Smart之RestAPI讀取溫濕度

1. 說明

  範例採用RestAPI通訊，來讀取連線到NodeMCU的DHT22溫濕度感測器的數據。NodeMCU是以ESP8266(ESP12)晶片為基礎，包含了WiFi，GPIO，PWM，ADC，I2C等功能的主控板，執行效率高，非常適合物聯網應用開發，因為它內建了WiFi功能，與Arduino相容，Arduino中可用的感測器基本都可用於NodeMCU。範例中使用的DHT22感測器正極（長腳）連線接至NodeMCU Vin針腳，負極連線至NodeMCU GND針腳，訊號針腳連線至NodeMCU D5針腳。

  範例中使用的NodeMCU的ESP8266無線網路，先從路由器獲取IP，連線網路成功后，啟動Rest服務，通過訪問對應的地址獲取溫濕度數據。

  通過範例學習，可以掌握Rest通訊的基本通訊原理，並結合NodeMCU開發板進行LED的控制功能。

2. 零件連線圖

3. 使用零件

序	零件名稱	數量
1	NodeMCU開發板	1
2	USB數據線	1
3	麵包板	1
4	杜邦線	若干
6	DHT22溫濕度感測器	1

4. Arduino流程圖

5. Arduino程式

  使用Arduino IDE 編譯並上傳以下Arduino程式。

// 使用 NodeMCU 開發板
// aREST
//https://github.com/marcoschwartz/aREST
//aRESTUI
//https://github.com/marcoschwartz/aREST_UI
//DHT Library
//https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <aREST.h>
#include <aREST_UI.h>
#include <DHT.h>

#define DHT_PIN 14   //定義LED針腳D5
#define DHTTYPE DHT22 // 定義溫濕度感測器型別 DHT22
DHT dht(DHT_PIN, DHTTYPE);//初始化感測器

// 建立aREST實體
aREST_UI rest = aREST_UI();

// WiFi連線參數
const char* ssid = "WIFI_SSID";
const char* password = "WIFI_PASSWORD";

// 監聽TCP連線
#define LISTEN_PORT           80

// 建立WiFi伺服器
WiFiServer server(LISTEN_PORT);

// 定義傳遞給API的變數
float temperature;
float humidity;

void setup(void) {
  // 開啟通訊埠
  Serial.begin(9600);

  // 設定標題
  rest.title("aREST DHT Sensor");
  
  // 初始化 DHT
  dht.begin();
  
  // 初始化變數，並將其傳遞給REST API
  rest.variable("temperature", &temperature);
  rest.variable("humidity", &humidity);

  // 設定標籤
  rest.label("temperature");
  rest.label("humidity");

  // Give name and ID to device
  rest.set_id("1");
  rest.set_name("esp8266");

  // 給設備定義ID與名稱
  rest.set_id("1");
  rest.set_name("esp8266");

 
   //指定IP位址，請自行在此加入WiFi.config()敘述。
   WiFi.config(IPAddress(192,168,0,171),           // IP地址
               IPAddress(192,168,0,1),             // 閘道器地址
               IPAddress(255,255,255,0));          // 子網掩碼
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");

  // 啟動伺服器
  server.begin();
  Serial.println("Server started");

  // 輸出IP地址
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void loop() {
  //讀取溫濕度
  humidity = dht.readHumidity();
  temperature = dht.readTemperature();
  // 響應aREST
  WiFiClient client = server.available();
  if (!client) {
    return;
  }
  while (!client.available()) {
    delay(1);
  }
  rest.handle(client);
}

6. 設計明細

  開啟Smart智慧控制平臺，分別加入下插圖之控制元件。或者通過點選功能表欄[檔案]-[打開專案]選擇專案打開該範例。

  ①：TTimer元件，控制元件名稱為Timer1。

  ②：TSwitchButton元件，控制元件名稱為SwitchButton1。

  ③：TWidgetLCDLabel元件，控制元件名稱為WidgetLCDLabel1。

  ④：TWidgetLCDLabel元件，控制元件名稱為WidgetLCDLabel2。

• Main窗體屬性設定

  • Caption：主窗體標題，設定為RestAPI讀取溫濕度。
  • ClientHeight：窗體客戶區高度=480。
  • ClientWidth：窗體客戶區寬度=720。

• ①Timer1屬性設定

  • Enabled：設定是否啟用計時器，設定為False。
  • Interval：設定時間間隔，設定為2000。

• ②SwitchButton1屬性設定

  • Height：設定圖片高度=72。
  • Width：設定圖片寬度=72。
  • SwitchOff：設定當IsChecked屬性為False時顯示的圖片，點選屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

  • SwitchOn：設定當IsChecked屬性為True時顯示的圖片，點選屬性右側的[...]按鈕，打開檔案上傳界面，點選[Load...]從檔案瀏覽器中選擇對應的圖片檔案上傳，返回該界面下，待顯示出圖片後點擊[OK]載入圖片。

  

• ③WidgetLCDLabel1屬性設定

  • Caption.Format：顯示格式，設定為00.00。
  • Height：設定控制元件高度=60。
  • Width：設定控制元件寬度=209。

• ④WidgetLCDLabel2屬性設定

  • Caption.Format：顯示格式，設定為00.00。
  • Height：設定控制元件高度=60。
  • Width：設定控制元件寬度=209。

7. 程式設計

7.1. 程式初始設定

  該程式無初始設定。

7.2. 事件設定

• ①Timer1-OnTimer事件

  點選以開啟計時器功能，獲取DHT22數值並顯示。

procedure TMyHandler.Timer1Timer;
var
  hum: String;
  tmp: String;
  JSONStringHUM : String;
  JSONStringTMP : String;
  J : TJSONObject;
  ValueHUM : TJSONValue;
  ValueTMP : TJSONValue;  
Begin
  J := TJSONObject.Create;
  Try
    JSONStringTMP := paxfunc.UrlDecode(paxfunc.NetHttpGet('http://192.168.0.171/temperature')); 
    JSONStringHUM := paxfunc.UrlDecode(paxfunc.NetHttpGet('http://192.168.0.171/humidity'));
    ValueTMP := paxfunc.ParseJSONObject(JSONStringTMP);
    ValueHUM := paxfunc.ParseJSONObject(JSONStringHUM);
    FThis.WidgetLCDLabel1.Caption.Value := StrToFloat(TJSONObject(ValueTMP).Get(0).JsonValue.Value);
    FThis.WidgetLCDLabel2.Caption.Value := StrToFloat(TJSONObject(ValueHUM).Get(0).JsonValue.Value);
  Finally
    J.Free;
  end;
End;

• ②SwitchButton1-OnSwitch事件

  點選開關以開啟/關閉計時器功能。

procedure TMyHandler.SwitchButton1Switch;
begin
  FThis.Timer1.Enabled := FThis.SwitchButton1.IsChecked;
  if FThis.SwitchButton1.IsChecked = False then
  begin
    FThis.WidgetLCDLabel1.Caption.Value := 0;
    FThis.WidgetLCDLabel2.Caption.Value := 0
  end;
end;

8. 運行結果

  通過工具欄儲存，將程式儲存為 sdb 專案檔案。

  使用滑鼠點選工具欄運行（Run），測試運行結果。將圖中的撥桿撥向「開」，數值顯示屏中的溫濕度數據每隔五秒更新一次。