Метеостанция IoT на NodeMCU ESP8266 и OpenWeatherMap: схема и программа

В этом проекте интернета вещей (IoT) мы узнаем, как сделать простую онлайн-метеостанцию на основе IoT, используя плату разработки ESP8266 NodeMCU (ESP-12E) и OLED-дисплей SSD1306 (128×64 пикселей). Этот проект — замечательный проект для новичков в области IoT, которые хотят узнать о получении данных с онлайн-сервера Интернета на плату NodeMCU.

В этом проекте NodeMCU извлекает данные о погоде, такие как температура, влажность, давление, скорость и направление ветра, с погодного сайта openweathermap.org и отображает их на экране SSD1306.

На нашем сайте вы можете посмотреть ряд похожих проектов метеостанций:

Необходимые компоненты

NodeMCU ESP8266 (купить на AliExpress).
Модуль OLED дисплея SSD1306 128×64 с интерфейсом I2C (купить на AliExpress).
Макетная плата.
Соединительные провода.

Реклама: ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН: 7703380158

Блок-схема метеостанции IoT

Это простая структурная схема для метеостанции IoT (интернета вещей), которая наглядно объясняет, как она работает.

Сайт openweathermap.org предоставляет онлайн-сервис для данных о погоде и прогноза. Данные загружаются на облачный сервер. Модуль NodeMCU ESP8266 собирает информацию о данных онлайн и загружает/извлекает такую информацию, как температура, влажность, давление, скорость ветра и степень направления ветра.

Эти данные отображаются на 0,96-дюймовом OLED-дисплее SSD1306 вместе с городом.

Схема проекта

Схема подключения OLED дисплея SSD1306 к плате NodeMCU ESP8266 представлена на следующем рисунке.

Линии SDA и SCL шины I2C берут начало от GPIO4 (D2) и GPIO0 (D3) платы NodeMCU (соответственно), они подключены к контактам SDA и SCL (SCK) модуля дисплея SSD1306. Модуль OLED-дисплея питается напряжением 5 В от контакта Vin платы NodeMCU.

Генерация API из OpenWeatherMap

Сервис OpenWeatherMap предоставляет доступ к текущим данным о погоде для любого местоположения, включая более 200 000 городов по всему миру. Текущая погода часто обновляется с более чем 40 000 метеостанций. Данные доступны в формате JSON, XML или HTML. Мы будем использовать здесь данные в формате JSON.

Посетите https://openweathermap.org и войдите в систему, создав свою учетную запись.

Создайте или сгенерируйте свой ключ API, так как он необходим для извлечения данных.

Выберите город и код страны, введя название города. Пример: Jaipur, IN, здесь Jaipur — это город, а IN — код страны для Индии. Название города и код страны необходимо ввести в коде.

Исходный код программы

Ниже приведен код для IoT метеостанции с NodeMCU и сервисом OpenWeatherMap. Для этого вам понадобятся 3 разные библиотеки, а именно Adafruit_GFX.h , Adafruit_SSD1306.h и ArduinoJson.h . Вы можете получить все эти библиотеки из Library Manager (менеджера библиотек).

Измените в приведенном коде WIFI SSID, пароль и название города с кодом страны. Теперь вы можете загрузить этот код на плату NodeMCU.

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h> // http web access library
#include <ArduinoJson.h> // JSON decoding library
// Libraries for SSD1306 OLED display
#include <Wire.h> // include wire library (for I2C devices such as the SSD1306 display)
#include <Adafruit_GFX.h> // include Adafruit graphics library
#include <Adafruit_SSD1306.h> // include Adafruit SSD1306 OLED display driver
 
#define OLED_RESET 5 // define SSD1306 OLED reset at ESP8266 GPIO5 (NodeMCU D1)
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);
 
// set Wi-Fi SSID and password
const char *ssid = "Your Wifi SSID";
const char *password = "Your Wifi Password";
 
// set location and API key
String Location = "City Name, Country Code";
String API_Key = "Your API Key";
 
void setup(void)
{
Serial.begin(9600);
delay(1000);
 
Wire.begin(4, 0); // set I2C pins [SDA = GPIO4 (D2), SCL = GPIO0 (D3)], default clock is 100kHz
 
// by default, we'll generate the high voltage from the 3.3v line internally! (neat!)
display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // initialize with the I2C addr 0x3D (for the 128x64)
// init done
 
Wire.setClock(400000L); // set I2C clock to 400kHz
 
display.clearDisplay(); // clear the display buffer
display.setTextColor(WHITE, BLACK);
display.setTextSize(1);
display.setCursor(0, 0);
display.println(" Internet Weather");
display.print(" Station - Jaipur");
display.display();
 
WiFi.begin(ssid, password);
 
Serial.print("Connecting.");
display.setCursor(0, 24);
display.println("Connecting...");
display.display();
while ( WiFi.status() != WL_CONNECTED )
{
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("connected");
display.print("connected");
display.display();
delay(1000);
 
}
 
void loop()
{
if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) //Check WiFi connection status
{
HTTPClient http; //Declare an object of class HTTPClient
 
// specify request destination
http.begin("http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q=" + Location + "&APPID=" + API_Key); // !!
 
int httpCode = http.GET(); // send the request
 
if (httpCode > 0) // check the returning code
{
String payload = http.getString(); //Get the request response payload
 
DynamicJsonBuffer jsonBuffer(512);
 
