Мини-метеостанция с веб-сервером на ESP32 с датчиком BME280

10.06.2019Вольтик.руИнтернет вещей, Программирование в Arduino IDE, Умный дом на Arduino5

Из этого руководства вы узнаете как создать веб-сервер на микроконтроллере ESP32 для отображения показаний от модуля датчика BME280. Датчик BME280 измеряет температуру, влажность и давление. Так что вы легко можете создать компактную метеостанцию и отслеживать измерения посредством веб-сервера на ESP32. Этим мы и займёмся в этом руководстве.

Прежде чем приступить к выполнению вам необходимо установить дополнения для микроконтроллера ESP32 в среду разработки Arduino IDE. Ниже будет подробно рассказано как установить ESP32 в среду Arduino IDE, если вы ещё этого не сделали.

Для среды Arduino IDE существует дополнение, которое позволяет программировать микросхему ESP32 посредством этой среды и её языка программирования.

Установка ESP32 в Arduino IDE (руководство для ОС Windows)

Необходимые элементы для мини-метеостанции на ESP32 с датчиком BME280

Для этого проекта вам понадобятся следующие элементы:

Краткий обзор модуля датчика BME280

Модуль датчика BME280 считывает температуру, влажность и давление. Поскольку давление меняется с изменением высоты, вы сможете также оценить и высоту над уровнем моря. Есть несколько версий этого модуля, мы используем ту, которая показана на рисунке ниже.

С датчиком можно связаться посредством интерфейсов SPI и I²C (есть модули, которые оснащены только I²C — они поставляются только с четырьмя выводами).

Для интерфейса SPI предназначены следующие выводы:

SCK — тактовый сигнал SPI;
SDO — MISO, вход ведущего, выход ведомого;
SDI — MOSI, выход ведущего, вход ведомого;
CS — выбор микросхемы.

Для интерфейса I²C предназначены следующие выводы:

SCK — это ещё и вывод синхронизации SCL;
SDI — это ещё и вывод данных SDA.

Схема подключения компонентов

Мы будем использовать интерфейс I²C для связи с модулем датчика BME280. Для этого подключите датчик к выводам SDA и SCL микроконтроллера ESP32, как показано на схеме.

В этой схеме используется версия платы NodeMCU 32 с 36 выводами общего назначения, если вы используете другую модель, то перепроверьте назначение выводов своей платы.

Соедините элементы, как показано на нижеследующей схеме, созданной с помощью программы Fritzing (полный обзор программы по ссылке).

Мини-метеостанция с веб-сервером на ESP32 с датчиком BME280

Установка необходимых для работы библиотек

Перед загрузкой кода необходимо проверить наличие всех необходимых библиотек: библиотеки Adafruit_Sensor библиотеки для датчика BME280.

Для установки этих библиотек нужно выполнить следующие действия:

Установка библиотеки для датчика BME280

Скачайте библиотеку Adafruit_BME280 по ссылке.
Разархивируйте файл с расширением .zip
Смените название папки Adafruit-BME280-Library-master на Adafruit_BME280_Library.
Переместите папку Adafruit_BME280_Library в вашу папку с установленными библиотеками среды Arduino IDE.
Перезапустите среду Arduino IDE.

Установка библиотеки Adafruit_Sensor

Скачать библиотеку Adafruit_Sensor по ссылке.
Разархивируйте файл с расширением .zip
Смените название папки Adafruit_Sensor-master на Adafruit_Sensor.
Переместите папку Adafruit_Sensor в вашу папку с установленными библиотеками среды Arduino IDE.
Перезапустите среду Arduino IDE.

Считывание показаний температуры, влажности и давления с датчика

Чтобы познакомиться с датчиком BME280 мы будем использовать готовый пример из библиотеки и посмотрим, как считывать температуру, влажность и давление.

После установки библиотеки датчика BME280 и библиотеки Adafruit_Sensor запустите среду Arduino IDE и выберите пункт меню «File > Examples > Adafruit BME280 library > bme280 test» («Файл > Примеры > Adafruit BME280 library > bme280 test»).

