攀藤G5空气质量上报乐联网教程，PM2.5 HCHO NodeMcu(8266) si7021

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   空气质量上报乐联网—攀藤G5(PM2.5)+NodeMcu(8266)+si7021+Lewei

   乐为物联网的活动提供的套件，借机学习下NodeMcu(8266)的用法。之前开工贴在此：[url]http://www.geek-workshop.com/thread-26378-1-1.html[/url]

一、模块介绍

    NodeMcu带一个扩展板，支持si7021传感器和攀藤G5传感器。

    攀藤G5(PM2.5)传感器，采用串口输出数据模式，每秒钟输出一次数据，串口监听就好。

    si7021采用了IIC总线，利用si7021库可以方便读取数据。

    甲醛传感器，也是采用串口输出数据的方式，不过需要发送特定的字段请求数据。NodeMcu只有一个串口，这次实验暂时没有把它的数据集成进去。（另外一个帖子里有介绍：甲醛测试仪+ESP8266+LeWei）

    在另外一个帖子里，将采用Arduino MEGA上传所有传感器数据。


二、制作过程

    制作过程很简单了，配套的扩展板很完善，直接将模块、传感器插在上面就ok了。

    不过需要注意的是，NodeMcu是和Arduino完全不同的一款设备，Arduino像是个电脑，而NodeMcu则像是一个操作系统，Arduino直接烧录软件，而NodeMcu是对上传到Flash的文件进行解释运行；使用习惯上有非常的不同。真正使用过程中遇到很多问题，纠结了很久才都解决。回头从新开贴说下“NodeMcu的使用心得”。

步骤如下：

1、NodeMcu连上手机USB线，插入电脑USB口，就等系统识别硬件，自动安装驱动程序好了。如果安装不成功，需要手动安装。


2、烧录bin文件。需要下载烧录软件、bin文件。

    其中bin文件下载地址：http://bbs.nodemcu.com/t/nodemcu-firmware-download-build-20150318-new-location/27，也可以在GitHUB上下载：https://github.com/nodemcu/nodemcu-firmware/releases/tag/0.9.6-dev_20150704，不过国家防火墙问题，经常访问不到。

    其中有两个版本：nodemcu_float_0.9.6-dev_20150704.bin、nodemcu_integer_0.9.6-dev_20150704.bin，一个是具备浮点功能，另外一个只是整数功能。差别呢就是“integer”版本不能处理小数，精度要求高的地方的用“float”版本，但我的NodeMcu板子float版本老刷入不成功。建议两个版本都下载，后面有用处。

烧录软件下载，之前在网络上搜索了很多版本，这些版本都可以刷入bin，但板子却没反应，建议大家下载最新的 “ESP8266Flasher.exe”版本。界面如图：

刷入波特率是：230400，而连接波特率是：9600，有些模块需要RST按键才能响应串口连接

如果烧录成功之后板子没有回显响应，应该是有init.lua文件嵌入，你换刚才提到的另外一个bin刷下就ok，不然板子永远不受你控制！这个地方浪费了我大量的时间和精力！

3、下载IDE。NodeMcu官网IDE是垃圾建议不要用，问询了群里许多朋友，推荐用“ESPlorer”，JAVA软件写的需要java环境。

三、软件代码

init.lua

1. 
   
2. -- init.lua
   
3. --=============================================================
   
4. print("\nBBK_Lewei_Started_si7021_pm2.5_init.lua")
   
5. require("bbk_log")
   
6. require("bbk_ip_info")
   
7. lg("require_ok")
   
8. --=============================================================
   
9. function Do_Next_File()
   
10.      lg("Do_Next_File")
    
11.      dofile("bbk_si7021_pm25_lewei_ok.lua")
    
12. end
    
13. --=============================================================
    
14. wifi.setmode(wifi.STATION)
    
15. wifi.sta.disconnect()
    
16. Connect2AP("ssid","pass")
    
17. --=============================================================
    

复制代码

bbk_log.lua

1. 
   
2. --bbk_log
   
3. --=============================================================
   
4. function GetRunTime()
   
5.      local t = tmr.now()/1000000        --print(t)
   
6.      local h = t/3600 t = t - h * 3600  --print(h,t)
   
7.      local f = t/60                     --print(f,t)
   
8.      local s = t%60                     --print(s,t)
   
9.      local u = tmr.now()/1000%1000      --print(s,t)
   
10.      return string.format("%02d:%02d:%02d.%03d",h,f,s,u)
    
11. end
    
12. --=============================================================
    
13. function lg(s)
    
14.      if s==nil then
    
15.           print("-------- "..GetRunTime().." --------")
    
16.      else
    
17.           print("-------- "..GetRunTime().." = "..s)
    
18.      end
    
19. end
    
20. --=============================================================
    

复制代码

bbk_ip_info.lua

1. 
   
