serial.println("GPS data received!");
            break;
        }
    }
}

bool check_network() {
    sim_at_cmd("AT+CSQ");
    if (strstr(data, "+CSQ: 0,0") != NULL || strstr(data, "+CSQ: 99,99") != NULL) {
        Serial.println("No network signal!");
        return false;
    }
    Serial.println("Network signal OK");
    // Kiểm tra GPRS
    sim_at_cmd("AT+CGATT?");
    if (strstr(data, "+CGATT: 1") == NULL) {
        Serial.println("GPRS not attached, attempting to attach...");
        sim_at_cmd("AT+CGATT=1");
        delay(2000);
        return strstr(data, "OK") != NULL;
    }
    return true;
}

bool send_mqtt_data() {
    // Khởi tạo payload mặc định nếu rỗng
    if (strlen(payload) == 0) {
        snprintf(payload, sizeof(payload), "{\"latitude\": %.6f, \"longitude\": %.6f}", latDecimalGlobal, lonDecimalGlobal);
        Serial.print("Payload initialized: ");
        Serial.println(payload);
    }
    Serial.print("Sending MQTT data with payload: ");
    Serial.println(payload);
    is_publishing = true;

    if (!check_network()) {
        Serial.println("Network signal weak, skipping MQTT send");
        is_publishing = false;
        return false;
    }

    // Thử mở kết nối MQTT
    bool mqtt_opened = false;
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        if (sim_at_cmd("AT+QMTOPEN=0,\"demo.thingsboard.io\",1883")) { // CHỈNH SỬA CHO PHÙ HỢP VỚI SEVER ĐANG DÙNG
            if (strstr(data, "+QMTOPEN: 0,0") != NULL) {
                Serial.println("MQTT connection opened");
                mqtt_opened = true;
                break;
            }
        }
        Serial.println("MQTT open failed, retrying...");
        delay(3000);
    }
    if (!mqtt_opened) {
        Serial.println("Failed to open MQTT connection");
        is_publishing = false;
        return false;
    }

    // Thử kết nối client
    bool mqtt_connected = false;
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        if (sim_at_cmd("AT+QMTCONN=0,\"clientExample\",\"StQb4lQec7VJK7BZsUl5\"")) { // CHỈNH ACCESTOKEN CHO PHÙ HỢP
            if (strstr(data, "+QMTCONN: 0,0,0") != NULL) {
                Serial.println("MQTT client connected");
                mqtt_connected = true;
                break;
            }
        }
        Serial.println("MQTT connect failed, retrying...");
        delay(3000);
    }
    if (!mqtt_connected) {
        Serial.println("Failed to connect MQTT client");
        is_publishing = false;
        return false;
    }

    // Gửi payload
    bool mqtt_published = false;
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        uint32_t dodai = strlen(payload);
        snprintf(msg, sizeof(msg), "AT+QMTPUBEX=0,0,0,0,\"v1/devices/me/telemetry\",%lu", dodai); // CHỈNH TOPIC CHO PHÙ HỢP
        if (sim_at_cmd(msg)) {
            delay(1000); // Tăng delay để chờ dấu >
            if (strstr(data, ">") != NULL) {
                if (sim_at_cmd(payload)) {
                    delay(1000); // Tăng delay để gửi payload
                    sim_at_cmd(""); // Gửi \r\n
                    delay(1000); // Chờ phản hồi
                    if (strstr(data, "+QMTPUBEX: 0,0,0") != NULL) {
                        Serial.println("MQTT publish successful");
                        mqtt_published = true;
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        Serial.println("MQTT publish failed, retrying...");
        delay(3000);
    }
    if (!mqtt_published) {
        Serial.println("Failed to publish MQTT data");
    }

    // Ngắt kết nối
    sim_at_cmd("AT+QMTDISC=0");
    delay(2000);
    is_publishing = false;
    return mqtt_published;
}

void setup() {
    pinMode(MCU_SIM_EN_PIN, OUTPUT);
    digitalWrite(MCU_SIM_EN_PIN, HIGH); // Thả PWRKEY lên cao
    delay(500);
    Serial.begin(115200);
    Serial.println("\n\n\n\n-----------------------\nSystem started!!!!");
    delay(5000);

    simSerial.begin(MCU_SIM_BAUDRATE, SERIAL_8N1, MCU_SIM_RX_PIN, MCU_SIM_TX_PIN);
    Serial.println("SIM Serial initialized!");
    Serial.println("Checking AT command...");
    sim_at_cmd("AT");
    Serial.println("Getting product info...");
    sim_at_cmd("ATI");
    Serial.println("Checking signal quality...");
    sim_at_cmd("AT+CSQ");
    Serial.println("Getting IMSI...");
    sim_at_cmd("AT+CIMI");
    Serial.println("Activating GPS...");
    sim_at_cmd("AT+QGPSCFG=\"antenna\",1"); // Bật nguồn cho anten chủ động
    sim_at_cmd("AT+QGPS=1");
    delay(15000); // Chờ 15 giây để GPS khởi động
    // Khởi tạo payload mặc định
    snprintf(payload, sizeof(payload), "{\"latitude\": %.6f, \"longitude\": %.6f}", latDecimalGlobal, lonDecimalGlobal);
    Serial.print("Initial payload: ");
    Serial.println(payload);
    get_gps_data();
}

void loop() {
    if (Serial.available()) {
        char c = Serial.read();
        sim_at_send(c);
    }
    if (!is_publishing) {
        get_gps_data(); // Đọc GPS trước khi gửi MQTT
    }
    send_mqtt_data();
    delay(5000);
}


Back to top