/*********
  Complete project details at http://randomnerdtutorials.com  
*********/

#include "Wire.h"
#include "Adafruit_Sensor.h"
#include "Adafruit_BME280.h"

/*#include "SPI.h"
#define BME_SCK 18
#define BME_MISO 19
#define BME_MOSI 23
#define BME_CS 5*/

#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

Adafruit_BME280 bme; // I2C
//Adafruit_BME280 bme(BME_CS); // hardware SPI
//Adafruit_BME280 bme(BME_CS, BME_MOSI, BME_MISO, BME_SCK); // software SPI

unsigned long delayTime;

void setup() {
    Serial.begin(9600);
    Serial.println(F("BME280 test"));

    bool status;
    
    // default settings
    // (you can also pass in a Wire library object like &Wire2)
    status = bme.begin(0x76);  
    if (!status) {
        Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");
        while (1);
    }
    
    Serial.println("-- Default Test --");
    delayTime = 1000;

    Serial.println();
}


void loop() { 
    printValues();
    delay(delayTime);
}


void printValues() {
    Serial.print("Temperature = ");
    Serial.print(bme.readTemperature());
    Serial.println(" *C");

    Serial.print("Pressure = ");

    Serial.print(bme.readPressure() / 100.0F);
    Serial.println(" hPa");

    Serial.print("Approx. Altitude = ");
    Serial.print(bme.readAltitude(SEALEVELPRESSURE_HPA));
    Serial.println(" m");

    Serial.print("Humidity = ");
    Serial.print(bme.readHumidity());
    Serial.println(" %");

    Serial.println();
}

/***************************************************************************
  This is a library for the BME280 humidity, temperature & pressure sensor

  Designed specifically to work with the Adafruit BME280 Breakout
  ----> http://www.adafruit.com/products/2650

  These sensors use I2C or SPI to communicate, 2 or 4 pins are required
  to interface. The device's I2C address is either 0x76 or 0x77.

  Adafruit invests time and resources providing this open source code,
  please support Adafruit andopen-source hardware by purchasing products
  from Adafruit!

  Written by Limor Fried & Kevin Townsend for Adafruit Industries.
  BSD license, all text above must be included in any redistribution
 ***************************************************************************/

/*********

Complete project details at http://randomnerdtutorials.com

*********/

#include "Wire.h"

#include "Adafruit_Sensor.h"

#include "Adafruit_BME280.h"

/*#include "SPI.h"

#define BME_SCK 18

#define BME_MISO 19

#define BME_MOSI 23

#define BME_CS 5*/

#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

Adafruit_BME280 bme; // I2C

//Adafruit_BME280 bme(BME_CS); // hardware SPI

//Adafruit_BME280 bme(BME_CS, BME_MOSI, BME_MISO, BME_SCK); // software SPI

unsigned long delayTime;

void setup() {

Serial.begin(9600);

Serial.println(F("BME280 test"));

bool status;

// default settings

// (you can also pass in a Wire library object like &Wire2)

status = bme.begin(0x76);

if (!status) {

Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");

while (1);

}

Serial.println("-- Default Test --");

delayTime = 1000;

Serial.println();

}

void loop() {

printValues();

delay(delayTime);

}

void printValues() {

Serial.print("Temperature = ");

Serial.print(bme.readTemperature());

Serial.println(" *C");

Serial.print("Pressure = ");

Serial.print(bme.readPressure() / 100.0F);

Serial.println(" hPa");

Serial.print("Approx. Altitude = ");

Serial.print(bme.readAltitude(SEALEVELPRESSURE_HPA));

Serial.println(" m");

Serial.print("Humidity = ");

Serial.print(bme.readHumidity());

Serial.println(" %");

Serial.println();

}

/***************************************************************************

This is a library for the BME280 humidity, temperature & pressure sensor

Designed specifically to work with the Adafruit BME280 Breakout

----> http://www.adafruit.com/products/2650

These sensors use I2C or SPI to communicate, 2 or 4 pins are required

to interface. The device's I2C address is either 0x76 or 0x77.

Adafruit invests time and resources providing this open source code,

please support Adafruit andopen-source hardware by purchasing products

from Adafruit!

Written by Limor Fried & Kevin Townsend for Adafruit Industries.

BSD license, all text above must be included in any redistribution

***************************************************************************/

Как работает и что делает этот код?

Код начинается с включения необходимых библиотек.

#include "Wire.h"
#include "Adafruit_Sensor.h"
#include "Adafruit_BME280.h"

#include "Wire.h"

#include "Adafruit_Sensor.h"

#include "Adafruit_BME280.h"

Связь по интерфейсу SPI

Так как мы будем использовать интерфейс I²C, вы можете закомментировать следующие строки.

