使用NodeMCU和OpenWeatherMap制作物联网气象站

风筝

在本篇文章中，我们将学习如何使用ESP8266 NodeMCU（ESP-12E）Wi-Fi开发板和SSD1306 OLED显示屏（128×64像素）制作基于物联网的简单实时气象站。对于想了解有关从在线Internet服务器到NodeMCU板中检索数据的物联网初学者而言，该项目是一个很棒的项目。

NodeMCU从openweathermap.org的天气网站中提取温度、湿度、压力、风速和风向等天气数据，并将其显示在SSD1306液晶显示屏上。

所需的组件

主题很明确，我们只需要该项目的OLED显示屏和NodeMCU wifi模块即可。

●    NodeMCU ESP8266 12E模块

●    0.96英寸OLED显示屏

物联网气象站的功能框图

以下是物联网气象站的简单框图，仅说明了系统的工作原理。

openweathermap.org网站提供了有关天气数据和天气预报的在线服务。数据上传到云服务器上。 NodeMCU ESP8266 Wifi模块在线收集数据信息，并下载/检索温度、湿度、压力、风速和风向等信息。

这些数据显示在0.96英寸SSD1306 OLED显示屏上，同时显示了所在的城市名称。

连接电路图

使用NodeMCU和OpenWeatherMap制作的物联网气象站连接电路图：

I2C总线的SDA和SCL线分别连接NodeMCU板的GPIO4（D2）和GPIO0（D3），然后连接到SSD1306显示模块的SDA和SCL（SCK）引脚。 OLED显示模块由NodeMCU板的Vin引脚提供5V电压。

从OpenWeatherMap获取API

OpenWeatherMap访问任何位置的当前天气数据，包括全球200,000多个城市。超过40,000个气象站更新当前天气。数据以JSON、XML或HTML格式提供。本文将使用JSON格式的数据。

访问https://openweathermap.org，并使用您的帐户登录。

根据检索数据的需要创建或生成您的API密钥。

通过输入城市名称选择城市和国家/地区代码。示例：Jaipur，IN，Jaipur是一个城市，IN是印度（India）的国家代码。必须在代码中输入城市名称和国家/地区代码。

源代码/程序

以下是使用NodeMCU和OpenWeatherMap制作的物联网气象站的代码。为此，您需要3个不同的库，即Adafruit_GFX.h、Adafruit_SSD1306.h和ArduinoJson.h。您可以从“库管理器”中获取所有这些库。

输入WIFI SSID、密码和国家/地区代码、城市名称。现在，您可以将此代码上传到NodeMCU开发板。

1. #include <ESP8266WiFi.h>
   
2. #include <ESP8266HTTPClient.h> // http web access library
   
3. #include <ArduinoJson.h> // JSON decoding library
   
4. // Libraries for SSD1306 OLED display
   
5. #include <Wire.h> // include wire library (for I2C devices such as the SSD1306 display)
   
6. #include <Adafruit_GFX.h> // include Adafruit graphics library
   
7. #include <Adafruit_SSD1306.h> // include Adafruit SSD1306 OLED display driver
   
8. 
   
9. #define OLED_RESET 5 // define SSD1306 OLED reset at ESP8266 GPIO5 (NodeMCU D1)
   
10. Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);
    
11. 
    
12. // set Wi-Fi SSID and password
    
13. const char *ssid = "Your Wifi SSID";
    
14. const char *password = "Your Wifi Password";
    
15. 
    
16. // set location and API key
    
17. String Location = "City Name, Country Code";
    
18. String API_Key = "Your API Key";
    
19. 
    
20. void setup(void)
    
21. {
    
22. Serial.begin(9600);
    
23. delay(1000);
    
24. 
    
25. Wire.begin(4, 0); // set I2C pins [SDA = GPIO4 (D2), SCL = GPIO0 (D3)], default clock is 100kHz
    
26. 
    
27. // by default, we'll generate the high voltage from the 3.3v line internally! (neat!)
    
28. display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // initialize with the I2C addr 0x3D (for the 128x64)
    
29. // init done
    
30. 
    
31. Wire.setClock(400000L); // set I2C clock to 400kHz
    
32. 
    
33. display.clearDisplay(); // clear the display buffer
    
34. display.setTextColor(WHITE, BLACK);
    
35. display.setTextSize(1);
    
36. display.setCursor(0, 0);
    
37. display.println(" Internet Weather");
    
38. display.print(" Station - Jaipur");
    
39. display.display();
    
40. 
    
41. WiFi.begin(ssid, password);
    
42. 
    
43. Serial.print("Connecting.");
    
44. display.setCursor(0, 24);
    
45. display.println("Connecting...");
    
46. display.display();
    
47. while ( WiFi.status() != WL_CONNECTED )
    
48. {
    
49. delay(500);
    
50. Serial.print(".");
    
51. }
    
52. Serial.println("connected");
    
53. display.print("connected");
    
54. display.display();
    
55. delay(1000);
    
56. 
    
57. }
    
58. 
    
59. void loop()
    
60. {
    
61. if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) //Check WiFi connection status
    
62. {
    
63. HTTPClient http; //Declare an object of class HTTPClient
    
64. 
    
65. // specify request destination
    
66. http.begin("http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q=" + Location + "&APPID=" + API_Key); // !!
    
67. 
    
68. int httpCode = http.GET(); // send the request
    
69. 
    
70. if (httpCode > 0) // check the returning code
    
71. {
    
72. String payload = http.getString(); //Get the request response payload
    
73. 
    
74. DynamicJsonBuffer jsonBuffer(512);
    
75. 
    
76. // Parse JSON object
    
77. JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(payload);
    
78. if (!root.success()) {
    
79. Serial.println(F("Parsing failed!"));
    
80. return;
    
81. }
    
82. 
    
83. float temp = (float)(root["main"]["temp"]) - 273.15; // get temperature in °C
    
84. int humidity = root["main"]["humidity"]; // get humidity in %
    
85. float pressure = (float)(root["main"]["pressure"]) / 1000; // get pressure in bar
    
86. float wind_speed = root["wind"]["speed"]; // get wind speed in m/s
    
87. int wind_degree = root["wind"]["deg"]; // get wind degree in °
    
88. 
    
89. // print data
    
90. Serial.printf("Temperature = %.2f°C\r\n", temp);
    
91. Serial.printf("Humidity = %d %%\r\n", humidity);
    
92. Serial.printf("Pressure = %.3f bar\r\n", pressure);
    
93. Serial.printf("Wind speed = %.1f m/s\r\n", wind_speed);
    
94. Serial.printf("Wind degree = %d°\r\n\r\n", wind_degree);
    
95. 
    
96. display.setCursor(0, 24);
    
97. display.printf("Temperature: %5.2f C\r\n", temp);
    
98. display.printf("Humidity : %d %%\r\n", humidity);
    
99. display.printf("Pressure : %.3fbar\r\n", pressure);
    
100. display.printf("Wind speed : %.1f m/s\r\n", wind_speed);
     
101. display.printf("Wind degree: %d", wind_degree);
     
102. display.drawRect(109, 24, 3, 3, WHITE); // put degree symbol ( ° )
     
103. display.drawRect(97, 56, 3, 3, WHITE);
     
104. display.display();
     
105. 
     
106. }
     
107. 
     
108. http.end(); //Close connection
     
109. 
     
110. }
     
111. 
     
112. delay(60000); // wait 1 minute
     
113. 
     
114. }
     
115. // End of code.

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