esp8266 温湿度数据采集数据库 esp8266 温度湿度固件

【STM32】基于物联网的远程温湿度监测系统 --- ESP8266 + 机智云

• 一、ESP-8266 烧录固件
• 二、机智云创建产品
• 三、手机端安装机智云 APP
• 四、编写 DHT11 驱动
• 五、机智云工程代码移植
• 六、采集数据的上发
• 七、控制数据的下拉
• 八、ESP-8266 配置入网
• 九、测试

工程和 pcd 的链接放这里啦
链接：https://pan.baidu.com/s/1r3gKC3R_hFLWiIE3UTO_ow?pwd=fpuc
提取码：fpuc

一、ESP-8266 烧录固件

相关调试资料：ESP8266 AT 指令集

• 机智云固件 GAgent 下载

地址链接

• 查看 ESP-01S 的规格书

• 选择相应 Flash 大小的 bin 文件

选择 conbine（四合一的文件）

• 使用 ESP 官方 Flash 下载工具

地址链接

注意： 下载时GPIO0要接地

按下图所示进行配置，配置完成后，点击START，稍等片刻即可。

至此，机智云固件已烧录完成。

当使用 USB-TTL 连接 ESP8266 后，可以发现 ESP8266 的蓝灯闪烁与之前相比更为频繁，且串口会一直打印以下数据。

---

二、机智云创建产品

---

• 在机智云官网注册账号

地址链接

• 创建产品

下面的步骤可以参考：开发向导，这个很详细。

• 添加数据点

产品开发的第一步是定义产品的功能，一个数据点可以定义为产品的某个功能，如开关等。

有关 DHT11 的相关参数信息可以参考：链接

温度：

湿度：

按键布尔值：

• 生成 MCU 工程代码

选择相应的 MCU，这里我选择的是 STM32F103C8T6。

Product Secret（产品密钥） 可以在产品的基本信息中找到，如下图。

完成以上步骤，即完成了产品的配置。

---

三、手机端安装机智云 APP

---

地址链接

扫码下载即可。

---

四、编写 DHT11 驱动

---

• DHT11 简要介绍

DHT11 器件采用简化的单总线通信，DATA 引脚用于微处理器与 DHT11 之间的通讯和同步，一次传送 40 位数据，高位先出。

数据格式如下：

8bit 湿度整数数据 + 8bit 湿度小数数据 + 8bit 温度整数数据 + 8bit 温度小数数据 + 8bit 校验位 （其中温、湿度小数部分为 0。） 8bit 校验位 = 8bit 湿度整数数据 + 8bit 湿度小数数据 + 8bit 温度整数数据 + 8bit 温度小数数据

举例：

• 时序分析（附代码）

用户主机（MCU）发送一次开始信号后，DHT11 从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始信号结束后，DHT11 发送响应信号，送出 40bit 的数据，信号发送如图所示。

注意： 主机（MCU）从 DHT11 读取的温湿度数据总是前一次的测量值。

• 总线空闲：

DHT11 的 DATA 数据线由上拉电阻拉高一直保持高电平，此时 DHT11 的DATA 引脚处于输入状态，时刻检测外部信号。

• MCU 发出请求信号：

MCU I/O 设置为输出同时输出低电平，且低电平保持时间不能小于 18ms，然后MCU I/O设置为输入状态。由于上拉电阻，MCU I/O 即 DHT11 的 DATA 数据线也随之变高，之后等待 DHT11 作出回答信号。

• DHT11 发出应答信号：

当 DHT11 的 DATA 引脚检测到外部信号有低电平时，等待外部信号低电平结束，延迟后 DHT11 的 DATA引脚处于输出状态，输出 80us的低电平作为应答信号，紧接着输出 80us 的高电平通知 MCU 准备接收数据，MCU I/O 此时处于输入状态，检测到 DHT11 回应信号后，等待 80us 的高电平后的数据接收。