/*#include "SPI.h"
#define BME_SCK 18
#define BME_MISO 19
#define BME_MOSI 23
#define BME_CS 5*/

/*#include "SPI.h"

#define BME_SCK 18

#define BME_MISO 19

#define BME_MOSI 23

#define BME_CS 5*/

Примечание: если вы используете интерфейс SPI, вам необходимо изменить назначение выводов, чтобы использовать выводы общего назначения микроконтроллера ESP32. Для интерфейса SPI вы можете использовать как выводы модуля HSPI, так и выводы модуля VSPI, как показано в следующей таблице.

SPI	MOSI	MISO	CLK	CS
HSPI	GPIO 13	GPIO 12	GPIO 14	GPIO 15
VSPI	GPIO 23	GPIO 19	GPIO 18	GPIO 5

Давление на уровне моря
Создаётся идентификатор SEALEVELPRESSURE_HPA.

#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

1	#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

В нём храниться атмосферное давление на уровне моря в гектопаскалях (эквивалент миллибара). Этот идентификатор используется для оценки высоты над уровнем моря посредством сравнения текущего давления с давлением на уровне моря.

В этом примере используется значение по умолчанию, однако для более точного результата замените это значение текущим давлением на уровне моря в вашей местности, которое можно взять из справочной литературы.

Интерфейс I²C

В этом примере по умолчанию используется интерфейс I²C. Как вы видите, нужно просто создать объект библиотеки Adafruit_BME280 под названием bme.

Adafruit_BME280 bme; // I2C

1	Adafruit_BME280 bme; // I2C

Если вы хотите использовать интерфейс SPI, нужно закомментировать предыдущую строку и раскомментировать одну из следующих строк, в зависимости от того, вы используете аппаратный или программный SPI.

//Adafruit_BME280 bme(BME_CS); // hardware SPI
//Adafruit_BME280 bme(BME_CS, BME_MOSI, BME_MISO, BME_SCK); // software SPI

1 2	//Adafruit_BME280 bme(BME_CS); // hardware SPI //Adafruit_BME280 bme(BME_CS, BME_MOSI, BME_MISO, BME_SCK); // software SPI

Функция setup()
В функции setup() вы запускаете последовательный интерфейс.

/Serial.begin(9600);

1	/Serial.begin(9600);

Также инициализируется датчик:

status = bme.begin(0x76); 
if (!status) {
  Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");
  while (1);
}

status = bme.begin(0x76);

if (!status) {

Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");

while (1);

}

Вывод значений
В функции loop() функция printValues() считывает показания от датчика BME280 и выводит их в окне последовательного COM-порта (Serial Monitor).

void loop() { 
  printValues();
  delay(delayTime);
}

void loop() {

printValues();

delay(delayTime);

}

Для считывания температуры, влажности и давления и оценки высоты нужно вызвать следующие функции:

bme.readTemperature() — считывает температуру в градусах Цельсия;
bme.readHumidity() — считывает абсолютную влажность;
bme.readPressure() — считывает давление в гПа (гектопаскаль = миллибар);
bme.readAltitude(SEALEVELPRESSURE_HPA) — оценивает высоту в метрах на основе давления на уровне моря.

Загрузите код в микроконтроллер ESP32, откройте окно последовательного COM-порта (Serial Monitor) и настройте скорость передачи на 9600 бод. Вы должны увидеть показания в окне последовательного порта.

Создание HTML таблицы

Как вы видели в начале статьи, мы отображаем показания на веб-странице посредством таблицы, обрабатываемой микроконтроллером ESP32. Поэтому нам необходимо написать HTML-код, чтобы создать таблицу.

Чтобы создать таблицу в HTML-коде, используйте теги <table> и </table>.

Для создания рядов используйте теги <tr> и </tr>. Заголовок таблицы определяется тегами <th> и </th>, а каждая ячейка определяется посредством тегов <td> и </td>.

Для создания таблицы для отображения показаний используйте следующий код HTML:

<table>
  <tr>
    <th>MEASUREMENT</th>
    <th>VALUE</th>
  </tr>
  <tr>
    <td>Temp. Celsius</td>
    <td>--- *C</td>
  </tr>
  <tr>
    <td>Temp. Fahrenheit</td>
    <td>--- *F</td>
  </tr>
  <tr>
    <td>Pressure</td>
    <td>--- hPa</td>
  </tr>
  <tr>
    <td>Approx. Altitude</td>
    <td>--- meters</td></tr>
  <tr>
    <td>Humidity</td>
    <td>--- %</td>
  </tr>
</table>

<table>

<tr>

<th>MEASUREMENT</th>

<th>VALUE</th>

</tr>

<tr>

<td>Temp. Celsius</td>

</tr>

<tr>

<td>Temp. Fahrenheit</td>

</tr>

<tr>

<td>Pressure</td>

</tr>

<tr>

<td>Approx. Altitude</td>

<td>--- meters</td></tr>

<tr>

<td>Humidity</td>

</tr>

</table>

Создаём заголовок таблицы посредством ячейки с содержанием «MEASUREMENT» (Показание) и ячейки с содержанием «VALUE» (Значение).

