基於arduino的氣象站


bmp180的簡介:

• 壓力范圍:300~1100hPa(海拔 9000 米~-500 米)

• 電源電壓:1.8V~3.6V(VDDA), 1.62V~3.6V(VDDD)

• 尺寸:3.6mmx3.8x0.93mm

• 低功耗:5μA,在標准模式

• 高精度:低功耗模式下,分辨率為 0.06hPa(0.5 米)

• 高線性模式下,分辨率為 0.03hPa(0.25 米)

• 含溫度輸出

• I2C 接口

• 溫度補償

• MSL 1 反應時間:7.5ms

• 待機電流:0.1μA

可以同時獲得所處環境的溫度和氣壓,甚至還可以通過氣壓、溫度間接求出海拔,此換算過程較為復雜,可自行百度,在此給出數值較為粗糙的公式:(p0指的是標准海平面大氣壓,並不是此時此地的海拔為0m的大氣壓,p0=101.325kpa)

                                                 

憑個人觀點,相比於溫濕度傳感器dht11,實現的功能可能會更多一些,但不知道,兩者哪個精度會高一點。dht11是數字信號輸入,bmp系列是模擬信號輸入,但是我發現利用公式測算的海拔高度altitude時鍾為負值,不知道這是什么情況,暫時且用fabs函數套上,轉換為絕對值。

年前tb了一個bmp180的傳感器,想用arduino獲得實現的可能。當然bmp085也可以,我才用的庫就是bmp085的庫,當時網絡上找不到bmp180的庫,甚至動用了某工具。還有,最近在國內似乎連不上arduino的庫管理器,於是我從GitHub那獲得了庫文件,鏈接在此:https://github.com/drophair/BMP180-BMP085(這個庫比較早,而且bmp085已經停產了,其中計算海拔的方法粗在錯誤)https://github.com/drophair/bmp180(這個是專門用於bmp180的,不妨兩個都試一下,而且不用自己去推算海拔,有自己封裝的函數,直接就可以用了)

注意,利用以上公式求的是絕對海拔,誤差較大;相比之下,可以計算相對海拔,其計算原理下文詳細介紹。

接線方式:
arduino bmp180
---------------------- VIN VCC GND GND SCL A5 SDA A4

 代碼:

 1 #include <SFE_BMP180.h>
 2 #include <Wire.h>
 3 SFE_BMP180 pressure;
 4 double baseline; // baseline pressure
 5 
 6 void setup()
 7 {
 8   Serial.begin(9600);
 9   Serial.print("重啟中");
10   Serial.print(",正在獲取最新校准值");
11   if (pressure.begin())
12   {
13     int i;
14     for(i=0;i<3;i++){
15     Serial.print(".");
16     delay(1000);}
17     Serial.println();
18     Serial.println("BMP180傳感器初始化成功");
19   }
20   else
21   {
22     Serial.println("BMP180傳感器初始化失敗  (請檢查連接是否正確)\n\n");
23     while(1); 
24   }
25   baseline = getPressure();
26   Serial.print("海平面氣壓: ");
27   Serial.print(baseline);
28   Serial.println(" 百帕");  
29 }
30 
31 void loop()
32 {
33   double a,P,T,status;
34   P = getPressure();
35   a = pressure.altitude(P,baseline);
36   Serial.print("實時氣壓: ");
37   Serial.print(P,2);
38   Serial.print(" 百帕, ");
39   Serial.print("相對高度: ");
40   if (a >= 0.0) Serial.print(" "); // add a space for positive numbers
41   Serial.print(a,2);
42   Serial.print(" 米, ");
43   status = pressure.startTemperature();
44   if(status!=0)
45   {
46     delay(status);
47     status = pressure.getTemperature(T);
48   
49   Serial.print("溫度: ");
50   Serial.print(T,2);
51   Serial.println(" 攝氏度");
52   }
53   delay(1000);
54 }
55  
56 double getPressure()
57 {
58   char status;
59   double T,P,p0,a;
60   status = pressure.startTemperature();
61   if (status != 0)
62   {
63     delay(status);
64     status = pressure.getTemperature(T);
65     if (status != 0)
66     {
67       status = pressure.startPressure(3);
68       if (status != 0)
69       {
70          for a number of pressure measurements.)
71                status = pressure.getPressure(P,T);
72         if (status != 0)
73         {
74           return(P);
75         }
76         else Serial.println("error retrieving pressure measurement\n");
77       }
78       else Serial.println("error starting pressure measurement\n");
79     }
80     else Serial.println("error retrieving temperature measurement\n");
81   }
82   else Serial.println("error starting temperature measurement\n");
83 }

工作原理:

1、首先傳感器會進行一次重啟,之后才會正常工作;

2、內部先進行10次大氣壓的測量,然后計算平均值,作為基准壓強(baseline);

3、先測一次溫度,然后再測大氣壓,若大氣壓的值較為穩定則利用內部的封裝函數,直接求得(至於封裝函數是怎么樣的就不去深究了),若大氣壓不穩定就會一直等待穩定的時候,因此不管怎么設置delay,時間間隔都會有偏差;

4、輸出打印。


 

 總結:

代碼在example中就有只是將多個示例結合為一個整體代碼。

目前只在arduino上進行搭建,未來還會繼續增加溫濕度傳感器dht11;由於對軟串口、串口通訊等方面的不了解,無法在esp8266上實現一旦時機成熟最終會整體移植到esp8266、樹莓派上。


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