• MCU 接收 40 位数据

由 DHT11 的 DATA 引脚输出 40 位数据，MCU 根据 I/O 电平的变化来判断是 “0” 还是 “1” 。

位数据 “0” 的格式为： 50us 的低电平和 26-28us的高电平。

位数据 “1” 的格式为： 50us 的低电平加 70us 的高电平。

• DHT11 发出结束信号

DHT11 的 DATA 引脚输出 40 位数据后，继续输出低电平 50us 后转为输入状态，由于上拉电阻存在，变为高电平。

// 本驱动采用 HAL 库，us 级延时使用通用定时器实现，对 IO 引脚的状态的改变采用位操作以及直接寄存器操作

// 复位DHT11
void DHT11_Rst(void)	   
{                 
    DHT11_IO_OUT(); 	//设置为输出
	DHT11_DQ_OUT = 0; 	//拉低
	HAL_Delay_ms(20);   //拉低至少18ms
	DHT11_DQ_OUT = 1; 	//拉高 
	HAL_Delay_us(30);   //主机拉高20~40us
}

//等待DHT11的回应
//返回1:未检测到DHT11的存在
//返回0:存在
uint8_t DHT11_Check(void) 	   
{   
	uint8_t retry = 0;
	DHT11_IO_IN();      //设置为输入	 
	while(DHT11_DQ_IN && retry < 100)	//DHT11会拉低40~80us
	{
		retry++;
		HAL_Delay_us(1);
	}	 
	if(retry >= 100)
		return 1;
	else 
		retry = 0;

	while(!DHT11_DQ_IN && retry < 100)	//DHT11拉低后会再次拉高40~80us
	{
		retry++;
		HAL_Delay_us(1);
	}
	if(retry >= 100)
		return 1;	    
	return 0;
}

//从DHT11读取一个位
//返回值：1/0
uint8_t DHT11_Read_Bit(void) 			 
{
 	uint8_t retry = 0;
	while(DHT11_DQ_IN && retry < 100)//等待变为低电平
	{
		retry++;
		HAL_Delay_us(1);
	}
	retry = 0;
	while(!DHT11_DQ_IN && retry < 100)//等待变高电平
	{
		retry++;
		HAL_Delay_us(1);
	}
	delay_us(40);//等待40us
	if(DHT11_DQ_IN)
		return 1;
	else 
		return 0;		   
}

//从DHT11读取一个字节
//返回值：读到的数据
uint8_t DHT11_Read_Byte(void)    
{        
	uint8_t i,dat;
	dat = 0;
	for (i=0;i<8;i++) 
	{
			dat <<= 1; 
			dat |= DHT11_Read_Bit();
	}						    
	return dat;
}

//从DHT11读取一次数据
//temp:温度值(范围:0~50°)
//humi:湿度值(范围:20%~90%)
//返回值：0,正常;1,读取失败;2,校验和错误
uint8_t DHT11_Read_Data(uint8_t *temp, uint8_t *humi)    
{        
 	uint8_t buf[5];
	uint8_t i;
	DHT11_Rst();
	if(DHT11_Check() == 0)
	{
		for(i = 0; i < 5; i++) 	//读取40位数据
		{
			buf[i] = DHT11_Read_Byte();
		}
		if((buf[0] + buf[1] + buf[2] + buf[3]) == buf[4])
		{
			*humi = buf[0];	
			*temp = buf[2];
		}
		else 
			return 2;	// 校验和错误
	}
	else 
		return 1;
	return 0;	    
}

//初始化DHT11的 IO口, 同时检测DHT11的存在
//返回1:不存在
//返回0:存在     	 
uint8_t DHT11_Init(void)
{
	DHT11_GPIO_Init();

	DHT11_Rst();
	return DHT11_Check();
}

• 使用串口观察数据

将 printf 函数重定向至与 PC 相连的串口上。由于重定向相关函数已经包含在机智云生成的代码中（gizwits_product.c），我们直接使用 printf 进行数据打印即可。

#ifdef __GNUC__
  /* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
     set to 'Yes') calls __io_putchar() */
  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
/**
  * @brief  Retargets the C library printf function to the USART.
  * @param  None
  * @retval None
  */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
  /* Place your implementation of fputc here */
  /* e.g. write a character to the USART1 and Loop until the end of transmission */
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
 
  return ch;
}

以下为相关测试代码：

state = DHT11_Read_Data(&temperature, &humidity);
if(state == 2)
{
    printf("the checksum is error\n");
}
else if(!state)
{
    printf("temp = %d , humi = %d\n", temperature, humidity);
}
else
{
    printf("DHT11 is not answer\n");
}