Затем посредством тегов <tr> и </tr> создаём шесть рядов для отображения каждого из показаний.
Внутри каждого ряда мы создаём две ячейки посредством тегов <td> и </td>: одну с названием показания, а другую с его значением. Три тире «—» затем должны быть заменены на текущие значения показаний датчика BME.

Вы можете сохранить этот код как файл table.html, перетащить этот файл в веб-браузер и увидеть, что получилось. Вышеприведённый код HTML создаёт следующую таблицу.

К таблице не применялся какой-либо стиль. Вы можете использовать язык CSS для оформления внешнего вида таблицы по своему вкусу.

Создание веб-сервера

Теперь, когда вы знаете, как считывать показания от датчика и как создать таблицу для отображения результатов, пришло время создать веб-сервер. Если вы изучали другие руководства по микроконтроллеру ESP32, то вам должна быть знакома большая часть кода.

Скопируйте следующий код в среду разработки Arduino IDE. Не загружайте его пока. Сначала вам необходимо вставить идентификатор SSID и пароль (password).

/*********
  Rui Santos
  Complete project details at http://randomnerdtutorials.com  
*********/

// Load Wi-Fi library
#include <WiFi.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_BME280.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>

//uncomment the following lines if you're using SPI
/*#include <SPI.h>
#define BME_SCK 18
#define BME_MISO 19
#define BME_MOSI 23
#define BME_CS 5*/

#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

Adafruit_BME280 bme; // I2C
//Adafruit_BME280 bme(BME_CS); // hardware SPI
//Adafruit_BME280 bme(BME_CS, BME_MOSI, BME_MISO, BME_SCK); // software SPI

// Replace with your network credentials
const char* ssid     = "REPLACE_WITH_YOUR_SSID";
const char* password = "REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD";

// Set web server port number to 80
WiFiServer server(80);

// Variable to store the HTTP request
String header;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  bool status;

  // default settings
  // (you can also pass in a Wire library object like &Wire2)
  //status = bme.begin();  
  if (!bme.begin(0x76)) {
    Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");
    while (1);
  }

  // Connect to Wi-Fi network with SSID and password
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(ssid);
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  // Print local IP address and start web server
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected.");
  Serial.println("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  server.begin();
}

void loop(){
  WiFiClient client = server.available();   // Listen for incoming clients

  if (client) {                             // If a new client connects,
    Serial.println("New Client.");          // print a message out in the serial port
    String currentLine = "";                // make a String to hold incoming data from the client
    while (client.connected()) {            // loop while the client's connected
      if (client.available()) {             // if there's bytes to read from the client,
        char c = client.read();             // read a byte, then
        Serial.write(c);                    // print it out the serial monitor
        header += c;
        if (c == '\n') {                    // if the byte is a newline character
          // if the current line is blank, you got two newline characters in a row.
          // that's the end of the client HTTP request, so send a response:
          if (currentLine.length() == 0) {
            // HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK)
            // and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line:
            client.println("HTTP/1.1 200 OK");
            client.println("Content-type:text/html");
            client.println("Connection: close");
            client.println();
            
            // Display the HTML web page
            client.println("<!DOCTYPE html><html>");
            client.println("<head><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">");
            client.println("<link rel=\"icon\" href=\"data:,\">");
            // CSS to style the table 
            client.println("<style>body { text-align: center; font-family: \"Trebuchet MS\", Arial;}");
            client.println("table { border-collapse: collapse; width:35%; margin-left:auto; margin-right:auto; }");
            client.println("th { padding: 12px; background-color: #0043af; color: white; }");
            client.println("tr { border: 1px solid #ddd; padding: 12px; }");
            client.println("tr:hover { background-color: #bcbcbc; }");
            client.println("td { border: none; padding: 12px; }");
            client.println(".sensor { color:white; font-weight: bold; background-color: #bcbcbc; padding: 1px; }");
            
