教你用ESP8266做一个天气预报GDWeatherStation

十二月 17, 2018

教你用 ESP8266 做一个天气预报 GDWeatherStation

大纲

说明

简介以及说明
前期准备

你需要准备什么？
接口说明

你需要准备的接口说明，以及申请工作
Python端

Python端服务脚本说明
Arduino端

Arduino端说明
UI说明

关于UI设计
后续

进一步改进

说明

最终效果说明

通过ESP8266连接WIFI访问网络获取天气，网络时间，自定义的信息，然后进行显示

需要了解的技术栈

Arduino
C
Python

流程说明

利用Python获取申请的api返回信息，进行整理，上传到中转的稳定的api接口，Arduino端再访问此中转的api接口，进行数据展示

前期准备

硬件准备

ESP8266 模块

注意 ESP8266 模块有差别，但是基本都是一样的，需要注意引脚定义
12864 OLED 模块 i2c接口

当然也可以使用SPI接口，只是需要更改 Arduino程序代码即可
连接线若干
可选 usb 下载器

有些 ESP8266 没有自带 usb下载功能，需要自己买个usb下载器，进行程序烧录

环境准备

Arduino IDE

百度下，有下载
usb下载器驱动

根据自己型号去驱动，多数店家会有提供，百度也能找到
Python3 环境

所需要的第三发库

Arduino IDE 需要的库

具体怎么去安装库，请自行百度，关键字：Arduino 添加库，Arduino 添加ESP8266支持

#include <NTPClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>
#include <U8g2lib.h>
#include <WiFiUdp.h>

Python

无

接口说明

你需要申请

一个空的Git仓库

需要申请一个空Git仓库，随便那一家都可以，申请很简单，这里不做详细描述

和风天气API Key

和风天气API申请地址

申请很简单，这里不做详细描述，只需要申请免费的即可，一天有限制请求次数，不过已经足够，注意记住申请后的Key

Python端

服务器端——Python实现

为啥要写个这样的程序

首先单片机性能有限，并且来来回回烧录程序比较麻烦，目前网上的接口对于单片机来讲数据量还是比较大的，解析会耗费很大的硬件资源，且接口不稳定。所以想自己组装一个自己能够把控的接口。
自己组装接口可以只要自己想要的信息，使数据量变的小巧，适合单片机的解析，并且可以保证接口的稳定

目前已经实现的功能

定时从网上的接口获取数据，解析成自己组装的接口并且上传到指定的git仓库上
定时上传和天气数据
~~定时上传糗事百科段子~~ （已删除此功能）
定时push自己的自定义信息

使用

程序有一个json文件，当第一次使用时需要配置自己的申请的一些接口，和key
userData.json 文件存放着所用的接口及key

{
  "city": "shenzhen",  // 城市拼音
  "heWeatherKey": "xxxxxx", // 和风天气Key
  "qiuShiAPI": "http://m2.qiushibaike.com/article/list/text?count=5&page=1",
  "gitUrl": "https://xxxxxxx.git", // 所申请的 Git 仓库地址
  "title": "about me", // 推送标题
  "detail": "qq:xxxxxx    have a good Day! This is my first push!" // 推送内容
}

git clone https://github.com/goldhan/GDWeatherStation.git
修改 service 目录下的 userData.json 文件
终端 cd 到 Service 目录下
python3 Main.py 即可

问题

已经删除关于糗事百科的功能，所以没有了中文的烦恼，不过自定义的推送内容依然不支持中文

~~目前糗事百科接口都是中文，但是ESP8266 上的程序不支持中文（不知道有没有英语版的类似糗事百科的接口~~
~~还是中文中文中文！~~

注意

当请求有问题时程序会停止，请注意。
请严格的按照json文件里的格式进行填写，不要乱加多余的空格或者其他不必要的字符。
注意定义推送消息不要多，因为屏幕显示区域有限
因为对应的ESP8266 端的程序不支持中文，所以请用英语写推送消息。

Arduino端

ESP8266 源码，使用 Arduino 烧录到 ESP8266

Arduino 使用说明

注意所需要的库，上边有说明

GDWeatherStation.ino

#include "GDDraw.h"

void setup()
{
    char ssid[] = "xxx"; // wifi ssid
    char password[] = "xxx"; // wifi password
    char url[] = "https://raw.githubusercontent.com/goldhan/MockJSON/master/GDWeather.json"; // git url
    // SHA1 fingerprint of the certificate  
    //把你需要调用的请求地址用浏览器访问，然后打开调试工具选择“安全”即可看到对应请求的fingerprint，复制到这个地方即可
    char fingerprint[] = "CC AA 48 48 66 46 0E 91 53 2C 9C 7C 23 2A B1 74 4D 29 9D 33"; 
    Serial.begin(115200);
    u8g2Begin();
    GDWifiBegin(ssid, password, fingerprint, url);

    // theFirst();
}
void loop()
{
    // SHA1 fingerprint of the certificate  
    //把你需要调用的请求地址用浏览器访问，然后打开调试工具选择“安全”即可看到对应请求的fingerprint，复制到这个地方即可
    char fingerprint[] = "CC AA 48 48 66 46 0E 91 53 2C 9C 7C 23 2A B1 74 4D 29 9D 33";
    char url[] = "https://raw.githubusercontent.com/goldhan/MockJSON/master/GDWeather.json"; // git url
    GDStart(fingerprint, url);
}

请按照注释去填写对应的值

注意

接线

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_SW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* clock=*/D6, /* data=*/D5, /* reset=*/U8X8_PIN_NONE);
代码已经很明确了，请对应接线即可，也可以按照自己的喜好去换引脚端口，OLED屏幕支持 i2c, SPI,本代码用的是 i2c协议，可以按照自己的需求去更改下代码即可，具体不懂可以百度，关键字：U8G2 spi，
类似：U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_1_4W_SW_SPI u8g2(U8G2_R0,/* clock=*/4, /* data=*/ 5, /* cs=*/ 3, /* dc=*/ 6, /* reset=*/ 7);

url 地址

url 地址是git里面可以直接访问json的地址，一般都是以 https://raw 为开头的地址

fingerprint

由于是https请求，所以请用浏览器访问上边的地址，打开调试工具选择“安全”即可看到对应请求的fingerprint，SHA1

UI说明

关于设计方面的说明

UI 展示

具体源文件 Sketch

12864 OLED

由于此模块网上有很多成熟的代码，所有选择12864显示模块，只需要显示简单的信息，已经足够。OLED的特性，所以显示效果还不错。

设计思路

简单，美观

显示模块所提供的可显示的区域其实不多，再加上单片机性能有限，所以尽量简单明了，只需要显示所需要的信息即可，但是本人大学艺术专业，所以还是要求自己在足够简单的同时，尽量美观！所以只运行了简单的圆角框即可，外加一点元素点缀即可。

卡片

由于显示的信息一个屏幕肯定不足够，所有设计成上下轮播的卡片展示。已足够显示，网络时间、今日天气、以及明日天气和少许的自定义信息。

后续

关于后续计划

不足

由于本人不会 C++ 所以一些 C++代码写的比较乱，甚至只能说是 C代码，Python 也是只会一点皮毛，所以写的也不好，不过还是可以用

计划

自己设计3D外壳（哈哈，还好我之前就是做三维的，3ds Max,VRay,对于我来讲都很熟练），然后利用3D打印出来
优化Wifi接入，利用 Airkiss

其他

反正都是瞎折腾

查看评论