// Parse JSON object
JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(payload);
if (!root.success()) {
Serial.println(F("Parsing failed!"));
return;
}
 
float temp = (float)(root["main"]["temp"]) - 273.15; // get temperature in °C
int humidity = root["main"]["humidity"]; // get humidity in %
float pressure = (float)(root["main"]["pressure"]) / 1000; // get pressure in bar
float wind_speed = root["wind"]["speed"]; // get wind speed in m/s
int wind_degree = root["wind"]["deg"]; // get wind degree in °
 
// print data
Serial.printf("Temperature = %.2f°C\r\n", temp);
Serial.printf("Humidity = %d %%\r\n", humidity);
Serial.printf("Pressure = %.3f bar\r\n", pressure);
Serial.printf("Wind speed = %.1f m/s\r\n", wind_speed);
Serial.printf("Wind degree = %d°\r\n\r\n", wind_degree);
 
display.setCursor(0, 24);
display.printf("Temperature: %5.2f C\r\n", temp);
display.printf("Humidity : %d %%\r\n", humidity);
display.printf("Pressure : %.3fbar\r\n", pressure);
display.printf("Wind speed : %.1f m/s\r\n", wind_speed);
display.printf("Wind degree: %d", wind_degree);
display.drawRect(109, 24, 3, 3, WHITE); // put degree symbol ( ° )
display.drawRect(97, 56, 3, 3, WHITE);
display.display();
 
}
 
http.end(); //Close connection
 
}
 
delay(60000); // wait 1 minute
 
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

#include <ESP8266WiFi.h>

#include <ESP8266HTTPClient.h> // http web access library

#include <ArduinoJson.h> // JSON decoding library

// Libraries for SSD1306 OLED display

#include <Wire.h> // include wire library (for I2C devices such as the SSD1306 display)

#include <Adafruit_GFX.h> // include Adafruit graphics library

#include <Adafruit_SSD1306.h> // include Adafruit SSD1306 OLED display driver

#define OLED_RESET 5 // define SSD1306 OLED reset at ESP8266 GPIO5 (NodeMCU D1)

Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);

// set Wi-Fi SSID and password

const char *ssid = "Your Wifi SSID";

const char *password = "Your Wifi Password";

// set location and API key

String Location = "City Name, Country Code";

String API_Key = "Your API Key";

void setup(void)

{

Serial.begin(9600);

delay(1000);

Wire.begin(4, 0); // set I2C pins [SDA = GPIO4 (D2), SCL = GPIO0 (D3)], default clock is 100kHz

// by default, we'll generate the high voltage from the 3.3v line internally! (neat!)

display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // initialize with the I2C addr 0x3D (for the 128x64)

// init done

Wire.setClock(400000L); // set I2C clock to 400kHz

display.clearDisplay(); // clear the display buffer

display.setTextColor(WHITE, BLACK);

display.setTextSize(1);

display.setCursor(0, 0);

display.println(" Internet Weather");

display.print(" Station - Jaipur");

display.display();

WiFi.begin(ssid, password);

Serial.print("Connecting.");

display.setCursor(0, 24);

display.println("Connecting...");

display.display();

while ( WiFi.status() != WL_CONNECTED )

{

delay(500);

Serial.print(".");

}

Serial.println("connected");

display.print("connected");

display.display();

delay(1000);

}

void loop()

{

if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) //Check WiFi connection status

{

HTTPClient http; //Declare an object of class HTTPClient

// specify request destination

http.begin("http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q=" + Location + "&APPID=" + API_Key); // !!

int httpCode = http.GET(); // send the request

if (httpCode > 0) // check the returning code

{

String payload = http.getString(); //Get the request response payload

DynamicJsonBuffer jsonBuffer(512);

// Parse JSON object

JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(payload);

if (!root.success()) {

Serial.println(F("Parsing failed!"));

return;

}

float temp = (float)(root["main"]["temp"]) - 273.15; // get temperature in °C

int humidity = root["main"]["humidity"]; // get humidity in %

float pressure = (float)(root["main"]["pressure"]) / 1000; // get pressure in bar

float wind_speed = root["wind"]["speed"]; // get wind speed in m/s

int wind_degree = root["wind"]["deg"]; // get wind degree in °

// print data

Serial.printf("Temperature = %.2f°C\r\n", temp);

Serial.printf("Humidity = %d %%\r\n", humidity);

Serial.printf("Pressure = %.3f bar\r\n", pressure);

Serial.printf("Wind speed = %.1f m/s\r\n", wind_speed);

Serial.printf("Wind degree = %d°\r\n\r\n", wind_degree);

display.setCursor(0, 24);

display.printf("Temperature: %5.2f C\r\n", temp);

display.printf("Humidity : %d %%\r\n", humidity);

display.printf("Pressure : %.3fbar\r\n", pressure);

display.printf("Wind speed : %.1f m/s\r\n", wind_speed);

display.printf("Wind degree: %d", wind_degree);

display.drawRect(109, 24, 3, 3, WHITE); // put degree symbol ( ° )

display.drawRect(97, 56, 3, 3, WHITE);

display.display();

}

http.end(); //Close connection

}

delay(60000); // wait 1 minute

}

Видео, демонстрирующее работу проекта

Ссылка на видео на YouTube

Необходимые компоненты

Блок-схема метеостанции IoT

Схема проекта

Генерация API из OpenWeatherMap

Исходный код программы

Видео, демонстрирующее работу проекта

Похожие статьи

Добавить комментарий Отменить ответ

Добавить комментарий