            // Web Page Heading
            client.println("</style></head><body><h1>ESP32 with BME280</h1>");
            client.println("<table><tr><th>MEASUREMENT</th><th>VALUE</th></tr>");
            client.println("<tr><td>Temp. Celsius</td><td><span class=\"sensor\">");
            client.println(bme.readTemperature());
            client.println(" *C</span></td></tr>");  
            client.println("<tr><td>Temp. Fahrenheit</td><td><span class=\"sensor\">");
            client.println(1.8 * bme.readTemperature() + 32);
            client.println(" *F</span></td></tr>");       
            client.println("<tr><td>Pressure</td><td><span class=\"sensor\">");
            client.println(bme.readPressure() / 100.0F);
            client.println(" hPa</span></td></tr>");
            client.println("<tr><td>Approx. Altitude</td><td><span class=\"sensor\">");
            client.println(bme.readAltitude(SEALEVELPRESSURE_HPA));
            client.println(" m</span></td></tr>"); 
            client.println("<tr><td>Humidity</td><td><span class=\"sensor\">");
            client.println(bme.readHumidity());
            client.println(" %</span></td></tr>"); 
            client.println("</body></html>");
            
            // The HTTP response ends with another blank line
            client.println();
            // Break out of the while loop
            break;
          } else { // if you got a newline, then clear currentLine
            currentLine = "";
          }
        } else if (c != '\r') {  // if you got anything else but a carriage return character,
          currentLine += c;      // add it to the end of the currentLine
        }
      }
    }
    // Clear the header variable
    header = "";
    // Close the connection
    client.stop();
    Serial.println("Client disconnected.");
    Serial.println("");
  }
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

/*********

Rui Santos

Complete project details at http://randomnerdtutorials.com

*********/

// Load Wi-Fi library

#include <WiFi.h>

#include <Wire.h>

#include <Adafruit_BME280.h>

#include <Adafruit_Sensor.h>

//uncomment the following lines if you're using SPI

/*#include <SPI.h>

#define BME_SCK 18

#define BME_MISO 19

#define BME_MOSI 23

#define BME_CS 5*/

#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

Adafruit_BME280 bme; // I2C

//Adafruit_BME280 bme(BME_CS); // hardware SPI

//Adafruit_BME280 bme(BME_CS, BME_MOSI, BME_MISO, BME_SCK); // software SPI

// Replace with your network credentials

const char* ssid = "REPLACE_WITH_YOUR_SSID";

const char* password = "REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD";

// Set web server port number to 80

WiFiServer server(80);

// Variable to store the HTTP request

String header;

void setup() {

Serial.begin(115200);

bool status;

// default settings

// (you can also pass in a Wire library object like &Wire2)

//status = bme.begin();

if (!bme.begin(0x76)) {

Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");

while (1);

}

// Connect to Wi-Fi network with SSID and password

Serial.print("Connecting to ");

Serial.println(ssid);

WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

delay(500);

Serial.print(".");

}

// Print local IP address and start web server

Serial.println("");

Serial.println("WiFi connected.");

Serial.println("IP address: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

server.begin();

}

void loop(){

WiFiClient client = server.available(); // Listen for incoming clients

if (client) { // If a new client connects,

Serial.println("New Client."); // print a message out in the serial port

String currentLine = ""; // make a String to hold incoming data from the client

while (client.connected()) { // loop while the client's connected

if (client.available()) { // if there's bytes to read from the client,

char c = client.read(); // read a byte, then

Serial.write(c); // print it out the serial monitor

header += c;

if (c == '\n') { // if the byte is a newline character

// if the current line is blank, you got two newline characters in a row.

// that's the end of the client HTTP request, so send a response:

if (currentLine.length() == 0) {

// HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK)

// and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line:

client.println("HTTP/1.1 200 OK");

client.println("Content-type:text/html");

client.println("Connection: close");

client.println();

// Display the HTML web page

client.println("<!DOCTYPE html><html>");

client.println("<head><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">");

client.println("<link rel=\"icon\" href=\"data:,\">");

// CSS to style the table

client.println("<style>body { text-align: center; font-family: \"Trebuchet MS\", Arial;}");

client.println("table { border-collapse: collapse; width:35%; margin-left:auto; margin-right:auto; }");

client.println("th { padding: 12px; background-color: #0043af; color: white; }");

client.println("tr { border: 1px solid #ddd; padding: 12px; }");

client.println("tr:hover { background-color: #bcbcbc; }");

client.println("td { border: none; padding: 12px; }");

client.println(".sensor { color:white; font-weight: bold; background-color: #bcbcbc; padding: 1px; }");

