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IoT Personal NodeMCU ESP12 WiFi無線氣象站

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資料介紹

描述

我將向您展示如何使用 NodeMCU (ESP12) 構建個人無線氣象站

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

NodeMCU (ESP12) WiFi 模塊將傳感器數據發送到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境相關的數據的設備。我們可以測量很多東西，比如：

溫度
濕度
風
氣壓
紫外線指數
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量設備列表：

1）NodeMCU（ESP12）主板

2) 溫度計 Dallas DS18B20溫度計測量溫度。您可以測量室內和室外的溫度，記錄高點和低點，顯示趨勢箭頭以指示溫度上升或下降，甚至預測短期未來溫度范圍。

3) 濕度計 ( BME280 ) - 濕度計測量相對濕度。相對濕度是空氣中水蒸氣（氣態水）的數量或百分比。濕度會影響環境因素和計算，如降水、霧、露點和熱指數。

氣壓計 ( BME280 ) – 氣壓計測量大氣壓力。氣壓計可以根據其測量的大氣壓力變化來幫助預測即將到來的天氣。

4) Davis 6410 風速計測量風速或風速。ESP8266 氣象站可以以 MPH、KPH 或節為單位顯示風速，并記錄當前、峰值和平均風速讀數。

風向標——風向標或風向標是一種確定風向的儀器。

5) Ventus W174 雨量計測量降雨或液體降水

第 2 步：原理圖和接線圖

第 3 步：NodeMCU PCB 氣象站屏蔽

設計印刷電路板（PCB），我用過，，Sprint-Layout”軟件。導出為Gerber文件。下載PCB制作https://jlcpcb.com

要創建此 NodeMCU ESP12 氣象站防護罩，您需要：

NodeMcu Lua CH340G/CH340/ ESP8266 無線WIFI互聯網開發模塊Ebay
防水數字熱探頭或傳感器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上注冊以獲得 WU 站ID和密鑰。

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

4、在weathercloud.net注冊獲取Weathercloud ID和Key 。

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

5. 以米 (m) 為單位更改高度 pws 以獲得相對壓力。

6、在thingspeak.com注冊獲取apiKey

字符串 apiKey =“XXXXXXXXXXXXXXX”；

7.將 UTC_OFFSET 更改為正確的時區

int UTC_OFFSET = 3 ; // (格林威治標準時間 +3 )

我正在使用 30 秒的循環時間將數據發送到 wunderground.com。10 分鐘循環時間將數據發送到 weathercloud.net 和 thingspeak.com

最后編輯：2019 年 10 月 11 日

第 5 步：測試氣象站

NodeMCU ESP12 正在向 wunderground.com、weathercloud.net 和 thingspeak.com 發送發送者數據。

所以它看起來一切正常。任務完成。

您可以查看的礦山氣象站 >

天氣云鏈接
地下鏈接
物語鏈接

第 6 步：OTA 無線編程

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 模塊的過程。這種類型的功能在沒有物理訪問 ESP 模塊的情況下非常有用。

從 Arduino IDE 無線上傳新草圖適用于以下典型場景：

在固件開發期間 - 作為通過串行上傳新草圖的更快替代方法
用于更新網絡中多個 ESP 的固件

為 OTA 能力做準備

在您的系統上安裝 Python 您需要在您的系統上安裝python27以便從您的系統對 ESP8266 進行編程，您需要運行 OTA 腳本。在要上傳固件的系統上安裝 python27。

下載并安裝Arduino OTA 庫下載 OTA 所需的庫和工具
在 arduino 庫中安裝“ArduinoOTa.zip”。
轉到工具以選擇您的 ESP 板型號。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）

現在您的 ESP8266 已準備好接收 OTA 固件更新。您可以從計算機上拔下 ESP8266 并通過任何電源為其供電。如果您的 ESP8266 與路由器有無線連接，您應該可以上傳新固件。

轉到您的 Arduino IDE。打開工具選項卡選擇端口選項，您應該會看到如下內容： esp8266-xxxxxx at your_esp_ip_address

打開 Nodemcu_weather_station.ino 并通過無線方式上傳。

信息取自( Rui Santos )

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

第 7 步：制作太陽輻射防護罩

太陽輻射防護罩由花盆下墊制成

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第 8 步：安裝個人氣象站

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，則氣象站測量的降雨數據將不正確。如果您將氣象站放置在小巷中，您很可能會在風速計上產生風洞效應，從而導致風數據錯誤。氣象站應具有良好的“取力”，或與任何其他高大物體的距離。標準風測量應在地面以上 10 米處進行。屋頂最適合我。氣象站由太陽能電池板供電。所以它是自主的。

安裝氣象站最常見的錯誤與溫度計傳感器放置不當有關。氣象學家將溫度定義為通風良好的陰涼處的溫度。放置氣象站時，請確保：