基于ESP32测温湿度上传到OneNET并通过微信小程序控制，查看，下发指令

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1. 项目背景

目前，科学技术发展十分迅速，其渗透到各行各业以及生活的方方面面，室内设计和高科技结合便出现了“智能家居”。所谓智能家居就是以居住场所为平台，利用物联网、传感器、智能控制技术将各种家用电器联系起来，实现居住环境的智能化、自动化、人性化。通过语音控制、远程控制、预约控制、个性化设计、一键控制等功能进一步提高生活的舒适性、便利性、安全性。

2.设计目标

本系统主要分为三大模块，分别为传感器监测模块，自动报警模块和远程控制模块。传感器监测模块包括对环境的温湿度和空气质量监测，用户可以在微信小程序上查看到实时传感数据；自动报警模块是当传感数据超过设置的阈值时会进行报警，提醒用户注意火灾的发生；远程控制模块可以通过微信小程序远程控制LED灯，风扇和加湿器的开关，实现了不在家也能远程控制家里的电器的开关。

3.设备端硬件设计

3.1硬件总体设计

硬件总体框架如下图所示。

3.2单片机选型及传感器选型

3.2.1 ESP32模块

SP32-WROOM-32 是一款通用型Wi-Fi+BT+BLE+MCU的模组，功能强大，用途广泛，可以用于低功耗传感器网络和要求极高的任务，例如语音编码、音频流和MP3解码等。ESP32还集成了丰富的外设，包括电容式触摸传感器、霍尔传感器、低噪声传感放大器，SD卡接口、以太网接口、高速SDIO/SPI、UART、I2S 和I2C等。

3.2.2 温湿度模块

本系统采集环境的温湿度选择 DHT11 温湿度传感器。DHT11 数字温湿度传感器采 用的是已校准数字信号输出，它能够同时检测温度和湿度，它使用专用的数字模块采集 技术和温湿度传感技术，能够确保产品的高可靠性与稳定性。 该传感器包括一个电阻式感湿元件和一个 NTC 测温元件，利用元件的电气特性随 温湿度的变化测量出环境的温湿度，元件与一个高性能 8 位单片机相连接。该产品具有 高品质、响应快、抗干扰强、性价比高等优点。低功耗与非常小的体积使得它能够被应 用于各种复杂的场景。DHT11 为 4 针单排引脚封装，连接方便。DHT11 温湿度模块实物图如下图所示。

         

4.直接上代码

  4.1.1、设备怎么连上网

#include <WiFi.h>

const char* ssid     = "baby"; //wifi名称
const char* password = "13456789";//wifi密码

void setupWifi(){
 delay(10);
  Serial.println("连接WIFI");
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (!WiFi.isConnected())
  {
    Serial.print(".");
    delay(500);
  }
  Serial.println("OK");
  Serial.println("Wifi连接成功");
}

  4.1.2、MQTT接入地址

 1、mqtt协议的接口端号是6002，而mqtts协议的接口端号是1883

const char *mqtt_server = "183.230.40.96"; //onenet 的 IP地址
const int port = 6002;                     //端口号

2、数据如何发送给onenet

这里我们需要查阅onenet的相关文档

OneNET - 中国移动物联网开放平台

​

#define mqtt_devid "945965335" //设备ID
#define mqtt_pubid "577632"        //产品ID
//鉴权信息
#define mqtt_password "123456" //鉴权信息
char msg_buf[200];               //发送信息缓冲区
char msgJson[75]; //要发送的json格式的数据
unsigned short json_len = 0;                      //json长度
//信息模板
char dataTemplate[] = "{\"temp\":%.2f,\"humi\":%.2f,\"led\":%d}";  //  temp humi led要与onenet相对应

void sendTempAndHumi()
{
  if (client.connected())
  {
    //dht.readHumidity()
    snprintf(msgJson,75,dataTemplate,dht.readTemperature(),dht.readHumidity(),god); 
    json_len = strlen(msgJson);                   //msgJson的长度
    msg_buf[0] = char(0x03);                       //要发送的数据必须按照ONENET的要求发送, 根据要求,数据第一位是3
    msg_buf[1] = char(json_len >> 8);              //数据第二位是要发送的数据长度的高八位
    msg_buf[2] = char(json_len & 0xff);            //数据第三位是要发送数据的长度的低八位
    memcpy(msg_buf + 3, msgJson, strlen(msgJson)); //从msg_buf的第四位开始,放入要传的数据msgJson
    msg_buf[3 + strlen(msgJson)] = 0;              //添加一个0作为最后一位, 这样要发送的msg_buf准备好了