// Web Page Heading

client.println("</style></head><body><h1>ESP32 with BME280</h1>");

client.println("<table><tr><th>MEASUREMENT</th><th>VALUE</th></tr>");

client.println("<tr><td>Temp. Celsius</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(bme.readTemperature());

client.println(" *C</span></td></tr>");

client.println("<tr><td>Temp. Fahrenheit</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(1.8 * bme.readTemperature() + 32);

client.println(" *F</span></td></tr>");

client.println("<tr><td>Pressure</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(bme.readPressure() / 100.0F);

client.println(" hPa</span></td></tr>");

client.println("<tr><td>Approx. Altitude</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(bme.readAltitude(SEALEVELPRESSURE_HPA));

client.println(" m</span></td></tr>");

client.println("<tr><td>Humidity</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(bme.readHumidity());

client.println(" %</span></td></tr>");

client.println("</body></html>");

// The HTTP response ends with another blank line

client.println();

// Break out of the while loop

break;

} else { // if you got a newline, then clear currentLine

currentLine = "";

}

} else if (c != '\r') { // if you got anything else but a carriage return character,

currentLine += c; // add it to the end of the currentLine

}

// Clear the header variable

header = "";

// Close the connection

client.stop();

Serial.println("Client disconnected.");

Serial.println("");

}

Откорректируйте следующие строки, чтобы вставить свои идентификатор SSID и пароль между двойными кавычками.

const char* ssid     = ""; 
const char* password = "";

1 2	const char* ssid = ""; const char* password = "";

Затем удостоверьтесь, что выбраны верные плата и последовательный COM-порт, и загрузите код в микроконтроллер ESP32. После загрузки откройте окно последовательного COM-порта (Serial Monitor) и настройте скорость передачи на 115200 бод, а также скопируйте IP-адрес микроконтроллера ESP32.

Откройте веб-браузер, вставьте IP-адрес. Вы должны будете увидеть последние показания датчика. Чтобы обновить показания вам необходимо просто обновить веб-страницу.

Как работает это код

Этот пример очень похож на пример из руководства ESP32 Web Server («Веб-сервер на ESP32»). Сначала включаем библиотеку для интерфейса WiFi, а также библиотеки, необходимые для считывания данных от датчика BME280.

// Load Wi-Fi library
#include "WiFi.h"
#include "Wire.h"
#include "Adafruit_BME280.h"
#include "Adafruit_Sensor.h"

// Load Wi-Fi library

#include "WiFi.h"

#include "Wire.h"

#include "Adafruit_BME280.h"

#include "Adafruit_Sensor.h"

В следующей строке определяем идентификатор, содержащий давление на уровне моря. Для более точной оценки высоты замените значение текущим значением давления на уровне моря в вашей местности.

#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

1	#define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25)

В следующей строке создаётся объект библиотеки Adafruit_BME280 под названием bme, который по умолчанию устанавливает связь с датчиком посредством интерфейса I²C.

Adafruit_BME280 bme; // I2C

1	Adafruit_BME280 bme; // I2C

Как упоминалось прежде, вы должны вставить ваши идентификатор SSID и пароль (password) в следующих строках внутри двойных кавычек.

const char* ssid     = "";
const char* password = "";

1 2	const char* ssid = ""; const char* password = "";

Затем настройте веб-сервер на порт 80.

// Set web server port number to 80
WiFiServer server(80);

1 2	// Set web server port number to 80 WiFiServer server(80);

Следующая строка создаёт переменную для хранения заголовка запроса HTTP.

String header;

1	String header;

setup()

В функции setup() мы запускаем последовательный интерфейс на скорости 115200 бод для отладочных целей.

Serial.begin(115200);

1	Serial.begin(115200);

Проверяем, что датчик BME280 инициализирован успешно.

if (!bme.begin(0x76)) {
  Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");
  while (1);

if (!bme.begin(0x76)) {

Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");

while (1);

Следующие строки устанавливают связь по Wi-Fi посредством функции WiFi.begin(ssid, password), ждут успешного установления связи и выводят IP-адрес микроконтроллера ESP в окно последовательного порта (Serial Monitor).

// Connect to Wi-Fi network with SSID and password
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(ssid);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
  delay(500);
  Serial.print(".");
}
// Print local IP address and start web server
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected.");
Serial.println("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
server.begin();

// Connect to Wi-Fi network with SSID and password

Serial.print("Connecting to ");

Serial.println(ssid);

WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

delay(500);

Serial.print(".");

}

// Print local IP address and start web server

Serial.println("");

Serial.println("WiFi connected.");

Serial.println("IP address: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

server.begin();

loop()

В функции loop() запрограммированы действия, совершаемые при подключении к веб-серверу нового клиента. Микроконтроллер ESP всё время отслеживает появление новых клиентов посредством следующей строки.

