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

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3msg_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msgJsonmsg_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WIFISerial.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3msg_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msgJsonmsg_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 = thiswx.request({//设备ID//api-keyurl: 'http://api.heclouds.com/devices/xxxxxxxxxx/datapoints?', //xxxxxxxxxx这里填写你的设备idheader:{"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 pafloadif(e.detail.value==true)pafload = 1elsepafload =0console.log(pafload)wx.request({url: 'http://api.heclouds.com/cmds?device_id=xxxxxxxxxx',//*号这里写你设备id//设备ID//api-keyheader:{'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=thissetInterval(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;
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.headTitle .titleItem{display: inline-block;line-height:80rpx;color: #889999;font-size:34rpx;margin: 0 20rpx;
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.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*/}
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.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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