    Serial.print("public the data:");
    Serial.print(msgJson);
    client.publish("$dp", (uint8_t *)msg_buf, 3+strlen(msgJson));
    //发送数据到主题
    delay(500);
    
  }
}

在setup（）函数中定义了每5秒发一次信息到OneNET平台

 tim1.attach(5, sendTempAndHumi);                            //定时每5秒调用一次发送数据函数sendTempAndHumi

3、在 setup()函数订阅命令下发主题

  client.setCallback(callback); //订阅命令下发主题

//收到主题下发的回调, 注意这个回调要实现三个形参 1:topic 主题, 2: payload: 传递过来的信息 3: length: 长度
void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length)
{
  Serial.print("Message arrived [");
  Serial.print(topic);
  Serial.print("] ");
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    Serial.print((char)payload[i]);
  }
  Serial.println();
 
  if ((char)payload[0] == '0') {
    digitalWrite(led, LOW);   // 
    god=0;
  } if ((char)payload[0] == '1') {
    digitalWrite(led, HIGH);  // 
    god=1;
  }
  else{}

}

  4.1.3、测温湿度

使用DHT11模块，调用库

#include "DHT.h"

定义DHT11，数据引脚我接在IO13口

#define DHTPIN 13     // io13
#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

 5、总代码(当然了这个是新手必备，只需要一个DHT11和一个LED灯就可以实现的)

#include <WiFi.h>
#include "DHT.h"
#include "PubSubClient.h"
#include "Ticker.h"
#define DHTPIN 13     
#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11
#define led 18 //灯的接口
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
int god=0;

const char *ssid     = "baby"; //wifi名称
const char *password = "12345671";//wifi密码
const char *mqtt_server = "183.230.40.96"; //onenet 的 IP地址
const int port = 6002;                     //端口号
#define mqtt_devid "999999735" //设备ID
#define mqtt_pubid "599995"        //产品ID
//鉴权信息
#define mqtt_password "123456" //鉴权信息
WiFiClient espClient;           //创建一个WIFI连接客户端
PubSubClient client(espClient); // 创建一个PubSub客户端, 传入创建的WIFI客户端
char msg_buf[200];               //发送信息缓冲区
char msgJson[75]; //要发送的json格式的数据
unsigned short json_len = 0;                      //json长度
//信息模板
char dataTemplate[] = "{\"temp\":%.2f,\"humi\":%.2f,\"led\":%d}";  //  temp humi要与onenet相对应
Ticker tim1; //定时器,用来循环上传数据

//连接WIFI
void setupWifi(){
 delay(10);
  Serial.println("连接WIFI");
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (!WiFi.isConnected())
  {
    Serial.print(".");
    delay(500);
  }
  Serial.println("OK");
  Serial.println("Wifi连接成功");
}

void setup() {


  Serial.begin(115200);
  pinMode(led,OUTPUT);//输出
  setupWifi();   //调用函数连接WIFI
  Serial.print(F("DHT11 test!"));
  dht.begin();                                            
  client.setServer(mqtt_server, port);                   //设置客户端连接的服务器,连接Onenet服务器, 使用6002端口
  client.connect(mqtt_devid, mqtt_pubid, mqtt_password); //客户端连接到指定的产品的指定设备.同时输入鉴权信息
  if (client.connected())
  {
    Serial.print("OneNet is connected!");//判断以下是不是连好了.
  }
  //client.setCallback(callback);                                //设置好客户端收到信息是的回调
  client.setCallback(callback); //订阅命令下发主题
  tim1.attach(5, sendTempAndHumi);                            //定时每5秒调用一次发送数据函数sendTempAndHumi

}
  
void loop() {
delay(5000);
float h = dht.readHumidity(); 
float t = dht.readTemperature(); 
float f = dht.readTemperature(true);
  if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {
    Serial.println(F("Failed to read from DHT sensor!\n"));
    return;
  }
  //可以让我们通过串口查看数据
  Serial.print(F("Humidity: "));        
  Serial.print(h);
  Serial.print(F("%  Temperature: "));
  Serial.print(t);
  Serial.print(F("℃  \n "));
  
  if (!WiFi.isConnected()) //先看WIFI是否还在连接
  {
    setupWifi();
  }
  if (!client.connected()) //如果客户端没连接ONENET, 重新连接
  {
    clientReconnect();
    delay(100);
  }
  client.loop(); //客户端循环检测