2. -- Connect2AP
   
3. function Connect2AP(ssid,pass)
   
4.      ---------------------------------------------------------
   
5.      lg("Connect2AP("..ssid..","..pass..")")
   
6.      ---------------------------------------------------------
   
7.      tmr.alarm(0, 3000, 1, function()
   
8.           ----------------------------------------------------
   
9.           wifi.sta.config(ssid,pass)
   
10.           wifi.sta.connect()
    
11.           wifi.sta.autoconnect(1)
    
12.           ----------------------------------------------------
    
13.           if wifi.sta.getip() == nil then
    
14.                print("Connecting to AP...\n")           
    
15.           else
    
16.                local ip, nm, gw = wifi.sta.getip() print(ip) --IP_Info_Show()               
    
17.                tmr.stop(0)
    
18.                Do_Next_File()
    
19.           end
    
20.           ----------------------------------------------------
    
21.      end)
    
22.      ---------------------------------------------------------
    
23. end
    
24. function IP_Info_Show()
    
25.      ---------------------------------------------------------
    
26.      ip, nm, gw = wifi.sta.getip()
    
27.      if wifi.sta.getip() == nil then
    
28.           print("IP Info:",ip,nm,gw,'\n')
    
29.      else
    
30.           print("IP Info:")
    
31.           print("IP Address: ",ip)
    
32.           print("Netmask   : ",nm)
    
33.           print("Gateway Ad: ",gw,'\n')
    
34.      end
    
35.      ---------------------------------------------------------
    
36. end
    
37. function Do_Next_File()
    
38.      lg("Do_Next_File")
    
39. end
    
40. ---------------------------------------------------------
    
41. --wifi.setmode(wifi.STATION)
    
42. --wifi.sta.disconnect()
    
43. --Connect2AP("acDev","AbroadCar2015()")
    
44. ---------------------------------------------------------
    

复制代码

bbk_si7021_pm25_lewei_ok.lua

1. 
   
2. --=============================================================
   
3. print("\nBBK_Lewei_Started_si7021_pm2.5")
   
4. --=============================================================
   
5. require("bbk_log")
   
6. require("bbk_ip_info")
   
7. ---------------------------------
   
8. require("bbk_http_get_post")
   
9. require("bbk_lewei")
   
10. require("bbk_string")
    
11. ---------------------------------
    
12. require("si7021")
    
13. require("bbk_si7021")
    
14. --=============================================================
    
15. lg("require_ok")
    
16. --=============================================================
    
17. function httpResponse(s)
    
18.      ----------------------------------------------------------
    
19.      conn=nil
    
20.      local n = string.len(s)
    
21.      if(n<10) then return end
    
22.      ----------------------------------------------------------     
    
23.      local z = StringGetAB(s,"{","}") s = nil n = nil
    
24.      print("{"..z.."}","\r\n")
    
25.      ----------------------------------------------------------
    
26. end
    
27. --=============================================================
    
28. --=============================================================
    
29. pm25 = 0
    
30. upkey = 0
    
31. ----------------------------------------------------------
    
32. si7021_Init()
    
33. uart.setup( 0, 9600, 8, 0, 1, 0 )
    
34. ----------------------------------------------------------
    
35. uart.on("data", 0,
    
36. function(data)
    
37.      if((string.len(data)==32) and (string.byte(data,1)==0x42) and (string.byte(data,2)==0x4d))  then
    
38.           ----------------------------------------------------------
    
39.           pm25 = (string.byte(data,13)*256+string.byte(data,14))
    
40.           print("pm25 = "..pm25)
    
41.           ----------------------------------------------------------
    
42.           upkey = upkey + 1
    
43.           if upkey>15 then upkey=0 updateLoop() end
    
44.           ----------------------------------------------------------
    
45.      end
    
46. end, 0)
    
47. --=============================================================
    
48. function updateLoop()
    
49.      lg("updateLoop")
    
50.      si7021_Loop() si7021_Integer_Show()
    
51.      local d,l = buildValueJson("WD",si7021_T,"SD",si7021_H,"PM",pm25)
    
52.      lewei_httpPOST("02",d) d=nil l=nil
    
53.      collectgarbage()
    
54. end
    
55. --=============================================================
    

复制代码

bbk_http_get_post.lua

1. 
   
