[作品提交] 基于ESP32的在线天气时钟

Tristan_C 2022-10-16 00:40 楼主

基于ESP32的在线天气时钟

作者： Tristan_C

一、作品简介
本项目为《基于ESP32的在线天气时钟》通过开发板上各自的ESP32-S2和ESP-S3进行Wi-Fi联网，并通过https的方式连接天气服务提供商”心知天气“，获取本地的整点天气实况，包括了本地的温度和适度，等信息。

二、系统框图
项目硬件上利用digi-key提供的esp32开发板，且主要使用其上面的esp32-s2（ESP32-S2-Kaluga-1）和esp32-s3（ESP32-S3-DEVKITC-1-N8R2）这两个模块上的ESP32芯片，并利用串口与上位机PC进行交互，如将系统运行信息进行打印，并将签署的整点天气实况，包括班底的温度和湿度等信息，进行打印。

硬件部分框图如下

软件部分主要利用乐鑫提供的ESP-IDF丰富的例程中esp_http_client_test，使用Wi-Fi，以及http组件进型开发

三、各部分功能说明

（各部分实现的功能说明及讲解，以图文结合的展示。）

开发环境的搭建

本次软件开发环境是Windows10 +esp-idf + vscode

1）软件下载

下载地址：https://code.visualstudio.com/

安装过程不赘述了，需要注意的是，安装时，下面的选项最好选择打勾

ESP-IDF的插件安装

在插件中搜索“ESP-IDF”，点击“indtall”

安装好之后选择“ADVANCED”进行配置

配置过程中，有一个路径选择的配置项

可以参考如下进行创建和配置，放在一个合适位置，同一个文件夹下放idf和tools工具

3）安装就一直安装即可，需要注意的是，期间有可能会安装失败，只要多重试，即可实现安装完成

4）安装好之后，搜索“ESP-IDF:Example”，创建/打开例程

创建时，保存工程到合适位置即可

5）之后可在VScode查看相对应的功能按钮

6）选择端口和芯片类型

7）编译

8）使用串口monitor

9）另外可以使用如下的几条命令

编译命令： idf.py build

下载命令： idf.py -p COMXXX flash

打开串口监视：idf.py -p COMXXX monitor

清除工程：idf.py fullclean

命令可以使用插件的下面这个按钮打开

如果遇到芯片选择错误，或者需要更改芯片型号，可以如下方式

del Env:\IDF_TARGET

idf.py fullclean

idf.py set-target esp32s3

至此，开发环境算是搭建完成

心知天气

获取天气和温度我们可以通过心知天气的API进行，心知天气网站：https://www.seniverse.com/

其提供了免费版本的方式，对访问等做了一些限制，但对我们的开发测试已经足够了。

申请账号，免费版本即可，在控制台的“免费版本”中，可以看到API密钥，其中的私钥就是下面代码调用API接口中需要用到的key值，用此填进去即可。

进行本地天气温湿度的获取

以esp32-s3（ESP32-S3-DEVKITC-1-N8R2）为例说明开发过程

打开命令面板

找到”esp_http_client_example”demo code例程，并将函数 “static void http_test_task(void *pvParameters)”完整替换为如下代码：

static void http_test_task(void *pvParameters)
{

//02-1 定义需要的变量
      char output_buffer[MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER] = {0};   //用于接收通过http协议返回的数据
    int content_length = 0;  //http协议头的长度
    

    //02-2 配置http结构体
   
   //定义http配置结构体，并且进行清零
    esp_http_client_config_t config ;
    memset(&config,0,sizeof(config));

    //向配置结构体内部写入url
    static const char *URL = "https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=ShYbryRIeeSH_0c2x&location=hangzhou&language=zh-Hans&unit=c";
    config.url = URL;

    //初始化结构体
    esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&config);	//初始化http连接

    //设置发送请求 
    esp_http_client_set_method(client, HTTP_METHOD_GET);

    //02-3 循环通讯

    while(1)
    {


    // 与目标主机创建连接，并且声明写入内容长度为0
    esp_err_t err = esp_http_client_open(client, 0);

    //如果连接失败
    if (err != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to open HTTP connection: %s", esp_err_to_name(err));
    } 
    //如果连接成功
    else {

        //读取目标主机的返回内容的协议头
        content_length = esp_http_client_fetch_headers(client);

        //如果协议头长度小于0，说明没有成功读取到
        if (content_length < 0) {
            ESP_LOGE(TAG, "HTTP client fetch headers failed");
        } 

        //如果成功读取到了协议头
        else {

            //读取目标主机通过http的响应内容
            int data_read = esp_http_client_read_response(client, output_buffer, MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER);
            if (data_read >= 0) {

                //打印响应内容，包括响应状态，响应体长度及其内容
                ESP_LOGI(TAG, "HTTP GET Status = %d, content_length = %d",
                esp_http_client_get_status_code(client),				//获取响应状态信息
                esp_http_client_get_content_length(client));			//获取响应信息长度
                printf("data:%s\n", output_buffer);

            #if 0
				//对接收到的数据作相应的处理
                cJSON* root = NULL;
                root = cJSON_Parse(output_buffer);

                cJSON* cjson_item =cJSON_GetObjectItem(root,"results");
                cJSON* cjson_results =  cJSON_GetArrayItem(cjson_item,0);
                cJSON* cjson_now = cJSON_GetObjectItem(cjson_results,"now");
                cJSON* cjson_temperature = cJSON_GetObjectItem(cjson_now,"temperature");
            
                printf("%d\n",cjson_temperature->type);
                printf("%s\n",cjson_temperature->valuestring);
             #endif

              
               
                


            } 
            //如果不成功
            else {
                ESP_LOGE(TAG, "Failed to read response");
            }
        }
    }

    //关闭连接
    esp_http_client_close(client);

    //延时，因为心知天气免费版本每分钟只能获取20次数据
    vTaskDelay(3000/portTICK_PERIOD_MS);

    }
}