自己动手实现智能家居之温湿度数据采集存储（DHT11，MySql）

  • 2019 年 10 月 9 日
  • 筆記

【前言】

一个热爱技术的人一定向往有一个科技感十足的环境吧，那何不亲自实践一下属于技术人的座右铭：“技术改变世界”。

就让我们一步步动手搭建一个属于自己的“智能家居平台”吧（不要对这个名词抬杠啦，技术在手，怎么设计实现因人而异），本文只做抛砖引玉，各路大神如果有更好的想法可以各显神通，当然能在评论区留下更好的想法让大家共同学习是再好不过啦。

在文章最后附有所有源代码，有需要的可以自行下载，感谢Star~

【系列目录】

  1. 树莓派GPIO简介（Python版）
  2. 温湿度数据采集存储（DHT11，MySql）
  3. 温湿度数码管展示（四位共阳数码管）
  4. 构建App展示温湿度报表（ApiCloud，Python Flask）
  5. 普通家用排插集成继电器手工改造
  6. App远程控制“自制智能”排插
  7. 使用花生棒内网穿透实现外网访问
  8. App远程监控（摄像头模块集成）

【本节概要】

上一节我们介绍了树莓派以及树莓派的GPIO的简单使用，这一节基于上一节的知识点采集屋内的温度和湿度数据，并且构建python脚本将采集到的数据写入到mysql数据库持久化。

效果图:

那么接下来我们就一步步讲解这个折腾的过程…

【硬件采购】

”某宝“购买一个DHT11模块，大概￥6，为了方便线路灵活连接，我们购买了面包板和杜邦线若干。

DHT11

面包板

杜邦线

硬件采购完毕，我们开始搞软件部分~~~

【DHT11模块获取温湿度】

DHT11硬件接口

DHT11有三个IO接口，一个VCC（正极）接3.3v，一个GND接GND，剩下一个DATA接树莓派的任意一个GPIO。在设备上有印刷的字体标明了引脚，可以根据指示接到树莓派上。

使用开源类库Adafruit_DHT获取温湿度

读取温度和湿度我们可以使用已经封装好的开源库：Adafruit_DHT

import Adafruit_DHT    # Use read_retry method. This will retry up to 15 times to  # get a sensor reading (waiting 2 seconds between each retry).  # this is bcm code  humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(Adafruit_DHT.DHT11, 4)

构建数据存储部分

为了便于我们读写MySql，我们需要一个 MySqlHelper.py，内容如下：

# coding=utf-8  import pymysql  from Utility.Configs import Cfg_MySql    class MySqlHelper:      conn = None        def __init__(self, db):          cfg_mysql = Cfg_MySql()          self.conn = pymysql.connect(host=cfg_mysql.get('host'), port=int(cfg_mysql.get('port')), user=cfg_mysql.get('user'), passwd=cfg_mysql.get('passwd'), db=db)        def getConnAndCur(self):          return self.conn,self.conn.cursor()        def executeSql(self,sql):          conn,cur = self.getConnAndCur()          cur.execute(sql)          conn.commit()          cur.close()          conn.close()    # 用完记得释放  # cur.close()  # conn.close()

mysql的连接信息是通过ini配置文件存储的，我们还需要一个 Configs.py 读写配置文件，内容如下：

# coding=utf-8  import configparser    # 树莓派的ubuntu系统里面如果要使用计划任务，则必须写成绝对路径，意味着这里需要加前缀  # RASPBERRY_PI_PATH = '/7tniy/SevenTiny.SmartHome'    # Windows调试不需要加绝对路径  RASPBERRY_PI_PATH_ROOT = ''    # get configuration  config = configparser.ConfigParser()  config.read(RASPBERRY_PI_PATH_ROOT + 'SmartHome.ini',encoding='UTF-8')      class Cfg_MySql:        __tag = 'MySql'        def __init__(self):          pass        def get(self, name):          return config.get(self.__tag, name)

