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IoT Personal NodeMCU ESP12 WiFi無(wú)線氣象站

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資料介紹

描述

我將向您展示如何使用 NodeMCU (ESP12) 構(gòu)建個(gè)人無(wú)線氣象站

一年前，我正在創(chuàng)建基于 Arduino 的氣象站。但總有辦法讓事情變得更好。

NodeMCU (ESP12) WiFi 模塊將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到wunderground.com 、weathercloud.net和thingspeak.com

氣象站是一種使用許多不同傳感器收集與天氣和環(huán)境相關(guān)的數(shù)據(jù)的設(shè)備。我們可以測(cè)量很多東西，比如：

溫度
濕度
風(fēng)
氣壓
紫外線指數(shù)
雨

1. 第 1 步：用于氣象站的傳感器類型

以下是氣象站中使用的測(cè)量設(shè)備列表：

1）NodeMCU（ESP12）主板

2) 溫度計(jì) Dallas DS18B20溫度計(jì)測(cè)量溫度。您可以測(cè)量室內(nèi)和室外的溫度，記錄高點(diǎn)和低點(diǎn)，顯示趨勢(shì)箭頭以指示溫度上升或下降，甚至預(yù)測(cè)短期未來(lái)溫度范圍。

3) 濕度計(jì) ( BME280 ) - 濕度計(jì)測(cè)量相對(duì)濕度。相對(duì)濕度是空氣中水蒸氣（氣態(tài)水）的數(shù)量或百分比。濕度會(huì)影響環(huán)境因素和計(jì)算，如降水、霧、露點(diǎn)和熱指數(shù)。

氣壓計(jì) ( BME280 ) – 氣壓計(jì)測(cè)量大氣壓力。氣壓計(jì)可以根據(jù)其測(cè)量的大氣壓力變化來(lái)幫助預(yù)測(cè)即將到來(lái)的天氣。

4) Davis 6410 風(fēng)速計(jì)測(cè)量風(fēng)速或風(fēng)速。ESP8266 氣象站可以以 MPH、KPH 或節(jié)為單位顯示風(fēng)速，并記錄當(dāng)前、峰值和平均風(fēng)速讀數(shù)。

風(fēng)向標(biāo)——風(fēng)向標(biāo)或風(fēng)向標(biāo)是一種確定風(fēng)向的儀器。

5) Ventus W174 雨量計(jì)測(cè)量降雨或液體降水

第 2 步：原理圖和接線圖

第 3 步：NodeMCU PCB 氣象站屏蔽

設(shè)計(jì)印刷電路板（PCB），我用過(guò)，，Sprint-Layout”軟件。導(dǎo)出為Gerber文件。下載PCB制作https://jlcpcb.com

要?jiǎng)?chuàng)建此 NodeMCU ESP12 氣象站防護(hù)罩，您需要：

NodeMcu Lua CH340G/CH340/ ESP8266 無(wú)線WIFI互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)模塊Ebay
防水?dāng)?shù)字熱探頭或傳感器DS18B20 Arduino 傳感器Ebay
JST-XH套件 4Pin 2.54mm 端子外殼 PCB 接頭線連接器Ebay
大氣壓力傳感器溫度濕度傳感器分線器BME280 Ebay
2x 1K 0805 電阻
1x 120R 0805 電阻
2x 4.7K 0805 電阻
1x 10K 0805 電阻
1x RJ45插座易趣
1x 47uF 電解電容
1 x 40pin 2.54mm 母頭單排分離式排針Ebay

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第 4 步：Arduino 代碼

1. 將 ESP8266 板安裝到 Arduino?

2.輸入您的Wifi路由器ssid和密碼。

const char* ssid1 = "xxxxxxxxxx";
const char* password1 = "xxxxxxxxxx";

3. 在將代碼上傳到您的 NodeMCU 之前，您需要在 wunderground.com上注冊(cè)以獲得 WU 站ID和密鑰。

字符 ID [] = "xxxxxx";
字符鍵 [] = "xxxxxx";

4、在weathercloud.net注冊(cè)獲取Weathercloud ID和Key 。

字符 ID2 [] = "xxxxxxxx";
char Key2 [] = "xxxxxxxxxxx";

