树莓派 Zero W+温度传感器DS18B20

### 知识点一：树莓派Zero W与DS18B20温度传感器的连接与配置 #### 1.1 硬件准备 - **树莓派Zero W**：小巧、低成本的微型计算机，适合开发小型项目。 - **DS18B20温度传感器**：一种数字温度传感器，具有高精度且易于使用的特点。 - **杜邦线3根**：用于连接树莓派和DS18B20。 - **4.7KΩ电阻**：用于提高DS18B20信号的稳定性。 #### 1.2 GPIO接口 - **GPIO4**（树莓派的第7个插针）被指定为DS18B20的连接接口。这是因为GPIO4支持W1（单线）协议，适用于DS18B20这类设备。 #### 1.3 接线步骤 1. **连接DS18B20和树莓派**：将DS18B20的数据脚接到GPIO4上。确保使用4.7KΩ的上拉电阻连接VCC和数据线，以增强信号质量。 ### 知识点二：树莓派软件环境配置 #### 2.1 连接树莓派Zero W - 使用PuTTY等SSH客户端工具连接树莓派。设置Host Name为`raspberrypi.local`，端口22，用户名`pi`，密码`raspberry`。 #### 2.2 更新树莓派软件源 1. **更新列表**：执行`sudo apt-get update`，该命令会更新软件源列表。 2. **更新软件**：执行`sudo apt-get upgrade`，将根据最新的软件列表自动更新已安装的软件包。 #### 2.3 修改配置文件 - 编辑`/boot/config.txt`，在`dtoverlay=dwc2`前面添加`dtoverlay=w1-gpio-pullup,gpiopin=4`，以启用DS18B20所需的硬件接口。 - 重启树莓派。 #### 2.4 加载模块并测试DS18B20 1. **加载模块**：使用`sudo modprobe w1-gpio`和`sudo modprobe w1-therm`命令来加载必要的内核模块。 2. **查看设备**：使用`cd /sys/bus/w1/devices`和`ls`命令查看DS18B20是否成功识别，每个传感器都有一个唯一的序列号，例如`28-000004d618fa`。 #### 2.5 获取温度值 - 在DS18B20设备目录下执行`cat w1_slave`，从输出中解析温度值（如`t=25375`），将其除以1000转换为摄氏度。 ### 知识点三：Python编程读取温度 #### 3.1 创建Python脚本 - **文件路径**：`/home/pi/temperature.py` - **创建文件**：使用`sudo touch temperature.py`创建文件。 - **编辑文件**：使用`sudo nano temperature.py`打开编辑器。 #### 3.2 Python脚本内容示例 ```python import os def read_temp_raw(): f = open('/sys/bus/w1/devices/28-000004d618fa/w1_slave', 'r') lines = f.readlines() f.close() return lines def read_temp(): lines = read_temp_raw() while lines[0].strip()[-3:] != 'YES': time.sleep(0.2) lines = read_temp_raw() equals_pos = lines[1].find('t=') if equals_pos != -1: temp_string = lines[1][equals_pos+2:] temp_c = float(temp_string) / 1000.0 return temp_c while True: print("Temperature: %s C" % read_temp()) time.sleep(1) ``` #### 3.3 运行Python脚本 - 保存并退出编辑器。 - 执行`python3 temperature.py`运行脚本。 ### 知识点四：上传温度数据至物联网平台 - **物联网平台**：可以是阿里云IoT、AWS IoT或其他第三方服务。 - **实现方法**： - 使用HTTP POST请求上传数据。 - 或者使用MQTT协议发布温度数据到物联网平台。 - **具体步骤**： - 注册并登录物联网平台。 - 创建设备实例，获取设备ID和密钥。 - 使用Python的requests库发送POST请求或将数据发布到MQTT Broker。 - 定期上传温度数据，频率取决于应用需求。 ### 总结 本文详细介绍了如何使用树莓派Zero W读取DS18B20温度传感器的数据，并上传至物联网平台的过程。从硬件连接、软件配置、编写Python脚本到最后的数据上传，每一个步骤都力求清晰明了，为初学者提供了全面的指导。