自己動手實現智能家居之溫濕度數據采集存儲（DHT11，MySql）

【前言】

一個熱愛技術的人一定向往有一個科技感十足的環境吧，那何不親自實踐一下屬於技術人的座右銘：“技術改變世界”。

就讓我們一步步動手搭建一個屬於自己的“智能家居平台”吧（不要對這個名詞抬杠啦，技術在手，怎么設計實現因人而異），本文只做拋磚引玉，各路大神如果有更好的想法可以各顯神通，當然能在評論區留下更好的想法讓大家共同學習是再好不過啦。

在文章最后附有所有源代碼，有需要的可以自行下載，感謝Star~

【系列目錄】

1. 樹莓派GPIO簡介（Python版）
2. 溫濕度數據采集存儲（DHT11，MySql）
3. 溫濕度數碼管展示（四位共陽數碼管）
4. 構建App展示溫濕度報表（ApiCloud，Python Flask）
5. 普通家用排插集成繼電器手工改造
6. App遠程控制“自制智能”排插
7. 使用花生棒內網穿透實現外網訪問
8. App遠程監控（攝像頭模塊集成）

【本節概要】

上一節我們介紹了樹莓派以及樹莓派的GPIO的簡單使用，這一節基於上一節的知識點采集屋內的溫度和濕度數據，並且構建python腳本將采集到的數據寫入到mysql數據庫持久化。

效果圖:

那么接下來我們就一步步講解這個折騰的過程...

【硬件采購】

”某寶“購買一個DHT11模塊，大概￥6，為了方便線路靈活連接，我們購買了面包板和杜邦線若干。

硬件采購完畢，我們開始搞軟件部分~~~

【DHT11模塊獲取溫濕度】

DHT11硬件接口

DHT11有三個IO接口，一個VCC（正極）接3.3v，一個GND接GND，剩下一個DATA接樹莓派的任意一個GPIO。在設備上有印刷的字體標明了引腳，可以根據指示接到樹莓派上。

使用開源類庫Adafruit_DHT獲取溫濕度

讀取溫度和濕度我們可以使用已經封裝好的開源庫：Adafruit_DHT

import Adafruit_DHT

# Use read_retry method. This will retry up to 15 times to
# get a sensor reading (waiting 2 seconds between each retry).
# this is bcm code
humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(Adafruit_DHT.DHT11, 4)

構建數據存儲部分

為了便於我們讀寫MySql，我們需要一個 MySqlHelper.py，內容如下：

# coding=utf-8
import pymysql
from Utility.Configs import Cfg_MySql

class MySqlHelper:
    conn = None

    def __init__(self, db):
        cfg_mysql = Cfg_MySql()
        self.conn = pymysql.connect(host=cfg_mysql.get('host'), port=int(cfg_mysql.get('port')), user=cfg_mysql.get('user'), passwd=cfg_mysql.get('passwd'), db=db)

    def getConnAndCur(self):
        return self.conn,self.conn.cursor()

    def executeSql(self,sql):
        conn,cur = self.getConnAndCur()
        cur.execute(sql)
        conn.commit()
        cur.close()
        conn.close()

# 用完記得釋放
# cur.close()
# conn.close()

mysql的連接信息是通過ini配置文件存儲的，我們還需要一個 Configs.py 讀寫配置文件，內容如下：

# coding=utf-8
import configparser

# 樹莓派的ubuntu系統里面如果要使用計划任務，則必須寫成絕對路徑，意味着這里需要加前綴
# RASPBERRY_PI_PATH = '/7tniy/SevenTiny.SmartHome'

# Windows調試不需要加絕對路徑
RASPBERRY_PI_PATH_ROOT = ''

# get configuration
config = configparser.ConfigParser()
config.read(RASPBERRY_PI_PATH_ROOT + 'SmartHome.ini',encoding='UTF-8')


class Cfg_MySql:

    __tag = 'MySql'

    def __init__(self):
        pass

    def get(self, name):
        return config.get(self.__tag, name)