2. --=============================================================
   
3. conn=nil
   
4. --=============================================================
   
5. function httpResponse(s)
   
6.      conn=nil
   
7.      print("back==")
   
8.      print(s)
   
9. end
   
10. function httpPOST(h,p,u,o,d)
    
11.      ----------------------------------------------------------
    
12.      local l=string.len(d)     
    
13.      ----------------------------------------------------------   
    
14.      local s="POST "..u.." HTTP/1.1\r\n"      
    
15.      .."Host:"..h.."\r\n"
    
16.       ..o
    
17.      .."Connection:close\r\n"
    
18.      .."Content-Length: " ..l.. "\r\n"
    
19.      .."\r\n"..d.."\r\n"
    
20.      .."\r\n"
    
21.      --print(str)
    
22.      ----------------------------------------------------------
    
23.      httpCONNECT(h,p,s)
    
24.      ----------------------------------------------------------
    
25. end
    
26. function httpGET(h,p,u)
    
27.      local s="GET "..u.." HTTP/1.1\r\n"
    
28.      .."Host:"..h.."\r\n"
    
29.      .."Connection:close\r\n"
    
30.      .."Accept: */*\r\n\r\n"
    
31.      --print(s)
    
32.      httpCONNECT(h,p,s)
    
33. end
    
34. function httpCONNECT(h,p,s)
    
35.      conn=net.createConnection(net.TCP, false)
    
36.      conn:on("connection",function(conn,r) conn:send(s) end)
    
37.      conn:on("receive", function(conn,r) httpResponse(r) end)
    
38.      conn:connect(p,h)
    
39. end
    
40. --=============================================================
    

复制代码

bbk_lewei.lua

1. 
   
2. --=============================================================
   
3. port = 80
   
4. host = "www.lewei50.com"
   
5. urls = "/api/V1/gateway/UpdateSensors/"
   
6. usek = "userkey:xxxxxxx\r\n"
   
7. --=============================================================
   
8. function buildValueJson(...)
   
9.    local arg={...} local s=""
   
10.    local n = table.getn(arg)
    
11.    for i=1,n,2 do
    
12.       s = s.."{"Name":""..arg[i].."","Value":"" ..arg[i+1].. ""}"
    
13.       if(i~=n-1)then s = s.."," end
    
14.    end
    
15.    s="["..s.."]"
    
16.    return s,string.len(s)
    
17. end
    
18. function lewei_httpPOST(g,d)
    
19.      httpPOST(host,port,urls..g,usek,d)
    
20. end
    
21. --=============================================================
    

复制代码

bbk_string.lua

1. 
   
2. function StringGetAB(s,a,b)
   
3.      local ln = string.len(s)
   
4.      local ai,an=string.find(s,a) --print(ai.."="..an)
   
5.      local bi,bn=string.find(s,b) --print(bi.."="..bn)
   
6.      local ax=0 local bx=0
   
7.      if(ai~=nil) then ax=ai end
   
8.      if(an~=nil) then ax=an end
   
9.      if(bn~=nil) then bx=bn end
   
10.      if(bi~=nil) then bx=bi end
    
11.      if(ax+1>bx-1) then return "" end
    
12.      return string.sub(s,ax+1,bx-1),string.sub(s,bx+1,ln)
    
13. end
    

复制代码

bbk_si7021.lua

1. 
   
2. ----------------------------------------------------------
   
3. si7021_H = 0
   
4. si7021_T = 0
   
5. si7021 = require("si7021")
   
6. ----------------------------------------------------------
   
7. function si7021_Init()
   
8.      local SDA_PIN = 5 -- sda pin, GPIO12
   
9.      local SCL_PIN = 6 -- scl pin, GPIO14
   
10.      si7021.init(SDA_PIN, SCL_PIN)
    
11. end
    
12. function si7021_Loop()
    
13.      si7021.read()
    
14.      si7021_H = si7021.getHumidity()
    
15.      si7021_T = si7021.getTemperature()
    
16. end
    
17. function si7021_Integer_Show()
    
18.      print("si7021: ",si7021_T.."C ",si7021_H.."%")
    
19. end
    
20. function si7021_Float_Show()
    
21.      local t = string.format("%.1f",si7021_T)
    
22.      local h = string.format("%.1f",si7021_H)
    
23.      print("si7021: ",t.."C ",h.."%")
    
24. end
    
25. ----------------------------------------------------------
    
26. --si7021_Init()
    
27. --si7021_Loop()
    
28. --si7021_Show()
    
29. ----------------------------------------------------------
    

复制代码

si7021.lua

1. 
   
