一种ESP8266+OLED时间天气显示

  在当今这个信息爆炸的时代，人们对于获取实时信息的需求日益增长，尤其是在时间与天气这两个与日常生活息息相关的方面。而将 ESP8266 与 OLED 显示屏相结合制作的时钟兼天气显示设备，凭借其便携性、实时性以及低成本等优势，成为了众多电子爱好者和智能家居爱好者的新宠。

一、项目背景与意义

  时间是人们日常生活中不可或缺的要素，无论是工作、学习还是生活安排，准确的时间信息都至关重要。而天气状况更是影响着人们的出行计划、穿着选择以及户外活动安排等诸多方面。传统的时间显示设备如机械钟表功能单一，仅能提供时间信息；而天气预报获取方式相对繁琐，要么需要通过电视、广播等传统媒体定时收看收听，要么借助手机等移动设备联网查询，不够直观便捷。

  基于此，本项目旨在利用 ESP8266 这款功能强大的 Wi - Fi 模块与 OLED 显示屏，打造一款能够同时显示时间与天气信息的智能设备。它不仅可以实时获取网络时间，确保时间的精准性，还能从网络上抓取当地的天气数据，包括温度、湿度、天气状况（晴、阴、雨、雪等）、风力风向等关键信息，并将这些信息清晰直观地呈现在 OLED 屏幕上。这样一来，用户只需一瞥屏幕，便能迅速掌握当前的时间与天气状况，极大地提高了信息获取效率，为日常生活带来诸多便利。

二、软件设计与实现

（一）网络时间获取

  为了确保时间的准确性，设备需要定期从网络时间服务器获取标准时间。在软件设计中，利用 ESP8266 的网络功能，通过 NTP（Network Time Protocol，网络时间协议）客户端库，向指定的 NTP 服务器发送时间请求。NTP 服务器会返回当前的 UTC（Coordinated Universal Time，协调世界时）时间，设备接收到后，将其转换为本地时间格式，并在 OLED 屏幕上进行显示。一般情况下，设备每隔一段时间（如几分钟或十几分钟）就会自动向 NTP 服务器同步一次时间，以保证时间显示的实时性和准确性。

（二）天气数据获取

  天气数据的获取是通过调用天气数据 API 实现的。目前市面上有许多提供天气数据服务的 API 接口，如心知天气、和风天气等。这些 API 接口通常会要求用户注册账号并获取一个 API 密钥（API Key），然后在软件代码中将该密钥以及需要查询的地理位置信息（如城市名称、经纬度坐标等）作为参数发送请求。服务器接收到请求后，会返回包含当地实时天气状况、温度、湿度、风力风向等详细信息的 JSON（JavaScript Object Notation，一种轻量级数据交换格式）或 XML（eXtensible Markup Language，可扩展标记语言）格式的数据。设备端的软件需要解析这些数据，提取出关键信息，并将其格式化后显示在 OLED 屏幕上。例如，将温度数据以“温度：XX℃”的格式显示，将天气状况以相应的图标（如太阳、云朵、雨滴等）和文字描述（如“晴”“多云”“小雨”等）相结合的方式呈现，使用户能够一目了然地了解当前的天气情况。

（三）显示界面设计

  OLED 屏幕的显示界面设计对于用户体验至关重要。在本项目中，可以将屏幕分为多个区域，每个区域显示不同类型的信息。例如，屏幕的上方可以设置为时间显示区域，以较大的字体和醒目的颜色显示当前的时、分、秒，让用户能够迅速读取时间；屏幕的中间部分用于显示天气状况，包括天气图标、温度、湿度等关键信息，图标要形象直观，文字描述要简洁明了；屏幕的下方可以显示一些辅助信息，如日期、星期、风力风向等，为用户提供更全面的参考。此外，还可以设计一些交互式的界面元素，如当用户按下某个按键时，屏幕显示内容可以在时间显示界面与天气详细信息界面之间切换，或者在不同的天气数据展示模式（如按小时、按天等）之间切换，以满足用户不同的查看需求。

（四）代码

  某宝上购买的是使用和风天气，界面较多，但下文是结合心知天气实现上图的界面，简单实用。由于篇幅有限，只放了部分代码，感兴趣的同学可以到主页下载全部的程序代码。

void display_today()  //oled显示今天的天气信息
{   
  int years, months, days, hours, minutes, seconds, weekdays;
  years = year();
  months = month();
  days = day();
  hours = hour();
  minutes = minute();
  seconds = second();
  weekdays = weekday();
  Serial.printf("%d/%d/%d %d:%d:%d Weekday:%d\n", years, months, days, hours, minutes, seconds, weekdays);
  u8g2.clearBuffer();
  String currentTime = "";
  if (hours < 10)
    currentTime += 0;
  currentTime += hours;
  currentTime += ":";
  if (minutes < 10)
    currentTime += 0;
  currentTime += minutes;
  String currentDay = "";
  currentDay += years;
  currentDay += "-";
  if (months < 10)
    currentDay += 0;
  currentDay += months;
  currentDay += "-";
  if (days < 10)
    currentDay += 0;
  currentDay += days;