我们的配置文件 SmartHome.ini 放在项目根目录即可。内容如下：

[MySql]  connectionstring = 1  host = 192.168.0.1  port = 3306  user = prod  passwd = 123456xxx

数据库表结构：

/*  Navicat MySQL Data Transfer    Source Server         :  Source Server Version : 50644  Source Host           :  Source Database       : SmartHome    Target Server Type    : MYSQL  Target Server Version : 50644  File Encoding         : 65001    Date: 2019-10-08 21:38:09  */    SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0;    -- ----------------------------  -- Table structure for DailyMonitor  -- ----------------------------  DROP TABLE IF EXISTS `DailyMonitor`;  CREATE TABLE `DailyMonitor` (    `Id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,    `DateTime` datetime NOT NULL ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,    `Year` int(11) DEFAULT NULL,    `Month` int(11) DEFAULT NULL,    `Day` int(11) DEFAULT NULL,    `Hour` int(11) DEFAULT NULL,    `Temperature` double(255,0) DEFAULT NULL,    `Humidity` double(255,0) DEFAULT NULL,    PRIMARY KEY (`Id`)  ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1211 DEFAULT CHARSET=utf8;

主监控脚本 SmartHomeScreen.py 内容

  1. 创建mysql连接
  2. 通过DHT11获取温湿度
  3. 将数据异步写入MySql（每小时一次）
# coding=utf-8  from Utility.MySqlHelper import MySqlHelper  import _thread  import Adafruit_DHT  import time  import datetime  import RPi.GPIO as GPIO  import sys  sys.path.append('..')      def WriteToDb(timenow, year, month, day, hour, temp, humi):      smartHomeDb = MySqlHelper("SmartHome")      smartHomeDb.executeSql("INSERT INTO DailyMonitor (DateTime,Year,Month,Day,Hour,Temperature,Humidity) VALUES ('{0}',{1},{2},{3},{4},{5},{6})".format(          timenow, year, month, day, hour, temp, humi))    # 已经写入数据库的小时标识，插入数据的同时，修改为下一个小时，用于比较是否需要写入  hasWriteToDbHour = datetime.datetime.now().hour    while(True):      # time      timenow = datetime.datetime.now()        # Use read_retry method. This will retry up to 15 times to      # get a sensor reading (waiting 2 seconds between each retry).      # this is bcm code      humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(Adafruit_DHT.DHT11, 4)      print('time:{0},humidity:{1}%,temperature:{2}*C'.format(          datetime.datetime.now(), humidity, temperature))        # 异步将数据写入mysql      if hasWriteToDbHour == timenow.hour:          _thread.start_new_thread(WriteToDb, (timenow, timenow.year,                                               timenow.month, timenow.day, timenow.hour, temperature, humidity))          if hasWriteToDbHour == 23:              hasWriteToDbHour = 0          else:              hasWriteToDbHour = hasWriteToDbHour + 1        time.sleep(2)

【温湿度监控】

我们通过SSH远程连接到树莓派的终端

PI

通过FTP将我们的项目上传到树莓派服务器

采用后台进程的方式运行我们的主脚本(关闭终端进程不会退出）

nohup python SmartHomeScreen.py

这样我们的信息采集脚本就一直在工作中了，每小时会采集一次温湿度，并存储到数据库表中。

【注意事项】

  • 树莓派中默认安装的python版本是2.7，我们的代码是采用python3编写的，可能有不兼容的情况，需要重新安装python3.6以上版本
  • 我们的GPIO类库是不能在没有GPIO支持的设备上调试的，也就是说在windows本地调试毫无意义，并且安装GPIO的包会出现各种问题，建议直接将代码复制到树莓派调试，无需在本地调试

【总结】

通过本节内容，我们实现了利用树莓派的GPIO和DHT11温湿度采集模块24小时实时采集环境中的温湿度，并且持久化到了MySql中，作为我们后续监控面板和监控报表的基础数据。

后续章节我们会介绍利用我们采集的24小时温湿度数据制作温湿度报表… 效果预热：

【源码地址】

Github：https://github.com/sevenTiny/SevenTiny.SmartHome

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