单片机C语言物联网应用：让单片机连接万物，5个实战案例

# 1. 单片机C语言物联网概述**

物联网（IoT）是一种连接物理设备、传感器和互联网的网络，使它们能够收集、传输和交换数据。单片机C语言是物联网开发中广泛使用的编程语言，因为它具有低功耗、高性能和成本效益的特点。

本节将介绍单片机C语言物联网的基本概念，包括物联网架构、单片机C语言在物联网中的应用，以及物联网开发中涉及到的关键技术和协议。

# 2. 单片机C语言物联网编程基础**

## 2.1 单片机C语言基础

### 2.1.1 数据类型和变量

**数据类型**

单片机C语言支持多种数据类型，包括：

| 数据类型 | 大小（位） | 取值范围 |
|---|---|---|
| char | 8 | -128 ~ 127 |
| short | 16 | -32768 ~ 32767 |
| int | 16 | -32768 ~ 32767 |
| long | 32 | -2147483648 ~ 2147483647 |
| float | 32 | 1.175494351E-38 ~ 3.402823466E+38 |
| double | 64 | 2.2250738585072014E-308 ~ 1.7976931348623157E+308 |

**变量**

变量是用于存储数据的内存区域。在单片机C语言中，变量需要先声明，然后再使用。声明变量的语法如下：

数据类型 变量名;

例如：

int num;

声明变量后，可以使用赋值运算符（=）对其赋值。例如：

num = 10;

### 2.1.2 运算符和表达式

**运算符**

单片机C语言支持多种运算符，包括：

| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| + | 加法 |
| - | 减法 |
| * | 乘法 |
| / | 除法 |
| % | 取模 |
| == | 等于 |
| != | 不等于 |
| > | 大于 |
| < | 小于 |
| >= | 大于等于 |
| <= | 小于等于 |

**表达式**

表达式是由操作数和运算符组成的公式。表达式可以用于计算值或执行操作。例如：

x + y * z

这个表达式计算变量 x 和 y 的乘积，然后再与变量 z 相加。

## 2.2 物联网通信协议

### 2.2.1 TCP/IP协议栈

TCP/IP协议栈是一个分层的网络协议套件，它为物联网设备提供了可靠的通信机制。TCP/IP协议栈包括以下层：

* **应用层：**提供应用程序与网络之间的接口。
* **传输层：**提供可靠的数据传输。
* **网络层：**提供路由和寻址功能。
* **链路层：**提供物理层连接。

### 2.2.2 MQTT协议

MQTT（消息队列遥测传输）协议是一种轻量级的物联网通信协议。MQTT协议基于发布/订阅模型，它允许设备发布消息并订阅其他设备发布的消息。MQTT协议具有以下特点：

* **轻量级：**MQTT协议的报文非常小，适合在资源受限的设备上使用。
* **可靠性：**MQTT协议提供消息确认机制，确保消息可靠传输。
* **可扩展性：**MQTT协议支持多级主题，可以方便地组织和管理消息。

**MQTT客户端示例**

以下是一个使用MQTT协议的客户端示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <mosquitto.h>

int main() {
    mosquitto_lib_init();
    mosquitto *client = mosquitto_new("client_id", true, NULL);
    mosquitto_connect(client, "broker_address", 1883, 60);
    mosquitto_publish(client, NULL, "topic/test"