7.实用实例系列2：nodeMcu实现温湿度监测

前言

之前实现的是对继电器的控制，但智能化控制，还需要一些检测乃至监测，实时反馈环境变化，用来提供控制的依据，这样才更智能。这里开始尝试对用nodeMcu实现温湿度的检测，标题用监测是由于通过Domoticz实现温湿度的显示，通过它进行监测。
还需要交代的是，由于本人比较菜，很多知识都是不足，最后实现这个也是参考学习了一些网友的代码。下篇文章本人学着通过ESPEasy同样实现了相同的功能，那样操作就更简易了。

1、温湿度传感器

要实现这个温湿度检测功能，单单靠nodeMcu显然是不行，它只是处理数据的，具体检测还需要检测传感器。这里选用了SI7021高精度温湿度传感器模块。

SI7021高精度温湿度传感器模块.png

之所以说是模块，是因为，它将传感器需要的电路都集成，直接提供了电压端口和检测端口，不用我们买传感器再根据datasheet买电阻电容焊电路。
选用这个主要考虑到它的精度较高，当然如果对精度要求不高，可以选用其它模块，比如dt11等。

2、电路连接

之前这个图，我们可以看到传感器模块上只有 4个接口，分别是CL、
DA、+、-，+、-明显是电源，这款传感器模块3.3V供电就可以，用nodeMcu上的3.3V电源接口即可， CL、DA是通过I2C协议传输温湿度数据的。nodeMcu是支持这个I2C协议的传输，具体可以参考https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/en/modules/i2c/
其实所有的IO基本都支持使用I2C协议作为SCL和SDA，这里取了D3和D4，主要是方便接线。欢迎大家用其它端口尝试。

接线图

3、软件编写

3.1、重新选择nodeMcu功能模块刷写固件

这里涉及到一些nodeMcu的模块，比如I2C，Si7021（我也是后来才知道原来本身自带这个温度传感器的软件模块），由于之前没有勾选这些模块，需要重新建立固件刷写，还是采用
2.NodeMcu上手准备中云固件编译方式，刷写方法是3.关于NodeMcu刷固件遇到的问题及解决，注意一下，这里需用支持浮点运算的float版固件（后面涉及一点浮点运算，原来用integer固件出了点问题）。模块选择如图所示吧，其它模块有些也是必选的，比如GPIO、timer、WiFi、net等，因为也会涉及，先参照这个建立固件，等邮件吧，再刷固件。

sp170724_225520.png

3.2、编写温湿度检测程序

对于SI7021传感器，官方就有相关的代码教程，参考https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/en/modules/si7021/。我们可以直接使用里面的例子。
贴一下代码

local sda, scl = 4, 3
--设置数据传输端口，这里是D4、D3，即GPIO2、GPIO0
i2c.setup(0, sda, scl, i2c.SLOW) 
-- 设置传输协议
si7021.setup()
--开启si7021相关功能
hum, temp, hum_dec, temp_dec = si7021.read()
--读取湿度、温度、湿度小数值、温度小数值
print(string.format("Humidity:\t\t%d.%03d\nTemperature:\t%d.%03d\n", hum, hum_dec, temp, temp_dec))
--integer固件用这个打印温湿度
print("Humidity: "..hum.."\n".."Temperature: "..temp)
--Float固件用这个打印温湿度

程序调试.png

好了，温湿度检测功能实现，那如何将数据上传至Domoticz，实现可以在Domoticz上查看和记录呢？

3.3、Domoticz设置

这里直接给出相关设置截图
1、在硬件里增加传感器

在硬件里增加传感器

设置成功增加

2、创建传感器，选择类型

选择类型

成功增加

3、查看传感器

查看新建传感器

4、查看idx和数据

注意idx号后续需要用到

目前还没与nodeMcu连接，数据还没有。注意idx号，后续数据上传接口和这个有关系。

3.4、编写数据上传程序

由于之前LED控制是基于http传输，并不知道Domoticz的接口，所以找方法费了些时间，最后找到了什么值得买上面@pufand写的把家装进净化器—90元打造全屋净化新风系统这篇文章，里面网盘附了代码，这里研究百度之后，发现了Domoticz的接口参考，具体可以看Domoticz_API及JSON网址。利用nodeMcu的net模块，通过接口实现数据上传。
程序如下：

