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基于ESP8266的多功能环境监测与反馈系统开发指南

article 2025/1/31 1:24:05

项目概述

本系统集成了物联网开发板、高精度时钟模块、环境传感器和可视化显示模块，构建了一个智能环境监测与反馈装置。通过ESP8266 NodeMCU作为核心控制器，结合DS3231实时时钟、DHT11温湿度传感器、光敏电阻和OLED显示屏，实现了环境参数的实时监测、可视化显示和智能灯光反馈功能。系统具有自动调节、数据记录和异常报警等特性，适用于智能家居、农业大棚、实验室监测等多种场景。

硬件配置清单

ESP8266 NodeMCU开发板
DS3231高精度实时时钟模块(I²C)
DHT11数字温湿度传感器
光敏电阻模块
0.96寸OLED显示屏(I²C)
三色LED模块（红/蓝/白）
杜邦线若干
微型面包板

电路连接示意图

DS3231    ESP8266       OLED
SDA ---- D2(GPIO4) ---- SDA
SCL ---- D1(GPIO5) ---- SCL

DHT11数据线 -- D4(GPIO2)
光敏传感器 -- A0

红色LED -- D5(GPIO14)
蓝色LED -- D6(GPIO12)
白色LED -- D7(GPIO13)
所有LED负极接GND

核心代码实现

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <DHT.h>
#include <RTClib.h>

#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define DHTPIN 2
#define DHTTYPE DHT11
#define LIGHT_SENSOR A0
#define RED_LED 14
#define BLUE_LED 12
#define WHITE_LED 13

Adafruit_SSD1306 oled(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire);
RTC_DS3231 rtc;
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(RED_LED, OUTPUT);
  pinMode(BLUE_LED, OUTPUT);
  pinMode(WHITE_LED, OUTPUT);
  
  if(!oled.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
    Serial.println(F("OLED初始化失败"));
    while(1);
  }
  
  if(!rtc.begin()) {
    Serial.println(F("RTC初始化失败"));
    while(1);
  }
  
  if(rtc.lostPower()) rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
  
  dht.begin();
  oled.clearDisplay();
  oled.setTextColor(SSD1306_WHITE);
}

void loop() {
  DateTime now = rtc.now();
  float humidity = dht.readHumidity();
  float temperature = dht.readTemperature();
  int lightValue = analogRead(LIGHT_SENSOR);

  digitalWrite(RED_LED, LOW);
  digitalWrite(BLUE_LED, LOW);
  digitalWrite(WHITE_LED, LOW);

  if(temperature < 18 || humidity < 30) digitalWrite(BLUE_LED, HIGH);
  if(temperature > 28 || humidity > 70) digitalWrite(RED_LED, HIGH);
  if(lightValue < 500) digitalWrite(WHITE_LED, HIGH);

  oled.clearDisplay();
  oled.setCursor(0,0);
  oled.setTextSize(1);
  oled.printf("Time: %02d:%02d:%02d\n", now.hour(), now.minute(), now.second());
  oled.printf("Date: %04d-%02d-%02d\n", now.year(), now.month(), now.day());
  oled.printf("Temp: %.1fC\nHumid: %.1f%%\n", temperature, humidity);
  oled.printf("Light: %d", lightValue);
  oled.display();

  delay(2000);
}

实物演示图：