天气数据收集和存储程序开源分享

描述

该项目是一个相当简单的天气数据收集和存储程序。

天气数据由 Arduino 记录，并通过向网络服务器发送特制的 GET 请求每 10 分钟发送到数据库。

或者，您也可以将输出发送到 20x4 LCD。

先决条件：

您必须已经配置了 Web 服务器、数据库和服务器端脚本语言，它们可以处理 HTTP GET 请求的查询字符串中的名称/值对。如果您使用的是 Windows，在典型的 LAMP/WAMP/WIMP 堆栈上启动和运行非常容易，但让所有这些一起工作超出了本文的范围。

在我的例子中，我已经配置了一台 Windows 7 机器来运行一个标准的 WIMP 堆栈——

• Windows 7 上的 Microsoft IIS 7.5
• PHP 7.1.24 - windows.php.net/download/
• MySQL 社区 8.0.13 - dev.mysql.com/downloads
• 我还使用 PHPMyAdmin 的副本来帮助进行数据库配置 - phpmyadmin.net/
• 必须启用 mysqli PHP 扩展

重要的提示：

这个项目完全忽略了任何表面上的安全（不要按原样将它放在 Internet 上，但它对您的 LAN 没问题）并且我的数据库优化可能需要一些工作。

概述：

本文的重点是将数据从传感器中获取到我们的数据库中，然后提取该数据并以某种方式显示它，让我们知道接下来会发生什么。

从现在开始，本文假设您有一个可用的 Web 服务器、PHP 和 MySQL。

数据库配置：

对于这个项目，我创建了一个名为 weatherdata 的数据库，并在该数据库中创建了一个名为 master 的表。

除了每个数据库条目的唯一标识符之外，我们还想记录 4 件事：

• 时间;
• 温度
• 气压
• 湿度

所以我们需要 5 个我命名如下的字段：

• 流体;
• 时间戳
• 温度
• 压力
• 湿度

这是 phpMyAdmin 的样子：

 

表格字段设置

 

使用 phpMyAdmin 创建数据库 weatherdata。跳过从界面创建表并在 MySQL 命令行客户端中使用下面的脚本来创建表和字段：

CREATE TABLE master 
( 
    uid INT(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,  
    timestamp DATETIME NOT NULL,  
    temperature DOUBLE(8,4) NOT NULL,  
    pressure DOUBLE(8,4) NOT NULL,  
    humidity DOUBLE(8,4) NOT NULL,  
    PRIMARY KEY (uid)
);

测试注意事项：

您可以通过在浏览器的地址栏中手动输入 WEBSERVER_IP_ADDRESS/processincoming.php?t=9.30&p=98.80&h=75.70 并按回车键来测试设置（如果需要，可以更改值）。如果服务器正确处理它，您将看到这些值记录在数据库中并且它工作正常。如果它不起作用，则某处存在配置或设置错误。

服务器端处理

数据库输入是通过 Arduino 每 10 分钟向 Web 服务器发送一次 GET 请求来完成的，请求的查询字符串中包含温度、压力和湿度值。

在 Arduino 代码中，构建并发送 URL 字符串：

urlString = "GET /processincoming.php?t=" + temperatureToDB + "&p=" + 
    pressureToDB + "&h=" +  humidityToDB + " HTTP/1.1"; 
sendDataToServer(urlString);

sendDataToServer() 函数接受完整的字符串并将其发送到局域网中位于 192.168.1.35 的 Web 服务器：

void sendDataToServer(String stringToSend) {    
    //make sure i'm sending what I think I'm sending    
    Serial.println(stringToSend);      
    if (client.connect(server, 80))      
    {         
        client.println(stringToSend);         
        client.println("Host: 192.168.1.35");         
        client.println("Connection: close");         
        client.println();     
    }         
        else     
    {        
        Serial.println("connection failed");     
    }
} 

我们发送的完整请求如下所示：

GET /processincoming.php?t=9.30&p=98.80&h=75.70 HTTP/1.1

应该很明显，但 t = 温度值，p = 压力值和 h = 湿度值

我在这里要注意的一件事是，此页面请求不会产生通常会发送到浏览器的任何输出（除了默认响应标头之外）。一旦 Arduino 发送数据，它就完成了直到下一个周期并且不需要解析响应，甚至不需要等待响应。

提示：为您的网络服务器提供 LAN 上的静态 IP 地址。如果您依赖 DHCP，您可能会发现自己在修改 Arduino 代码以说明每次服务器重新启动时主机 IP 都会发生变化。

此处包含的代码 (WeatherStation_v1_webclient_no_lcd.ino) 编译为 1304 字节，因此适用于较小的设备。

显示数据：

文件 weather.php 负责显示我们的天气数据。显示页面是由脚本生成的简单 HTML 表格，不需要除 mysqli 之外的任何其他 PHP 扩展。

默认情况下，此页面显示长达 3 小时的数据，因此我们的 Arduino 应该至少运行了那么长时间才能记录足够的数据量。如果您尝试在没有足够数据点的情况下运行它，您将收到数组错误。

收集数据至少 3 小时后，输出 HTML 应如下所示：

 

在 iPhone 上显示 weather.php

 

最后，随附的原理图附有 LCD 输出 - 可以忽略。

备选方案

在这种情况下，不要忽视 LCD，您将需要它。我还包括第二个 Arduino 程序，它结合了上述内容并输出到 20x4 LCD。

可以在此处找到 LCD 组件的完整描述：https ://create.arduino.cc/projecthub/ragingradish/improved-weatherstation-20x4-18dd89

程序的 LCD 部分已更新，以确认以太网已启动并正在运行，但其他方面没有变化。

为了将数据发送到服务器，添加并初始化了适当的库，然后将条件插入到循环中：

//send data to server every 10 minutes  
if ((mainLoop == 0) || (mainLoop % 10 == 0))  
{    
    temperatureToDB = currentTemp;    
    pressureToDB = currentPressure;    
    humidityToDB = currentHumid;    
    urlString = "GET /processincoming.php?t=" + temperatureToDB + "&p=" +
       pressureToDB + "&h=" +  humidityToDB + " HTTP/1.1";    
    sendDataToServer(urlString);  
}

运行 LCD 版本的代码是 WeatherStation_20x4_v1_webclient.ino 并编译为 2090 字节。你需要一个有足够内存的设备来运行它。