conn=net.createConnection(net.TCP, 0) 
--建立一个连接connection
conn:on("receive", function(conn, payload) print(payload) end )
conn:connect(8080,'192.168.8.93') 
--连接Domoticz服务器IP和端口
conn:send("GET /json.htm?type=command&param=udevice&idx="..idx.."&nvalue=0&svalue="..t..";"..h..";0 HTTP/1.1\r\nHost:  www.local.lan\r\n".."Connection: keep-alive\r\nAccept: */*\r\n\r\n")
--根据Domoticz连接温湿度端口用GET方式连接
--idx对应Domoticz中传感器idx
--t，h对应温度湿度
--nHost: www.local.lan这个是对主机网址命名
--目前随意设置

3.5、汇总程序

总程序是通过分块功能函数的方式，再在主程序进行调用的方式实现。

function setupwifi(SSID,password)
    wifi.setmode(wifi.STATION)
    wifi.sta.config(SSID,password)
end
--设置wifi连接，设置了一个连接wifi函数
function sendt(t,h,idx)
tmr.alarm(1, 1000, tmr.ALARM_AUTO,
--延时函数等待wifi连接       
   function()
            if wifi.sta.getip()== nil then
                print("not connected, Waiting...")
--未连接显示等待
            else
                tmr.stop(1)
                print("Config done, IP is "..wifi.sta.getip())
 --连接显示IP     
            conn=net.createConnection(net.TCP, 0) 
            conn:on("receive", function(conn, payload) print(payload) end )
            conn:connect(8080,'192.168.8.93') 
--连接Domoticz服务器IP和端口
            conn:send("GET /json.htm?type=command&param=udevice&idx="..idx.."&nvalue=0&svalue="..t..";"..h..";0 HTTP/1.1\r\nHost:  www.local.lan\r\n".."Connection: keep-alive\r\nAccept: */*\r\n\r\n")
--利用Domoticz接口发送温湿度数据
            end
      end)
end  
--设置连接Domoticz服务器和发送数据函数
function humtemp()
    local sda, scl = 4, 3
    i2c.setup(0, sda, scl, i2c.SLOW) 
    si7021.setup()
    hum, temp, hum_dec, temp_dec = si7021.read()
    hum1=string.format("%0.2f",hum + hum_dec / 1000)
--取湿度
    temp1=string.format("%0.2f",temp + temp_dec / 1000)
--取温度
    print(hum1,temp1)
    return hum1,temp1
--返回湿度和温度
end
--设置读取温湿度函数
----------------------------------------------------------------------
--以下为主程序
setupwifi("填入你的路由SSID","填入你的路由密码")

tmr.alarm(2, 2000, tmr.ALARM_AUTO,
                  function()
                        hum,temp =humtemp()
--将温湿度值赋值给hum和temp
                        sendt(temp,hum,6)
--发送hum和temp到idx为6的传感器
                 end)
--延时2000ms重复读取温湿度和发送到Domoticz服务器

运行试试吧，记得把中文注释删掉。

程序运行截图

运行结果中可以看到湿度温度，还有连接信息。

Domoticz服务器中温度湿度传感器

可以观察里面的温度湿度数值数值是变化的。

结尾

本文利用SI7021高精度温湿度传感器模块连接nodeMcu实现了温湿度数据的采集，连接Domoticz后实现温度湿度的实时监测。由于本身nodeMcu内嵌了SI7021模块，简化编程。通过学习发现解决了Domoticz接口传输问题。
当然实现了温度湿度的监测，后面再加传感器比如PM2.5、甲醛、二氧化碳等等，实现起来就照样画葫芦了。
下一篇再介绍另外一种实现方式，不过要刷ESPEasy固件，但操作更简单，无须编写程序。

参考

官方文档：https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/en/modules/i2c/
https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/en/modules/si7021/
Domoticz官方：https://www.domoticz.cn/wiki/Domoticz_API%E5%8F%8AJSON%E7%BD%91%E5%9D%80#.E6.B8.A9.E6.B9.BF.E5.BA.A6
值友@pufand：https://post.smzdm.com/p/539326/