2. -- ***************************************************************************
   
3. -- SI7021 module for ESP8266 with nodeMCU
   
4. -- Si7021 compatible tested 2015-1-22
   
5. --
   
6. -- Written by VIP6
   
7. --
   
8. -- MIT license, [url]http://opensource.org/licenses/MIT[/url]
   
9. -- ***************************************************************************
   
10. 
    
11. local moduleName = ...
    
12. local M = {}
    
13. _G[moduleName] = M
    
14. 
    
15. --I2C slave address of Si70xx
    
16. local Si7021_ADDR = 0x40
    
17. 
    
18. --Commands
    
19. local CMD_MEASURE_HUMIDITY_HOLD = 0xE5
    
20. local CMD_MEASURE_HUMIDITY_NO_HOLD = 0xF5
    
21. local CMD_MEASURE_TEMPERATURE_HOLD = 0xE3
    
22. local CMD_MEASURE_TEMPERATURE_NO_HOLD = 0xF3
    
23. 
    
24. 
    
25. -- temperature and humidity
    
26. local t,h
    
27. 
    
28. local init = false
    
29. 
    
30. -- i2c interface ID
    
31. local id = 0
    
32. 
    
33. -- 16-bit  two's complement
    
34. -- value: 16-bit integer
    
35. local function twoCompl(value)
    
36. if value > 32767 then value = -(65535 - value + 1)
    
37. end
    
38. return value
    
39. end
    
40. 
    
41. 
    
42. 
    
43. -- read data from si7021
    
44. -- ADDR: slave address
    
45. -- commands: Commands of si7021
    
46. -- lenght: bytes to read
    
47. local function read_data(ADDR, commands, length)
    
48.   i2c.start(id)
    
49.   i2c.address(id, ADDR, i2c.TRANSMITTER)
    
50.   i2c.write(id, commands)
    
51.   i2c.stop(id)
    
52.   i2c.start(id)
    
53.   i2c.address(id, ADDR,i2c.RECEIVER)
    
54.   tmr.delay(20000)
    
55.   c = i2c.read(id, length)
    
56.   i2c.stop(id)
    
57.   return c
    
58. end
    
59. 
    
60. -- initialize module
    
61. -- sda: SDA pin
    
62. -- scl SCL pin
    
63. function M.init(sda, scl)
    
64.   i2c.setup(id, sda, scl, i2c.SLOW)
    
65.   --print("i2c ok..")
    
66.   init = true
    
67. end
    
68. 
    
69. -- read humidity from si7021
    
70. local function read_humi()
    
71.   dataH = read_data(Si7021_ADDR, CMD_MEASURE_HUMIDITY_HOLD, 2)
    
72.   UH = string.byte(dataH, 1) * 256 + string.byte(dataH, 2)
    
73.   h = ((UH*12500+65536/2)/65536 - 600)
    
74.   UH = nil
    
75.   dataH = nil
    
76.   return(h)
    
77. end
    
78. 
    
79. -- read temperature from si7021
    
80. local function read_temp()
    
81.   dataT = read_data(Si7021_ADDR, CMD_MEASURE_TEMPERATURE_HOLD, 2)
    
82.   UT = string.byte(dataT, 1) * 256 + string.byte(dataT, 2)
    
83.   t = ((UT*17572+65536/2)/65536 - 4685)
    
84.   UT = nil
    
85.   dataT = nil
    
86.   return(t)
    
87. end
    
88. 
    
89. -- read temperature and humidity from si7021
    
90. function M.read()
    
91.   if (not init) then
    
92.      print("init() must be called before read.")
    
93.   else
    
94.          read_humi()
    
95.          read_temp()
    
96.   end
    
97. end;
    
98. 
    
99. -- get humidity
    
100. function M.getHumidity()
     
101.   return string.sub(h, 1, 4)/100
     
102. end
     
103. 
     
104. -- get temperature
     
105. function M.getTemperature()
     
106.   return string.sub(t, 1, 4)/100
     
107. end
     
108. 
     
