ESP32 + DHT11/DHT22 温湿度传感器接入 ThingsCloud

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ESP32 + DHT11/DHT22 温湿度传感器接入 ThingsCloud

ESP32 是乐鑫公司推出的 WiFi 芯片，它不仅支持 WiFi 和 BLE，还可以作为可编程的 MCU，通过 Espressif IDF、Arduino 等框架编写固件，用于非常广泛的物联网场景。

这个教程我们分享如何在 Arduino IDE 中使用 ThingsCloud ESP SDK，为 ESP32 开发固件程序，将 DHT11/DHT22 温湿度传感器的数据上报到 ThingsCloud 物联网平台，并利用 ThingsCloud 强大的零代码应用开发工具，为用户生成 App。

该示例不仅支持 ESP32 芯片，同样支持：ESP8266、ESP32-S2、ESP32-S3、ESP32-C3。

温馨提示

在学习本教程之前，您需要具备一些基础知识，包括：

如何在 Arduino IDE 中开发和上传 ESP32 固件。
Arduino 框架下的单片机编程基础。
C 语言基础

这些内容不在本教程的范围内，请您自行学习，相关的学习资源很多。

硬件部分准备

关于 DHT 系列传感器

DHT11 和 DHT22 传感器用于测量温度和相对湿度，这些传感器包含一个芯片，用于模数转换，输出温度和湿度的数字信号。

DHT11 和 DHT22 非常相似，但规格不同，如下：

	`DHT11`	`DHT22`

温度范围	0 至 50 ºC ^+/-2ºC	-40 至 80 ºC ^+/-0.5ºC
湿度范围	20 至 90%^+/-5%	0 至 100%^+/-2%
分辨率	湿度：1% 温度：1ºC	湿度：0.1% 温度：0.1ºC
工作电压	3 – 5.5 V DC	3 – 6 V DC
电流供应	0.5 – 2.5 mA	1 – 1.5 mA
采样周期	1 秒	2 秒

DHT22 传感器具有更好的分辨率和更宽的温度和湿度测量范围，价格稍高一些。

尽管它们存在差异，但它们的接线方式和工作方式相似，我们可以使用相同的代码来读取温度和湿度，只需要在代码中选择正确的传感器类型。

连线示意图

DHT 传感器有4个引脚，如果使用带有板子的 DHT 传感器，实际上只引出了3个必要的引脚，并且内部对数据引脚接了上拉电阻。

DHT 传感器和 ESP32 开发板的接线方式，如下图：

示例中我们将 DHT 传感器的数据引脚接到了 ESP32 的 GPIO4 上，您也可以使用其它可用的 GPIO 引脚，并在代码中修改引脚编号。

在 Arduino 中安装依赖库

安装 ThingsCloud ESP SDK

详细安装方法，请浏览在 Arduino IDE 中安装 ThingsCloud ESP SDK

安装 DHT 依赖库

本示例中我们需要用到 DHT 第三方库，使用同样的方法安装 DHT_sensor_library，如下图：

安装时通常会提示安装另一个依赖库 Adafruit_Unified_Sensor，是否提示取决于您使用的 Arduino 版本，如果没有提示，您需要手动安装。

使用示例代码

请确保已更新 SDK 到最新版本，在 Arduino 示例代码中，找到 10.IoT_Tutorials > dht_sensor 示例代码。

以下为完整代码：

#include <ThingsCloudWiFiManager.h>
#include <ThingsCloudMQTT.h>
#include "DHT.h"

//======================================================
// 设置 ssid / password，连接到你的 WiFi AP
const char *ssid = "";
const char *password = "";
// 在 ThingsCloud 控制台的设备详情页中，复制以下设备连接信息
// https://console.thingscloud.xyz
#define THINGSCLOUD_MQTT_HOST ""
#define THINGSCLOUD_DEVICE_ACCESS_TOKEN ""
#define THINGSCLOUD_PROJECT_KEY ""
//======================================================

ThingsCloudMQTT client(
  THINGSCLOUD_MQTT_HOST,
  THINGSCLOUD_DEVICE_ACCESS_TOKEN,
  THINGSCLOUD_PROJECT_KEY);

// 上报数据的间隔时间计时器
unsigned long timer1 = millis();
// 设置定时上报数据的时间间隔，单位是 ms。免费版项目请务必大于30秒，否则设备可能会被限连。
const int report_interval = 1000 * 60 * 5;

// 设置DHT11的数据引脚
#define DHTPIN 4
// 设置使用的DHT类型，这里我们使用了DHT11
#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11
//#define DHTTYPE DHT22   // DHT 22  (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21   // DHT 21 (AM2301)

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup()
{
  Serial.begin(115200);

  // 允许 SDK 的日志输出
  client.enableDebuggingMessages();

  // 连接 WiFi AP
  client.setWifiCredentials(ssid, password);

  dht.begin();
}

// 读取并发布传感器数据到 ThingsCloud
void pubSensors()
{
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();

  // 检查是否读取到传感器数据
  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println(F("Failed to read from DHT sensor!"));
    return;
  }

  // 串口打印数据日志
  Serial.print(F("Humidity: "));
  Serial.print(h);
  Serial.print(F("%  Temperature: "));
  Serial.print(t);
  Serial.println();

  // 生成属性 JSON
  DynamicJsonDocument obj(512);
  obj["temperature"] = t;
  obj["humidity"] = h;
  char attributes[512];
  serializeJson(obj, attributes);
  // 调用属性上报方法
  client.reportAttributes(attributes);
}

// 必须实现这个回调函数，当 MQTT 连接成功后执行该函数。
void onMQTTConnect()
{
  // 延迟 5 秒上报首次传感器数据
  client.executeDelayed(1000 * 5, []()
  {
    pubSensors();
  });
}

void loop()
{
  client.loop();

  // 按间隔时间上报传感器数据
  if (millis() - timer1 > report_interval)
  {
    timer1 = millis();
    pubSensors();
  }
}

设置代码中的参数

示例代码中，只需要补全以下两处参数。

WiFi 连接参数

这个教程中我们使用的是指定 WiFi 连接参数的方式，需要修改以下部分：

// 设置 ssid / password，连接到你的 WiFi AP
const char *ssid = "";
const char *password = "";

请修改为您自己的 WiFi 连接参数，修改后大致是这样的：

// 设置 ssid / password，连接到你的 WiFi AP
const char *ssid = "my-wifi-ap";
const char *password = "thingscloud.xyz";

ThingsCloud 设备 MQTT 地址和连接证书

接下来填写您在 ThingsCloud 的设备 MQTT 地址和连接证书，如下：

// 在 ThingsCloud 控制台的设备详情页中，复制以下设备连接信息
// https://console.thingscloud.xyz
#define THINGSCLOUD_MQTT_HOST ""
#define THINGSCLOUD_DEVICE_ACCESS_TOKEN ""
#define THINGSCLOUD_PROJECT_KEY ""

如何获得这些参数呢？首先在 ThingsCloud 创建设备，如下图：

在设备创建页面，给设备起个名字，其它的选项可以暂不填写。如下图：

设备创建后，进入设备的 连接 页面，在这里可以复制以下参数，如下图：

将参数补全到代码中，例如：

// 在 ThingsCloud 控制台的设备详情页中，复制以下设备连接信息
// https://console.thingscloud.xyz
#define THINGSCLOUD_MQTT_HOST "********.iot-api.com"
#define THINGSCLOUD_DEVICE_ACCESS_TOKEN "bzqsg6b7l2******"
#define THINGSCLOUD_PROJECT_KEY "VV9Z******"