ESP8266 NodeMCU小白手把手入门（实操篇）以土壤湿度和DHT传感器为例讲解读取传感器的值

2022-07-22 12:48:50

物联网使得现实世界中的实体和数字世界比以往任何时候都更紧密地联系在一起。NodeMCU作为其中的一个重要设备，作用之一就是与传感器相连以实现万物互联通讯。这篇关于NodeMCU的实操篇以土壤湿度传感器和DHT传感器为例，详细介绍了如何使用ESP8266获取传感器的值及相应的示例代码。之所以选择这两个传感器作为示例进行讲解，是因为土壤传感器输出值的信号引脚输出模拟信号，而DHT传感器的信号引脚输出数字信号，在使用过程中也需要引入库（也可以不使用库，代码相对复杂）。当你理解了这篇文章后，NodeMCU与其它大多数传感器的通信也就迎刃而解了。

一、实验所需设备及环境

二、连线方式和示例代码

三、延伸拓展及注意事项

一、实验所需设备及环境

（一）NodeMCU ESP8266

首先你需要了解ESP8266 NodeMCU是什么及其该设备的基本操作环境，如果你没有接触过的话，请先查看NodeMCU小白手把手入门。最好选择ESP-12E型号，关于各个不同型号的NodeMCU的区别看解惑篇的第一部分。

在NodeMCU的引脚图中包含一些GPIO（通用输入输出 general purpose Input Output）引脚，通过它们，可以实现NodeMCU与传感器的通信。GPIO是集成电路的一种数字引脚，可作为接口设备的输入或输出。如果我们想要控制LED亮度，电机状态等，那么我们需要将其配置为输出。反正，如果我们想要读取开关的状态，传感器数据等，那么我们就要把GPIO配置为输入。很明显，在本教程中，我们需要配置GPIO为输入，注意在代码中，如需配置GPIO为输入，相关代码pinMode(GPIO, INPUT)可写可不写，如配置GPIO为输出，则把必须使用pinMode(GPIO, OUTPUT)说明。

NodeMCU ESP8266的引脚图（图源：lastminuteengineers.com）

（二）土壤传感器YL-69

土壤传感器用于获取土壤湿度参数，即土壤中的水分百分比。常见的土壤传感器分为两类，电阻型和电容型土壤湿度传感器。它们的原理大同小异，都是用于测量土壤中水分的体积含量，并以传感器输入GPIO（0-1024）的电压值表示水分的多少，电压值越小，表明水分多，土壤越湿；电压值越大，表明导电性不好，土壤越干。详细的关于土壤传感器的知识请查看如何用树莓派获取土壤传感器的值中的土壤传感器部分。在本教程中，使用任一土壤传感器即可，价格低廉。

（三）DHT11传感器

用于获取空气中的温度和湿度数据。详细的关于DHT11的知识请查看如何用树莓派获取DHT传感器的值。

（四）Arduino IDE

二、连线方式和示例代码

在Arduino IDE中进行如下设置：开发板：NodeMCU 1.0(ESP-12E Module)；上传速度：115200（与代码一致）；端口：板子所连端口

（一）土壤传感器与NodeMCU的通信

（1）连线方式

（2）示例代码：

#define soilPin A0

//存储中间值
int soilValue;
//定义土壤湿度
int soilMoisture;
void setup()
{
      Serial.begin(115200);
     //这句代码写不写都可
     //pinMode(soilPin, INPUT);
}
void loop()
{
    //读取土壤传感器上的电压值
    soilValue = analogRead(soilPin); 
    //把电压值按照[0,1023]映射到[100,0]
    soilMoisture = map(soilValue,0,1023,100,0);
    //每隔一秒输出一次值
    delay(1000);
    Serial.print("soilMositure: ");
    Serial.print(soilMoisture);
    Serial.println("%");
}

　（3）输出结果

（二）DHT11与NodeMCU的通信

（1）连线方式

（2）下载库。打开库管理器，搜索DHT，下载DHT sensor libraray。

（3）代码实现

#include "DHT.h"

#define DHTPIN D4     // Digital pin connected to the DHT sensor

#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11
//#define DHTTYPE DHT22   // DHT 22  (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21   // DHT 21 (AM2301)

// Connect pin 1 (on the left) of the sensor to +5V
// NOTE: If using a board with 3.3V logic like an Arduino Due connect pin 1
// to 3.3V instead of 5V!
// Connect pin 2 of the sensor to whatever your DHTPIN is
// Connect pin 4 (on the right) of the sensor to GROUND
// Connect a 10K resistor from pin 2 (data) to pin 1 (power) of the sensor

// Initialize DHT sensor.
// Note that older versions of this library took an optional third parameter to
// tweak the timings for faster processors.  This parameter is no longer needed
// as the current DHT reading algorithm adjusts itself to work on faster procs.

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
}

void loop() {
  // Wait a few seconds between measurements.
  delay(1000);

  // Reading temperature or humidity takes about 250 milliseconds!
  // Sensor readings may also be up to 2 seconds 'old' (its a very slow sensor)
  float h = dht.readHumidity();
  // Read temperature as Celsius (the default)
  float t = dht.readTemperature();

  //如果温度湿度有一个为空，则输出“获=获取值失败”
  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println(F("Failed to read from DHT sensor!"));
    return;
  }

   //输出温度
  Serial.print(t);
  Serial.print("℃");
  Serial.print(",");
  //输出湿度
  Serial.print(h);
  Serial.println("%");
 
}

（4）输出结果

三、延伸拓展及注意事项

所有应用于NodeMCU的代码可以直接用于Arduino，更改相应的参数和引脚名称即可。

NodeMCU只有一个模拟引脚，只能同时获取一个输出模拟信号的传感器的值，这是它的局限性。

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