使用Arduino开发板和ESP8266从互联网读取数据

ESP8266-01是一款很强大的模块，可以满足我们任何IOT项目的需求。自发布以来，它已经形成了一个很强大的群体，并演变成一个易于使用、价格低廉且功能强大的Wi-Fi模块。另一个更受欢迎的开源平台是Arduino开发板，围绕该平台，已经建立起大量的项目。将这两个平台相结合将为许多创新项目打开大门，因此在本教程中，我们将学习如何将ESP8266-01模块与Arduino进行连接。这样就可以在Arduino开发板和互联网之间发送或接收数据。

 

为了实现目标，我们将使用ESP8266-01通过一个API接口从互联网中读取时间、日期、温度和湿度。然后将这些值发送到Arduino板，并将它们显示在LCD显示屏1602上。听起来是不是很酷！那么让我们开始吧。

 

所需的材料

● Arduino开发板

● ESP8266-01模块

● 带有3.3V选项的FTDI编程电路板

● 液晶显示屏1602

● 电位器

● 按钮

● 连接导线

● 面包板

 

如何工作的？

在我们深入研究之前，了解这件事情的实际情况非常重要。我们需要从ESP8266-01模块的基础开始。使用Arduino IDE对ESP8266编程，并将编写代码以使用API通过http请求读取JSON文件。然后将解析这个JSON文件，从完整的JSON文件中只提取所需的信息。

 

一旦信息解析完成，我们将使用串行通信将其打印出来。这些串口线连接到Arduino，以便Arduino可以读取ESP8266发送的信息。一旦信息被读取和处理，我们将在LCD液晶屏上进行显示。

 

如果你还没有完全理解，没关系，我们将在本文的其余部分进行介绍。

 

编程ESP8266-01

本教程假定您有一些ESP8266模块的使用经验。如果没有的话，建议阅读以下三个教程以更好地理解。

● 开始使用ESP8266-01

● 使用AT命令编程ESP8266-01

● 使用Arduino IDE编程ESP8266-01并进行烧写程序

 

在这里，我们将使用Arduino IDE编程ESP8266-01模块。硬件方面，我们使用3.3V的FTDI板编程ESP8266，因为它可以使硬件变得非常简单。下图显示了将ESP8266与FTDI板连接的电路图。

 

 

确保满足以下条件

1. ESP8266-01模块只支持3.3V，不要使用5V。所以只能在3.3V模式下设置FTDI。

2. 编程模式下，GPIO_0必须接地

3. 复位引脚应通过按钮连接到接地引脚。上传代码之前应该按下该按钮。每次按下该按钮时，ESP8266-01模块上的蓝色LED指示灯将变为高电平，表示模块已复位。

 

连接完成后，打开Arduino IDE并检查是否可以成功上传示例程序。如果您不确定如何使用Arduino IDE将程序上传至ESP8266，请阅读Arduino编程ESP8266进行学习。

 

现在让我们进入实际的程序，我们将从互联网获取数据并将其发送给Arduino。完整的程序在本文末尾处给出，我将其分开对其进行解释。该程序编译时还需要Arduino JSON库，所以如果您尚未将该库添加到Arduino IDE中，则可以通过从Github的Arduino JSON库下载并进行添加。

ESP8266必须连接互联网才能获得有关日期、时间、温度和湿度的数据。所以你在下面的代码中必须提供SSID和密码，允许它来连接到你的Wi-Fi。

 

1. const char* ssid = “JIO-Fi”; //Enter your Wi-Fi SSID
2. const char* password = “Pas123″; //Enter you Wi-Fi Password

 

复制代码

 

在setup()函数中，我们检查ESP是否能够连接到Wi-Fi，如果没有，只需在串行监视器上打印“Connecting ..”，它将一直等待。

 

1. while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { //Wait till Wi-Fi is connected
2. delay(1000);
3. Serial.print(“Connecting..”); //Print Connecting.. till connection is established
4. }

 

复制代码

 

下一步是非常重要的一步。如果Wi-Fi连接成功，我们必须调用http get请求从互联网读取JSON文件。在本教程中，我使用http://wunderground.com提供的API。因此，如果您打算使用相同的API，则可以进入链接并注册免费API密钥或使用您选择的任何API。一旦你完成了你的API，你将最终得到一个如下所示的链接

http://api.wunderground.com/api/abcd124578qwert/conditions/q/IN/Chennai.json

注意：我已更改此链接的API密钥，因此这不会起作用。请注意保持您的API密钥安全，不要共享。

 