5. 以米 (m) 為單位更改高度 pws 以獲得相對(duì)壓力。

6、在thingspeak.com注冊(cè)獲取apiKey

字符串 apiKey =“XXXXXXXXXXXXXXX”；

7.將 UTC_OFFSET 更改為正確的時(shí)區(qū)

int UTC_OFFSET = 3 ; // (格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間 +3 )

我正在使用 30 秒的循環(huán)時(shí)間將數(shù)據(jù)發(fā)送到 wunderground.com。10 分鐘循環(huán)時(shí)間將數(shù)據(jù)發(fā)送到 weathercloud.net 和 thingspeak.com

最后編輯：2019 年 10 月 11 日

第 5 步：測(cè)試氣象站

NodeMCU ESP12 正在向 wunderground.com、weathercloud.net 和 thingspeak.com 發(fā)送發(fā)送者數(shù)據(jù)。

所以它看起來(lái)一切正常。任務(wù)完成。

您可以查看的礦山氣象站 >

天氣云鏈接
地下鏈接
物語(yǔ)鏈接

第 6 步：OTA 無(wú)線編程

OTA（空中下載）更新是使用 WiFi 連接而不是串行通信將新固件加載到 ESP8266 模塊的過(guò)程。這種類型的功能在沒有物理訪問(wèn) ESP 模塊的情況下非常有用。

從 Arduino IDE 無(wú)線上傳新草圖適用于以下典型場(chǎng)景：

在固件開發(fā)期間 - 作為通過(guò)串行上傳新草圖的更快替代方法
用于更新網(wǎng)絡(luò)中多個(gè) ESP 的固件

為 OTA 能力做準(zhǔn)備

在您的系統(tǒng)上安裝 Python 您需要在您的系統(tǒng)上安裝python27以便從您的系統(tǒng)對(duì) ESP8266 進(jìn)行編程，您需要運(yùn)行 OTA 腳本。在要上傳固件的系統(tǒng)上安裝 python27。

下載并安裝Arduino OTA 庫(kù)下載 OTA 所需的庫(kù)和工具
在 arduino 庫(kù)中安裝“ArduinoOTa.zip”。
轉(zhuǎn)到工具以選擇您的 ESP 板型號(hào)。您還必須選擇 ESP 的 COM 端口
打開 BasicOTA.ino 示例：文件 > 示例 > Arduino OTA > BasicOTA.ino
按下 Arduino IDE 中的“上傳”按鈕并等待“完成上傳”消息

上傳新的草圖 OTA（空中下載）

現(xiàn)在您的 ESP8266 已準(zhǔn)備好接收 OTA 固件更新。您可以從計(jì)算機(jī)上拔下 ESP8266 并通過(guò)任何電源為其供電。如果您的 ESP8266 與路由器有無(wú)線連接，您應(yīng)該可以上傳新固件。

轉(zhuǎn)到您的 Arduino IDE。打開工具選項(xiàng)卡選擇端口選項(xiàng)，您應(yīng)該會(huì)看到如下內(nèi)容： esp8266-xxxxxx at your_esp_ip_address

打開 Nodemcu_weather_station.ino 并通過(guò)無(wú)線方式上傳。

信息取自( Rui Santos )

https://randomnerdtutorials.com/esp8266-ota-updates-with-arduino-ide-over-the-air/

第 7 步：制作太陽(yáng)輻射防護(hù)罩

太陽(yáng)輻射防護(hù)罩由花盆下墊制成

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第 8 步：安裝個(gè)人氣象站

位置氣象站是安裝中最重要的部分。如果氣象站位于樹下或懸垂處，則氣象站測(cè)量的降雨數(shù)據(jù)將不正確。如果您將氣象站放置在小巷中，您很可能會(huì)在風(fēng)速計(jì)上產(chǎn)生風(fēng)洞效應(yīng)，從而導(dǎo)致風(fēng)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。氣象站應(yīng)具有良好的“取力”，或與任何其他高大物體的距離。標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)測(cè)量應(yīng)在地面以上 10 米處進(jìn)行。屋頂最適合我。氣象站由太陽(yáng)能電池板供電。所以它是自主的。

安裝氣象站最常見的錯(cuò)誤與溫度計(jì)傳感器放置不當(dāng)有關(guān)。氣象學(xué)家將溫度定義為通風(fēng)良好的陰涼處的溫度。放置氣象站時(shí)，請(qǐng)確保：