若采集到的数据没有问题，即可将机智云协议相关代码移植进工程中。

---

五、机智云工程代码移植

---

前面我们有说到，在机智云平台创建产品完成后，生成了一个 MCU 的工程，这个工程是 CubeMX 所创建的，为了保持一致性，我们选择使用 HAL 库进行开发。

• 创建一个新的 CubeMX 工程

芯片选型为：STM32F103RCTx

• 配置相关外设

1. SYS 配置为 SWD 调试

2. 使能外部高速时钟，并配置为外部晶振

3. 配置 TIM3 相关参数，机智云的通信协议中会用到

4. 配置 TIM2 相关参数，用于实现 us 级的延时

5. 配置 USART1，用在 PC 端打印信息

6. 配置 USART2，用于连接 ESP-8266

7. 配置所用到的 IO 口

• 两个按键

两个按键的公共端配置为 推挽输出模式、低电平且下拉

两个按键的自由端配置为 输入模式、上拉

• DHT11 DATA 引脚

配置为 推挽输出模式、高电平且上拉

• LED 灯

配置为 推挽输出模式、低电平

8. 配置时钟树

输入频率根据板子上的晶振频率填写，我们现在是 8 MHz。接着锁相环进行 9 倍频，使 AHB、APB1、APB2 桥的频率达到最高。

9. 自动生成 CubeMX 工程

最好对下面的选项进行勾选。

• 将机智云平台生成的协议 demo 移植进入自己的工程

1. 打开机智云工程文件夹，将其中的 Gizwits、Hal、Utils 文件夹复制到自己的工程文件夹中。

2. 在 Keil 中将复制的所有文件导入工程

3. 修改 hal_key.c 中的初始化

语句中对应的IO 口和引脚号改为自己配置好的

完成上述步骤后，工程移植成功。

---

六、采集数据的上发

---

void gizwitsHandle(dataPoint_t *dataPoint)

• 参数 dataPoint [in]:用户设备数据点。

该函数中完成了相应协议数据的处理即数据上报的等相关操作。

自定义相关代码如下：

void userHandle(void)
{
    DHT11_Read_Data(&temperature, &humidity);
	currentDataPoint.valuetemperature = temperature;//Add Sensor Data Collection
    currentDataPoint.valuehumidity = humidity;//Add Sensor Data Collection
}

---

七、控制数据的下拉

---

int8_t gizwitsEventProcess(eventInfo_t *info, uint8_t *gizdata, uint32_t len)

• 参数 info [in]:事件队列
• 参数 data [in]:数据
• 参数 len [in]:数据长度

用户数据处理函数,包括wifi状态更新事件和控制事件。

自定义相关代码如下：

case EVENT_LED:
    currentDataPoint.valueLED = dataPointPtr->valueLED;
    GIZWITS_LOG("Evt: EVENT_LED %d \n", currentDataPoint.valueLED);
    if(0x01 == currentDataPoint.valueLED)
    {
        //user handle
        PCout(15) = 1;	// led灯亮
    }
    else
    {
        //user handle   
        PCout(15) = 0;	// led灯灭
    }
    break;

---

八、ESP-8266 配置入网

---

有两种配网的方式

• airlink
• softap

这里我们选用 softap 模式进行配网。

步骤如下：

1. 板子上电后，短按 按键2 进入 softap 模式

如果想要查询是否处于 softap 模式，可以将串口连接至 PC，查看打印出的相关信息。

2. 进入机智云 APP 中选择 热点配置

填写要连接的路由器的账号和密码，以及ESP-8266发出的 WIFI 名前缀和密码。

3. 选择乐鑫模组

4. 按照提示，连接前缀为 XPG-GAgent- 的热点信号

5. 等待几秒钟时间

6. 连接成功

至此，即完成了 ESP-8266 softap 模式的配网。

---

九、测试

---

测试结果就不贴出来了。

欢迎大家来批评指正~~