WiFiClient client = server.available(); // Listen for incoming clients

1	WiFiClient client = server.available(); // Listen for incoming clients

При получении запроса от клиента мы сохраняем поступающие данные. Следующий цикл while будет выполняться, пока клиент остаётся на связи. Мы не рекомендуем изменять следующую часть кода, если вы не знаете наверняка, что делаете.

if (client) { // If a new client connects,
  Serial.println("New Client."); // print a message out in the serial port
  String currentLine = ""; // make a String to hold incoming data from the client
  while (client.connected()) { // loop while the client's connected
    if (client.available()) { // if there's bytes to read from the client,
      char c = client.read(); // read a byte, then
      Serial.write(c); // print it out the serial monitor
      header += c;
      if (c == '\n') { // if the byte is a newline character
        // if the current line is blank, you got two newline characters in a row.
        // that's the end of the client HTTP request, so send a response:
        if (currentLine.length() == 0) {
          // HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK)
          // and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line:
          client.println("HTTP/1.1 200 OK");
          client.println("Content-type:text/html");
          client.println("Connection: close");
          client.println();

if (client) { // If a new client connects,

Serial.println("New Client."); // print a message out in the serial port

String currentLine = ""; // make a String to hold incoming data from the client

while (client.connected()) { // loop while the client's connected

if (client.available()) { // if there's bytes to read from the client,

char c = client.read(); // read a byte, then

Serial.write(c); // print it out the serial monitor

header += c;

if (c == '\n') { // if the byte is a newline character

// if the current line is blank, you got two newline characters in a row.

// that's the end of the client HTTP request, so send a response:

if (currentLine.length() == 0) {

// HTTP headers always start with a response code (e.g. HTTP/1.1 200 OK)

// and a content-type so the client knows what's coming, then a blank line:

client.println("HTTP/1.1 200 OK");

client.println("Content-type:text/html");

client.println("Connection: close");

client.println();

Отображение веб-страницы в формате HTML

Следующее, что вам нужно сделать, это отправить ответ клиенту в виде кода HTML, чтобы создать новую веб-страницу.

Примечание: вы можете прочитать предыдущие части кода для изучения основ языков HTML и CSS.

Веб-страница отправляется клиенту посредством выражения client.println(). Вы можете передать функции в качестве аргумента всё, что пожелаете отправить клиенту.

Следующий фрагмент кода отправляет веб-страницу для отображения показаний датчика в таблице.

client.println("<!DOCTYPE html><html>");
client.println("<head><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">");
client.println("<link rel=\"icon\" href=\"data:,\">");
// CSS to style the on/off buttons 
// Feel free to change the background-color and font-size attributes to fit your preferences
client.println("<style>body { text-align: center; font-family: \"Trebuchet MS\", Arial;}");
client.println("table { border-collapse: collapse; width:35%; margin-left:auto; margin-right:auto; }");
client.println("th { padding: 12px; background-color: #0043af; color: white; }");
client.println("tr { border: 1px solid #ddd; padding: 12px; }");
client.println("tr:hover { background-color: #bcbcbc; }");
client.println("td { border: none; padding: 12px; }");
client.println(".sensor { color:white; font-weight: bold; background-color: #bcbcbc; padding: 1px; }");
 
// Web Page Heading
client.println("</style></head><body><h1>ESP32 with BME280</h1>");
client.println("<table><tr><th>MEASUREMENT</th><th>VALUE</th></tr>");
client.println("<tr><td>Temp. Celsius</td><td><span class=\"sensor\">");
client.println(bme.readTemperature());
client.println(" *C</span></td></tr>"); 
client.println("<tr><td>Temp. Fahrenheit</td><td><span class=\"sensor\">");
client.println(1.8 * bme.readTemperature() + 32);
client.println(" *F</span></td></tr>"); 
client.println("<tr><td>Pressure</td><td><span class=\"sensor\">");
client.println(bme.readPressure() / 100.0F);
client.println(" hPa</span></td></tr>");
client.println("<tr><td>Approx. Altitude</td><td><span class=\"sensor\">");
client.println(bme.readAltitude(SEALEVELPRESSURE_HPA));
client.println(" m</span></td></tr>"); 
client.println("<tr><td>Humidity</td><td><span class=\"sensor\">");
client.println(bme.readHumidity());
client.println(" %</span></td></tr>"); 
client.println("</body></html>");

client.println("<!DOCTYPE html><html>");

client.println("<head><meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1\">");

client.println("<link rel=\"icon\" href=\"data:,\">");