  u8g2.setFont(u8g2_font_logisoso24_tf);
  u8g2.setCursor(0, 30);
  u8g2.print(currentTime);
  //u8g2.setFont(u8g2_font_wqy14_t_gb2312);
  //u8g2.setCursor(73, 30);
  //u8g2.print(seconds);
  
  u8g2.setCursor(0, 47);
  u8g2.setFont(u8g2_font_wqy14_t_gb2312);
  u8g2.print(currentDay);

  u8g2.setCursor(0, 63);
  u8g2.print("星期");
  if (weekdays == 1)
    u8g2.print("日");
  else if (weekdays == 2)
    u8g2.print("一");
  else if (weekdays == 3)
    u8g2.print("二");
  else if (weekdays == 4)
    u8g2.print("三");
  else if (weekdays == 5)
    u8g2.print("四");
  else if (weekdays == 6)
    u8g2.print("五");
  else if (weekdays == 7)
    u8g2.print("六");
  u8g2.sendBuffer();

  u8g2.setCursor(50, 63);
  u8g2.print("XX");

  //分割线
  u8g2.drawLine(80, 0, 80, 63);
  u8g2.setFont(u8g2_font_wqy14_t_gb2312); 
  u8g2.setCursor(86, 60);
  u8g2.print(day0.low);
  u8g2.setCursor(100, 60);
  u8g2.print("-");
  u8g2.setCursor(105, 60);
  u8g2.print(day0.high);
  u8g2.setCursor(120, 60);
  u8g2.print("C");

   switch(day0.code_day)  //将天气代码转化为天气图标和字符显示
    {
        case 0:
            u8g2.drawXBMP( 86 , 0 , 30 , 30 , Sunny );
            u8g2.setFont(u8g2_font_wqy12_t_gb2312); 
            u8g2.drawStr(86,40,"Sunny");
            break;
        case 4:
            u8g2.drawXBMP( 86 , 0 , 30 , 30 , Cloudy );
            u8g2.setFont(u8g2_font_wqy12_t_gb2312); 
            u8g2.drawStr(86,40,"Cloudy");
            break;
        case 9:
            u8g2.drawXBMP(86 , 0 , 30 , 30 , Overcast );
            u8g2.setFont(u8g2_font_wqy12_t_gb2312); 
            u8g2.drawStr(86,40,"Overcast");
            break;
        case 10:
            u8g2.drawXBMP( 86 , 0, 30 , 30 , Shower );
            u8g2.setFont(u8g2_font_wqy12_t_gb2312); 
            u8g2.drawStr(86,40,"Shower");
            break;
        case 11:
            u8g2.drawXBMP( 86 , 0 , 30 , 30 , Thundershower );
            u8g2.setFont(u8g2_font_wqy12_t_gb2312); 
            u8g2.drawStr(86,40,"Thundershower");
            break;
        case 13:
            u8g2.drawXBMP( 86 , 0 , 30 , 30 , Rain_L );
            u8g2.setFont(u8g2_font_wqy12_t_gb2312); 
            u8g2.drawStr(86,40,"Rain_L");
            break;
        case 14:
            u8g2.drawXBMP( 86 , 0 , 30 , 30 , Rain_M );
            u8g2.setFont(u8g2_font_wqy12_t_gb2312); 
            u8g2.drawStr(86,40,"Rain_M");
            break;
        case 15:
            u8g2.drawXBMP( 86 , 0 , 30 , 30 , Rain_H );
            u8g2.setFont(u8g2_font_wqy12_t_gb2312); 
            u8g2.drawStr(86,40,"Rain_H");
            break;
        case 30:
            u8g2.drawXBMP(86 , 0 , 30, 30, Foggy );
            u8g2.setFont(u8g2_font_wqy12_t_gb2312); 
            u8g2.drawStr(86,40,"Foggy");
            break;
        case 31:
            u8g2.drawXBMP(86 , 30 , 30 , 30 , Haze );
            u8g2.setFont(u8g2_font_wqy12_t_gb2312); 
            u8g2.drawStr(86,40,"Haze");
            break;    
    }
    u8g2.sendBuffer();

}

五、项目应用与拓展

实际应用场景

  这款 ESP8266+OLED 时间天气显示设备具有广泛的应用场景。在家庭环境中，可以将其放置在客厅、卧室、厨房等各个房间，方便家庭成员随时查看时间与天气情况，合理安排日常活动。例如，在早晨起床时，通过查看设备上的天气预报，决定是否需要增添衣物或携带雨具；在准备外出时，快速了解当前的天气状况，选择合适的出行方式。在办公场所，将其摆放在办公桌上，员工在工作间隙也可以方便查看。