内容介绍

Arduino UNO R4 WiFi 连接阿里云获取温湿度信息

一、任务要求

通过Arduino UNO R4 WiFi开发板和DHT11温湿度传感器，采集环境温湿度数据，并通过WiFi模块将数据上传至阿里云物联网平台，实现远程监控。项目旨在探索物联网开发的基本流程，并实现从硬件采集、网络通信到云端展示的完整功能。

目标：

搭建一个可以实时采集和上传环境数据的物联网系统。
利用阿里云平台展示数据，实现远程监控功能。
学习并熟悉Arduino编程、传感器使用、WiFi模块配置及云平台对接。

二、项目设计

1. 硬件设计

开发板：Arduino UNO R4 WiFi，内置ESP32-S3芯片，支持WiFi通信。
传感器：DHT11，用于采集环境温度和湿度。
电路连接：
- DHT11 的 VCC 接到 5V，GND 接到 GND，数据线接到开发板的 Pin 2。

2. 软件设计

传感器数据采集：使用 DHT11 库，定期读取温湿度数据并存储。
WiFi连接：通过内置WiFi模块，使用 WiFiS3 库连接到家庭网络。
阿里云通信：通过 AliyunIoTSDK 库实现与云端的数据交互，基于MQTT协议上传温湿度数据。
数据展示：在阿里云物联网平台上配置设备，实时查看上传的环境数据。

三、实现思路

硬件初始化
通过Arduino初始化DHT11传感器和WiFi模块，确保可以读取传感器数据并与网络建立连接。
云端配置
在阿里云物联网平台上创建产品和设备，生成对应的 ProductKey、DeviceName 和 DeviceSecret，用于设备认证和数据上传。
数据采集与处理
利用DHT11传感器定期采集温湿度数据，通过本地逻辑对数据进行简单校验，确保上传的准确性。
数据上传与监控
使用AliyunIoTSDK将采集到的数据以键值对的形式上传到阿里云，并实时监控数据更新状态。

四、代码讲解

1. 头文件引入

#include <DHT11.h>  // 温湿度传感器库
#include <AliyunIoTSDK.h>   // 阿里云IoT SDK库
#include "WiFiS3.h"     // WiFi库

这些库分别用于管理传感器、云端通信和网络连接。

2. 云端配置信息

#define PRODUCT_KEY "KEY"   // 产品密钥
#define DEVICE_NAME "humi"  // 设备名称
#define DEVICE_SECRET "SECRET"  // 设备密钥
#define REGION_ID "cn-shanghai" // 地域ID

在阿里云物联网平台上获取这些密钥，并填入代码中以确保设备能够认证并连接到云端。

3. 数据采集与上传逻辑

以下代码片段描述了如何采集数据并将其上传到阿里云：

void loop() {
    int result = dht11.readTemperatureHumidity(temperature, humidity);  // 读取温湿度
    if (result == 0) {  // 数据读取成功
        AliyunIoTSDK::send("EnvironmentHumidity", humidity);  // 上传湿度
        AliyunIoTSDK::send("EnvironmentTemperature", temperature);  // 上传温度
        Serial.println("Data uploaded successfully!");
    } else {
        Serial.println("Failed to read sensor data.");
    }
    AliyunIoTSDK::loop();  // 维持云端连接
    delay(5000);  // 每隔5秒采集一次
}

五、结果验证

通过串口监视器，可以实时查看以下信息：

设备是否成功连接到WiFi和阿里云平台。
温湿度数据的采集状态和上传情况。

在阿里云物联网平台，可以查看实时更新的温湿度数据，验证上传成功并确保数据准确性。

六、总结与扩展

收获

学习了如何使用DHT11传感器采集温湿度数据。
熟悉了WiFi模块的配置以及通过MQTT协议上传数据的过程。
掌握了阿里云物联网平台的基本操作和设备管理。

扩展思路

增加数据存储功能：可以将采集的数据存储到SD卡或数据库中，形成历史记录。
引入控制功能：结合继电器或其他执行模块，基于温湿度数据实现自动控制（如开启加湿器、空调）。
增加其他传感器：扩展系统功能，例如添加光照传感器、气压传感器，实现多维度环境监测。
优化功耗：设计低功耗方案，适合电池供电的场景。

通过本次任务，我不仅掌握了Arduino开发的基本方法，还深刻理解了物联网设备与云端交互的实际实现过程。非常感谢电子森林提供的学习资源和平台，让我对物联网开发充满信心和兴趣！