// CSS to style the on/off buttons

// Feel free to change the background-color and font-size attributes to fit your preferences

client.println("<style>body { text-align: center; font-family: \"Trebuchet MS\", Arial;}");

client.println("table { border-collapse: collapse; width:35%; margin-left:auto; margin-right:auto; }");

client.println("th { padding: 12px; background-color: #0043af; color: white; }");

client.println("tr { border: 1px solid #ddd; padding: 12px; }");

client.println("tr:hover { background-color: #bcbcbc; }");

client.println("td { border: none; padding: 12px; }");

client.println(".sensor { color:white; font-weight: bold; background-color: #bcbcbc; padding: 1px; }");

// Web Page Heading

client.println("</style></head><body><h1>ESP32 with BME280</h1>");

client.println("<table><tr><th>MEASUREMENT</th><th>VALUE</th></tr>");

client.println("<tr><td>Temp. Celsius</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(bme.readTemperature());

client.println(" *C</span></td></tr>");

client.println("<tr><td>Temp. Fahrenheit</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(1.8 * bme.readTemperature() + 32);

client.println(" *F</span></td></tr>");

client.println("<tr><td>Pressure</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(bme.readPressure() / 100.0F);

client.println(" hPa</span></td></tr>");

client.println("<tr><td>Approx. Altitude</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(bme.readAltitude(SEALEVELPRESSURE_HPA));

client.println(" m</span></td></tr>");

client.println("<tr><td>Humidity</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(bme.readHumidity());

client.println(" %</span></td></tr>");

client.println("</body></html>");

Для просмотра кода перейдите по ссылке.

Отображение показаний датчика

Чтобы отобразить показания датчика в таблице, нам просто необходимо оправить их между соответствующими тегами <td> и </td>. Например, чтобы отобразить температуру, используется следующий код.

client.println("<tr><td>Temp. Celsius</td><td><span class=\"sensor\">");
client.println(bme.readTemperature());
client.println(" *C</span></td></tr>");

client.println("<tr><td>Temp. Celsius</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(bme.readTemperature());

client.println(" *C</span></td></tr>");

Примечание: тег <span> полезен для настройки внешнего вида отдельной части текста. В этом случае мы используем тег <span>, чтобы включить показания датчика в класс под названием «sensor». Это полезно, чтобы настроить внешний вид этого конкретного участка текста посредством языка CSS.

По умолчанию в таблице показания температуры отображается в градусах и Цельсия, и Фаренгейта. Вы можете закомментировать следующие три строки, если хотите отображать температуру только в градусах Фаренгейта.

/*client.println("<tr><td>Temp. Celsius</td><td><span class=\"sensor\">");
client.println(bme.readTemperature());
client.println(" *C</span></td></tr>");*/

/*client.println("<tr><td>Temp. Celsius</td><td><span class=\"sensor\">");

client.println(bme.readTemperature());

client.println(" *C</span></td></tr>");*/

Завершение сеанса связи

Наконец, когда отправка ответа закончена, мы очищаем переменную с заголовком и закрываем сеанс связи с клиентом посредством функции client.stop().

// Clear the header variable
header = "";
// Close the connection
client.stop();

// Clear the header variable

header = "";

// Close the connection

client.stop();

Запуск!

В ходе этого проекта вы научились считывать температуру, влажность и давление, а также оценивать высоту над уровнем моря с помощью модуля датчика BME280. Вы также научились создавать веб-сервер, который отображает таблицу с показаниями датчика. Вы легко можете изменить этот проект, чтобы отображать данные от любого другого датчика.

Самые популярные материалы в блоге

За все время

За сегодня

Вольтик.ру

Вольтик - это слаженная команда амбициозных и заядлых инженеров. Мы создали этот проект с целью вовлечения вас, талантливых и начинающих профессионалов, в увлекательный мир мейкерской микроэлектроники!

5 комментариев. Оставить новый

Юрий

30.05.2020 14:54

Здравия! Вот всё, вроде как, разжёвано. Однако, не совсем понятно, что по ссылке на библиотеки датчика качаются совсем другие файлы. Это так и надо? Тогда не понятно отсутствие в этих “библиотеках” именно тех файлов кои указаны.
Мне, с моего дна незнания программирования, трудновато с этим разбираться без помощи извне.

Ответить

Евгений

29.03.2021 10:28

Здравствуйте! Очень помогла ваша статья.
Появился вопрос, как сделать обновление показателей хотя бы раз в 1 минуту и их запись для построения графиков?

Ответить