我的API用于获取Chennai的天气数据。您可以使用任何API。但是当你在任何浏览器中加载API时，它应该返回一个JSON文件。例如我的API返回以下JSON文件

 

 

 

 

您可能会返回具有不同数据的文件。我们可以通过读取它来检查ESP8266是否也收到了这个JSON文件，然后在串行监视器上使用打印JSON，代码如下：

 

1. int httpCode = http.GET(); //pass a get request
2. if (httpCode > 0) { //Check the returning code
3. // payload = http.getString(); // Store the value on varibale Payload for debugging
4. // Serial.println(payload); //Print the payload for debugging otherwise comment both lines

 

复制代码

 

我已经注释掉这些代码，因为它们仅用于测试。一旦确保ESP8266能够获取JSON数据，就需要对数据进行解析。正如你所看到的，这些数据量很大，除了我们需要的数据如日期、时间、温度和湿度外，大部分数据都是无用的。

所以我们使用JSON Arduino库来分离需要的值并将其存储在一个变量中。这种方法是可行的，因为JSON文件中的值被分配为名称值对。所以这个名字是一个字符串，它将保存我们所需的值。

要实现这一点，我们需要转到一个网站，它将分析JSON文件并给我们提供Arduino代码。是的，就像那样简单。前往https://arduinojson.org/assistant/并粘贴我们在浏览器中加载的JSON文件，然后按Enter键。完成后我看起来像下面这样

 

 

 

向下滚动一下，查看自动创建的解析程序

 

你所要做的就是选择想要的变量，将它们复制并粘贴到你的Arduino IDE上，就像我做的一样。

 

1. /*Phrasing Data using the JSON librarey */ //Use https://arduinojson.org/assistant/ to get the phrasing values for your JSON string
2. const size_t bufferSize = JSON_OBJECT_SIZE(0) + JSON_OBJECT_SIZE(1) + JSON_OBJECT_SIZE(2) + 2*JSON_OBJECT_SIZE(3) + JSON_OBJECT_SIZE(8) + JSON_OBJECT_SIZE(12) + JSON_OBJECT_SIZE(56) + 2160;
3. DynamicJsonBuffer jsonBuffer(bufferSize);
4. JsonObject& root = jsonBuffer.parseObject(http.getString());
5. /*End of Phrasing Data*/
6. //Address the value sin to desired variables
7. JsonObject& current_observation = root["current_observation"]; //under current_observation
8. JsonObject& current_observation_observation_location = current_observation["observation_location"]; //under observation_location
9. const char* current_observation_station_id = current_observation["station_id"]; // “ICHENNAI1″ //get the location detials
10. const char* current_observation_local_time_rfc822 = current_observation["local_time_rfc822"]; //Local time //get the local time
11. const char* current_observation_temperature_string = current_observation["temperature_string"]; // “90.7 F (32.6 C)” //get the temperature value
12. const char* current_observation_relative_humidity = current_observation["relative_humidity"]; // “73%” //get the humidity value

 

复制代码

 

我刚刚复制了变量current_observation_station_id、current_observation_local_time_rfc822、current_observation_temperature_string和current_observation_relative_humidity。因为我们打算在液晶显示屏上只显示这四个数据。

 

最终，我们从互联网获得了我们需要的数据，并将其保存为一个可以轻松使用的变量。要将这些数据发送到Arduino，我们只需通过串行监视器将它们串行写入。可以使用以下代码：

 

1. //Print the variables through serial monitor
2. Serial.print (current_observation_station_id); //send the location details to Arduino
3. delay(100); //stability delay
4. Serial.print (current_observation_local_time_rfc822); //send the local time details to Arduino
5. delay(100); //stability delay
6. Serial.print (current_observation_temperature_string); //send the temperature details to Arduino
7. delay(100); //stability delay
8. Serial.print (current_observation_relative_humidity); //send the humidity details to Arduino
9. delay(100); //stability delay

 

复制代码

 

请注意，我使用的是Serial.print()而不是Serial.println()，因为Serial.println()命令会将不需要的/ n和/ r追加到数据中，另外。我们还增加了10秒的延迟，以便ESP8266将这些值仅在10秒的时间间隔周期内发送给Arduino开发板。