}

void sendTempAndHumi()
{
  if (client.connected())
  {
    //dht.readHumidity()
    snprintf(msgJson,75,dataTemplate,dht.readTemperature(),dht.readHumidity(),god); 
    json_len = strlen(msgJson);                   //msgJson的长度
    msg_buf[0] = char(0x03);                       //要发送的数据必须按照ONENET的要求发送, 根据要求,数据第一位是3
    msg_buf[1] = char(json_len >> 8);              //数据第二位是要发送的数据长度的高八位
    msg_buf[2] = char(json_len & 0xff);            //数据第三位是要发送数据的长度的低八位
    memcpy(msg_buf + 3, msgJson, strlen(msgJson)); //从msg_buf的第四位开始,放入要传的数据msgJson
    msg_buf[3 + strlen(msgJson)] = 0;              //添加一个0作为最后一位, 这样要发送的msg_buf准备好了

    Serial.print("public the data:");
    Serial.print(msgJson);
    client.publish("$dp", (uint8_t *)msg_buf, 3+strlen(msgJson));
    //发送数据到主题
    delay(500);
    
  }
}

//收到主题下发的回调, 注意这个回调要实现三个形参 1:topic 主题, 2: payload: 传递过来的信息 3: length: 长度
void callback(char *topic, byte *payload, unsigned int length)
{
  Serial.print("Message arrived [");
  Serial.print(topic);
  Serial.print("] ");
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    Serial.print((char)payload[i]);
  }
  Serial.println();
 
  if ((char)payload[0] == '0') {
    digitalWrite(led, LOW);   // 
    god=0;
  } if ((char)payload[0] == '1') {
    digitalWrite(led, HIGH);  // 
    god=1;
  }
  else{}

}

void clientReconnect()
{
  while (!client.connected()) //再重连客户端
  {
    Serial.print("reconnect MQTT...");
   if (client.connect(mqtt_devid, mqtt_pubid, mqtt_password))
    {
      Serial.print("connected");
    }
    else
    {
      Serial.print("failed");
      Serial.print(client.state());
      Serial.print("try again in 5 sec");
     delay(5000);
    }
  }
}

6、微信开发者工具

 

 

自己创建一个项目，直接替换index.js,index.wxml,index.wxss

index.js

// index.js
// 获取应用实例
const app = getApp()
const mqtt=require('../../utils/mqtt')
Page({
  data: {
    motto: 'Hello World',
    userInfo: {},
    hasUserInfo: false,
    canIUse: wx.canIUse('button.open-type.getUserInfo'),
    canIUseGetUserProfile: false,
    canIUseOpenData: wx.canIUse('open-data.type.userAvatarUrl') && wx.canIUse('open-data.type.userNickName') // 如需尝试获取用户信息可改为false
  },
  // 事件处理函数
  bindViewTap() {
    wx.navigateTo({
      url: '../logs/logs'
    })
  },
  onLoad() {
    if (wx.getUserProfile) {
      this.setData({
        canIUseGetUserProfile: true
      })
    }
  },
  getUserProfile(e) {
    // 推荐使用wx.getUserProfile获取用户信息，开发者每次通过该接口获取用户个人信息均需用户确认，开发者妥善保管用户快速填写的头像昵称，避免重复弹窗
    wx.getUserProfile({
      desc: '展示用户信息', // 声明获取用户个人信息后的用途，后续会展示在弹窗中，请谨慎填写
      success: (res) => {
        console.log(res)
        this.setData({
          userInfo: res.userInfo,
          hasUserInfo: true
        })
      }
    })
  },
  getUserInfo(e) {
    // 不推荐使用getUserInfo获取用户信息，预计自2021年4月13日起，getUserInfo将不再弹出弹窗，并直接返回匿名的用户个人信息
    console.log(e)
    this.setData({
      userInfo: e.detail.userInfo,
      hasUserInfo: true
    })
  },
  points:function(e) {
    var that = this
    wx.request({
       //设备ID
      //api-key
      url: 'http://api.heclouds/devices/xxxxxxxxxx/datapoints?', //xxxxxxxxxx这里填写你的设备id
      header:{
        "api-key":"5oXSCXaNrBBlsQm6YNWU3wtHu1U="  //这里写你的api-key
      },
      data:{
        limit:1
      },
      method :"GET",
       //获取成功
      success:function(res){
       that.setData({
         light:res.data.data.datastreams[0].datapoints[0].value,
         wendu:res.data.data.datastreams[1].datapoints[0].value,
         shidu:res.data.data.datastreams[3].datapoints[0].value, //这里的shidu要跟wxml{{shidu}} 名字相同
        