我們的配置文件 SmartHome.ini 放在項目根目錄即可。內容如下：

[MySql]
connectionstring = 1
host = 192.168.0.1
port = 3306
user = prod
passwd = 123456xxx

數據庫表結構：

/*
Navicat MySQL Data Transfer

Source Server         : 
Source Server Version : 50644
Source Host           : 
Source Database       : SmartHome

Target Server Type    : MYSQL
Target Server Version : 50644
File Encoding         : 65001

Date: 2019-10-08 21:38:09
*/

SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0;

-- ----------------------------
-- Table structure for DailyMonitor
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `DailyMonitor`;
CREATE TABLE `DailyMonitor` (
  `Id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `DateTime` datetime NOT NULL ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,
  `Year` int(11) DEFAULT NULL,
  `Month` int(11) DEFAULT NULL,
  `Day` int(11) DEFAULT NULL,
  `Hour` int(11) DEFAULT NULL,
  `Temperature` double(255,0) DEFAULT NULL,
  `Humidity` double(255,0) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`Id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1211 DEFAULT CHARSET=utf8;

主監控腳本 SmartHomeScreen.py 內容

1. 創建mysql連接
2. 通過DHT11獲取溫濕度
3. 將數據異步寫入MySql（每小時一次）

# coding=utf-8
from Utility.MySqlHelper import MySqlHelper
import _thread
import Adafruit_DHT
import time
import datetime
import RPi.GPIO as GPIO
import sys
sys.path.append('..')


def WriteToDb(timenow, year, month, day, hour, temp, humi):
    smartHomeDb = MySqlHelper("SmartHome")
    smartHomeDb.executeSql("INSERT INTO DailyMonitor (DateTime,Year,Month,Day,Hour,Temperature,Humidity) VALUES ('{0}',{1},{2},{3},{4},{5},{6})".format(
        timenow, year, month, day, hour, temp, humi))

# 已經寫入數據庫的小時標識，插入數據的同時，修改為下一個小時，用於比較是否需要寫入
hasWriteToDbHour = datetime.datetime.now().hour

while(True):
    # time
    timenow = datetime.datetime.now()

    # Use read_retry method. This will retry up to 15 times to
    # get a sensor reading (waiting 2 seconds between each retry).
    # this is bcm code
    humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(Adafruit_DHT.DHT11, 4)
    print('time:{0},humidity:{1}%,temperature:{2}*C'.format(
        datetime.datetime.now(), humidity, temperature))

    # 異步將數據寫入mysql
    if hasWriteToDbHour == timenow.hour:
        _thread.start_new_thread(WriteToDb, (timenow, timenow.year,
                                             timenow.month, timenow.day, timenow.hour, temperature, humidity))
        if hasWriteToDbHour == 23:
            hasWriteToDbHour = 0
        else:
            hasWriteToDbHour = hasWriteToDbHour + 1

    time.sleep(2)

【溫濕度監控】

我們通過SSH遠程連接到樹莓派的終端

通過FTP將我們的項目上傳到樹莓派服務器

采用后台進程的方式運行我們的主腳本(關閉終端進程不會退出）

nohup python SmartHomeScreen.py

這樣我們的信息采集腳本就一直在工作中了，每小時會采集一次溫濕度，並存儲到數據庫表中。

【注意事項】

• 樹莓派中默認安裝的python版本是2.7，我們的代碼是采用python3編寫的，可能有不兼容的情況，需要重新安裝python3.6以上版本
• 我們的GPIO類庫是不能在沒有GPIO支持的設備上調試的，也就是說在windows本地調試毫無意義，並且安裝GPIO的包會出現各種問題，建議直接將代碼復制到樹莓派調試，無需在本地調試

【總結】

通過本節內容，我們實現了利用樹莓派的GPIO和DHT11溫濕度采集模塊24小時實時采集環境中的溫濕度，並且持久化到了MySql中，作為我們后續監控面板和監控報表的基礎數據。

后續章節我們會介紹利用我們采集的24小時溫濕度數據制作溫濕度報表... 效果預熱：

【源碼地址】

Github：https://github.com/sevenTiny/SevenTiny.SmartHome