STM32收集DHT11温湿度传感器数据并将数据通过WiFi发送到TCP服务器

使用 STM32F10x 微控制器与 DHT11 温湿度传感器 和 ESP8266 Wi-Fi 模块 进行通信，实现数据采集并发送到远程 TCP 服务器是一个常见的 IoT 项目。以下详细描述了如何实现该项目，包括硬件连接、软件编写和通信测试。

1. 硬件准备

1.1 所需硬件

1.2 硬件连接

1.2.1 DHT11 传感器与 STM32F10x 连接

1.2.2 ESP8266 与 STM32F10x 连接

ESP8266 工作在 3.3V，需要通过 UART 与 STM32 进行通信。

注意，ESP8266 的 RX 引脚只能接收 3.3V 信号，STM32 的引脚也是 3.3V，故可以直接连接。如果使用 5V 微控制器，需要通过电压分压器降压。

2. 软件准备

2.1 开发环境配置

2.1.1 STM32CubeMX 和 Keil 配置

2.1.2 安装库

2.2 代码编写

以下代码展示了如何使用 STM32F103 收集 DHT11 数据并通过 ESP8266 发送到 TCP 服务器。

2.2.1 DHT11 传感器代码

首先，编写一个简单的函数来读取 DHT11 温湿度传感器数据。

c

#include "stm32f1xx_hal.h"

#define DHT11_PIN GPIO_PIN_1  // DHT11连接的引脚
#define DHT11_PORT GPIOA      // 使用PA1

// 函数原型声明
void DHT11_Init(void);
uint8_t DHT11_Read(uint8_t *temperature, uint8_t *humidity);

// 初始化 DHT11 引脚
void DHT11_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    
    // 配置为输出模式
    GPIO_InitStruct.Pin = DHT11_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(DHT11_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

// 从 DHT11 读取温湿度数据
uint8_t DHT11_Read(uint8_t *temperature, uint8_t *humidity) {
    // 这里包含完整的DHT11数据读取代码，
    // 需要考虑时序，并根据不同微控制器的时钟频率调整延时。
    // 省略具体时序代码。
    // 成功读取后，存储到 humidity 和 temperature 中。
    
    *temperature = 25;  // 示例数据
    *humidity = 60;     // 示例数据
    
    return 1; // 返回 1 表示读取成功
}

2.2.2 ESP8266 模块代码

通过 USART 与 ESP8266 通信，并通过 AT 指令集控制其连接 Wi-Fi 和发送数据到 TCP 服务器。

c

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include <string.h>

UART_HandleTypeDef huart1;

// 初始化 USART1（与 ESP8266 通信的串口）
void USART1_Init(void) {
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
    
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 115200;  // 设置波特率为 115200
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    HAL_UART_Init(&huart1);
}

// 向 ESP8266 发送 AT 指令
void ESP8266_SendCommand(char *cmd) {
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)cmd, strlen(cmd), HAL_MAX_DELAY);
}

// 连接 Wi-Fi
void ESP8266_ConnectWiFi(char *ssid, char *password) {
    char cmd[100];
    
    // 设置模式为 1 (Station 模式)
    ESP8266_SendCommand("AT+CWMODE=1\r\n");
    HAL_Delay(1000);

    // 连接 Wi-Fi
    sprintf(cmd, "AT+CWJAP=\"%s\",\"%s\"\r\n", ssid, password);
    ESP8266_SendCommand(cmd);
    HAL_Delay(5000);
}

// 向 TCP 服务器发送数据
void ESP8266_SendDataToServer(char *serverIP, int port, char *data) {
    char cmd[100];
    
    // 开启 TCP 连接
    sprintf(cmd, "AT+CIPSTART=\"TCP\",\"%s\",%d\r\n", serverIP, port);
    ESP8266_SendCommand(cmd);
    HAL_Delay(2000);
    
    // 发送数据
    sprintf(cmd, "AT+CIPSEND=%d\r\n", strlen(data));
    ESP8266_SendCommand(cmd);
    HAL_Delay(1000);
    
    // 发送实际数据
    ESP8266_SendCommand(data);
    HAL_Delay(1000);
    
    // 关闭连接
    ESP8266_SendCommand("AT+CIPCLOSE\r\n");
}

2.2.3 主程序

在主程序中，读取 DHT11 数据，并通过 ESP8266 发送到 TCP 服务器。

c

int main(void) {
    HAL_Init();           // 初始化 HAL 库
    DHT11_Init();         // 初始化 DHT11
    USART1_Init();        // 初始化 USART1 (ESP8266 通信)

    // 连接 Wi-Fi
    ESP8266_ConnectWiFi("your_SSID", "your_PASSWORD");
    
    uint8_t temperature = 0, humidity = 0;

    while (1) {
        if (DHT11_Read(&temperature, &humidity)) {
            // 构建发送到服务器的数据
            char data[100];
            sprintf(data, "Temperature: %d C, Humidity: %d %%", temperature, humidity);
            
            // 发送数据到服务器
            ESP8266_SendDataToServer("your_server_ip", 12345, data);
        }

        HAL_Delay(5000);  // 每 5 秒发送一次数据
    }
}

3. 代码详解

3.1 初始化

3.2 数据采集与发送

4. 测试步骤

4.1 配置 TCP 服务器

python

import socket

HOST = '0.0.0.0'  # 监听所有 IP
PORT = 12345      # 与 STM

作者：人工智能物联网