109. return M
     

复制代码

    （待补充）

    将这些文件都传入NodeMcu，就可以开始你的“空气质量上传乐联网”之旅了！

四、网页展示

    空气质量地图

五、注意事项

    1、NodeMcu的悖论

NodeMcu的悖论： 刷入了一个uart监控串口的程序，一启动就运行。但接下来重启操作、刷bin都不能停止这个监控串口的程序，这块NodeMcu就不能操作，也不能再写入程序了。

    悖论解决办法： nodemcu_integer_0.9.6-dev_20150704.bin、nodemcu_float_0.9.6-dev_20150704.bin 两个版本互相刷能够冲掉内嵌lua文件。

    核心关键 —— NodeMcu 只能支持一个UART，而且上传文件、程序都是使用这个串口，因此遇到串口传感器，特别是发送数据特别密的传感器，NodeMcu立马就不受控制了！

    NodeMcu看到有朋友写了软件串口的库，回头试试能否用软件虚拟串口来解决！

    2、调试时候先不要使用init.lua文件，如果init.lua文件中使用了串口监听，那么基本上板子就不能再调试了，必须得重新刷bin才能用，非常浪费时间！只有确定代码完全没问题了，再写入init.lua文件！！！

Cupid

学习了。谢谢，连代码都放出来了，真不错

wetnt

自己顶贴！自己顶贴！

xingyuewang

我是来顶贴的

Wei

超级赞！！！！

dagger00

楼主好厉害，膜拜

laoliu1982

我也来顶啊

yuzhile

不错，山寨之，哈哈

原野动力

学习学习支持支持

xiexunwei

NodeMcu看到有朋友写了软件串口的库，回头试试能否用软件虚拟串口来解决！

大神，求库共同研究
[email protected]
非常感谢

wetnt

软件虚拟串口 http://nodemcu.readthedocs.io/en/master/en/modules/uart/

slxy

程序运行起来不能再写入程序这样解决： 在代码uart.on("data"  加段逻辑，如果遇到+++退出回调函数，大概这样： if data==“+++" then      uart.on("data") 。。。

wetnt

点亮板子上的蓝牙灯

1. wifi.setmode(wifi.STATION)  
   
2. wifi.sta.config("xxxx","xxxx")  
   
3. print(wifi.sta.getip())  
   
4. led1 = 3  
   
5. led2 = 4  
   
6. gpio.mode(led1, gpio.OUTPUT)  
   
7. gpio.mode(led2, gpio.OUTPUT)  
   
8. srv=net.createServer(net.TCP)  
   
9. srv:listen(80,function(conn)  
   
10.     conn:on("receive", function(client,request)  
    
11.         local buf = "";  
    
12.         local _, _, method, path, vars = string.find(request, "([A-Z]+) (.+)?(.+) HTTP");  
    
13.         if(method == nil)then  
    
14.             _, _, method, path = string.find(request, "([A-Z]+) (.+) HTTP");  
    
15.         end  
    
16.         local _GET = {}  
    
17.         if (vars ~= nil)then  
    
18.             for k, v in string.gmatch(vars, "(%w+)=(%w+)&*") do  
    
19.                 _GET[k] = v  
    
20.             end  
    
21.         end  
    
22.         buf = buf.."<h1> ESP8266 Web Server</h1>";  
    
23.         buf = buf.."<p>GPIO0 <a href="?pin=ON1"><button>ON</button></a> <a href="?pin=OFF1"><button>OFF</button></a></p>";  
    
24.         buf = buf.."<p>GPIO2 <a href="?pin=ON2"><button>ON</button></a> <a href="?pin=OFF2"><button>OFF</button></a></p>";  
    
25.         local _on,_off = "",""  
    
26.         if(_GET.pin == "ON1")then  
    
27.               gpio.write(led1, gpio.HIGH);  
    
28.         elseif(_GET.pin == "OFF1")then  
    
29.               gpio.write(led1, gpio.LOW);  
    
30.         elseif(_GET.pin == "ON2")then  
    
31.               gpio.write(led2, gpio.LOW);  
    
32.         elseif(_GET.pin == "OFF2")then  
    
33.               gpio.write(led2, gpio.HIGH);  
    
34.         end  
    
35.         client:send(buf);  
    
36.         client:close();  
    
37.         collectgarbage();  
    
38.     end)  
    
39. end)

复制代码

moyulan

先收藏在学习

lipper

这个代码有几个BUG。
1.表示“；P”
2.表示“：0”
嗯，是的，是网页的问题，