       })    
      }
    })
  },
  
  openled:function(e){
    let pafload
    if(e.detail.value==true)
    pafload = 1
    else
    pafload =0
    console.log(pafload)
    wx.request({
      url: 'http://api.heclouds/cmds?device_id=xxxxxxxxxx',
      //*号这里写你设备id//设备ID//api-key
      header:{
        'content-type':'application/json',
        "api-key":"5oXSCXaNrQm6YNWU3wtHu1U="  //这里写你的api-key
      },
      method :"POST",
       data:pafload,//数据1是为灯开
       success(res){
         console.log("控制成功,已开灯")
        console.log(res)
        console.log(res.data);
      }
    })
  },
    /**
* 生命周期函数--监听页面加载 */
  onLoad: function (options) {
    this.points()  //这个是我获取onenet数据的函数
    var that=this
    setInterval(function(){
      that.points();
    },3000   //这里我设置3秒刷新一次
    )
  },
})

index.wxml

<!--pages/index/index.wxml-->
<view  class= "content">
    <view  class= "zm">
    <text class="zm1">照明开关</text>
    <switch class="kai" id='1' bindchange="openled"/>
    </view>
     <view style="flex:1;width:100%">
       <label class="xia">
       <text class="zm1">当前温度：{{wendu}}°C</text>
       </label>
     </view>
     <view style="flex:1;width:100%">
     <label class="xia">
      <text class="zm1">当前湿度：{{shidu}} %</text>
     </label>
     </view>
  </view>

index.wxss

/* pages/index/index.wxss */
page {
  background: #f6f6f6;
  display: flex;
  flex-direction: column;
  justify-content: flex-start;
}
.headTitle{
   width: 100%;
   height: 80rpx;
   background-color: #ffffff;
   overflow:hidden  ;/** 设置超出内容隐藏 */
   white-space:nowrap;   /*设置超出不换行 */
   border-bottom :1px solid #F3F3F3;
}
.headTitle .titleItem{
  display: inline-block;
  line-height:80rpx;
  color: #889999;
  font-size:34rpx;
  margin: 0 20rpx;
}
.headTitle .selctItem{
  color: #000000;
  font-weight: bold;
}
.itemView{
  width: 100%;
  height:180rpx;
  position: relative;
  border-bottom: 1px solid #F3F3F3;
}
.zm{
  margin-top: 20rpx;
  border:1px solid#ebe4e286;
  width:750rpx;
  height: 100rpx;
  border-radius: 5px;
  font-size: 36;
  font-weight: bold;
  line-height: 80rpx;
  color: #32d5e0;
  text-align: center;
  display: flex;
  position: relative;/*父元素位置要设置为相对*/

}
.login-btn{
  width: 40%!important;
  background-color: #33ff33;
  color: white;
  font-weight: normal;
}
.content{
  margin-top: 20rpx;
  border:1px solid#ebe4e286;
  width:750rpx;
  height: 600rpx;
  border-radius: 5px;
  font-size: 36;
  font-weight: bold;
  line-height: 80rpx;
  color: #32d5e0;
  text-align: center;
  flex-direction: column;
  display: flex;

}
.xia{
  justify-content: space-between;
}
.zm1{
  position: absolute; /* 要约束所在位置的子元素的位置要设置成绝对 */
  left: 30rpx; /* 靠右调节 */
}
.radio{
  display:inline-block; /*  横向布局*/

}
.kai{

  position: absolute; /* 要约束所在位置的子元素的位置要设置成绝对 */
  right: 100rpx; /* 靠右调节 */
  
}
.mos{
 
  left: 120rpx; /* 靠右调节 */
  height: 200rpx;
}

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