智能环境监测站实战教程（ESP32）

项目背景

随着物联网技术的发展，环境监测变得越来越智能化。在工业、农业以及家庭环境中，对温湿度等环境参数的实时监测需求日益增加。本文将介绍如何使用 ESP32 开发板搭建一个智能环境监测站。该监测站能够实时采集环境温湿度数据，并通过 OLED 显示屏进行本地显示，同时通过 MQTT 协议将数据上传至云端，实现远程监控。

硬件清单

为了完成本项目，我们需要以下硬件组件：

1. ESP32 开发板（如 ESP32 DevKit V1）
2. DHT22 温湿度传感器
3. 0.96 寸 OLED 显示屏（基于 SSD1306 驱动）
4. 面包板和若干杜邦线
5. USB 数据线（用于连接 ESP32 与电脑）
6. MQTT 服务器（如 HiveMQ 或自建 Mosquitto 服务器）

接线图说明

以下是各组件与 ESP32 的具体接线方式：

1. DHT22 温湿度传感器接线

• VCC 接 ESP32 的 3.3V（GPIO 1）
• GND 接 ESP32 的 GND
• DATA 接 ESP32 的 GPIO 4

2. OLED 显示屏接线（基于 I2C 通信）

• VCC 接 ESP32 的 3.3V
• GND 接 ESP32 的 GND
• SCL 接 ESP32 的 GPIO 22
• SDA 接 ESP32 的 GPIO 21

3. 实物图描述


*注：请将上述图片链接替换为实际的接线图图片。*

完整代码

以下是使用 Arduino IDE 编写的完整代码：

#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <DHT.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define DHTPIN 4
#define DHTTYPE DHT22
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define OLED_RESET    -1

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
WiFiClient espClient;

// WiFi 配置
const char* ssid = "你的WiFi名称";
const char* password = "你的WiFi密码";

// MQTT 配置
const char* mqtt_server = "你的MQTT服务器地址";
const char* mqtt_topic = "environment/temperature";
const char* mqtt_topic_humidity = "environment/humidity";

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) { 
    for(;;);
  }
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);
  display.display();

  setup_wifi();
}

void loop() {
  if (!client.connected()) {
    reconnect();
  }
  client.loop();

  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();

  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println(F("Failed to read from DHT sensor!"));
    return;
  }

  // OLED 显示
  display.clearDisplay();
  display.setCursor(0,0);
  display.print(t);
  display.println(" C");
  display.print("Humidity: ");
  display.print(h);
  display.println(" %");
  display.display();

  // MQTT 发布

  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(t);
  Serial.print(h);
  Serial.println(" %");

  delay(2000);
}

void setup_wifi() {
  delay(10);
  Serial.println();
  Serial.println(ssid);

  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }

  Serial.println("");
}

void reconnect() {
  while (!client.connected()) {
    String clientId = "ESP32Client-";
    clientId += String(random(0xffff), HEX);
    if (client.connect(clientId.c_str())) {
      Serial.println("connected");
    } else {
      Serial.print("failed, rc=");
      Serial.print(client.state());
      delay(5000);
    }
  }
}