设为首页收藏本站
首页 > 论坛 > Arduino

[讨论]ESP8266 采集 DHT11 和 DS18B20 温湿度数据 MQTT 上传至 Home Ass... 精华

无垠的广袤 | 初级技师 | 创造力： | 帖子： | 发消息 | 串个门 | 加好友 | 打招呼
2025-4-14 14:40:24 [显示全部楼层]
1695浏览
0回复
0收藏
查看: 1695|回复: 0

[讨论] ESP8266 采集 DHT11 和 DS18B20 温湿度数据 MQTT 上传至 Home Ass...

[复制链接]
本帖最后由 无垠的广袤 于 2025-4-14 14:43 编辑

ESP8266 采集 DHT11 和 DS18B20 温湿度数据 MQTT 上传至 Home Assistant

本文介绍了 ESP8266 开发板实现 DHT11 温湿度传感器和 DS18B20 温度传感器实现远程温度监测，通过 MQTT 协议上传至 EMQX 平台，发送 JSON 代码实现 HomeAssistant 智能家居平台数据收集和历史数据查看等功能。

硬件平台

开发板基于 ESP-12E/12F 设计，管脚功能示意图如下
ESP8266 采集 DHT11 和 DS18B20 温湿度数据 MQTT 上传至 Home Ass...图1

实物图
ESP8266 采集 DHT11 和 DS18B20 温湿度数据 MQTT 上传至 Home Ass...图2
原理图
ESP8266 采集 DHT11 和 DS18B20 温湿度数据 MQTT 上传至 Home Ass...图3

MQTT

消息队列遥测传输协议（Message Queuing Telemetry Transport，MQTT）是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的轻量级通讯协议。

Docker
Docker 是一个开源的应用容器引擎，它允许开发者将应用及其依赖打包到一个轻量级、可移植的容器中，可以在任何流行操作系统中发布和运行。

安装 Docker Desktop
下载和安装 Docker Desktop .

EMQX
EMQX 是一款完全开源，高度可伸缩，高可用的分布式MQTT 消息服务器。

部署流程
  • 运行以下命令获取 Docker 镜像：
    1. docker pull emqx/emqx:5.8.6
    复制代码

  • 运行以下命令启动 Docker 容器。
    1. docker run -d --name emqx -p 1883:1883 -p 8083:8083 -p 8084:8084 -p 8883:8883 -p 18083:18083 emqx/emqx:5.8.6
    复制代码

点击 EMQX 容器后的端口链接，登录 EMQX 后台，初始账号和密码分别为 admin 和 public

  • 依次打开 访问控制 - 客户端认证 - 创建 - Password-Based - 内置数据库 - （默认配置）- 创建 ；
  • 用户管理 - 新建用户 - 自定义用户名和密码；

回到平台主界面，可观察节点和连接数目等信息

Home Assistant
Home Assistant ，简称 HA，是一款基于 Python 的智能家居开源系统，支持众多品牌的智能家居设备，可以轻松实现硬件物联网、自动化等。

Docker 部署 Home Assistant 的主要流程

部署流程
下载 Home Assistant 镜像文件
硬盘根目录新建文件夹 homeassistant ，解压 HA 镜像文件，得到 docker-compose.yml ；
当前目录下打开命令行终端，执行安装指令
  1. cd C:\homeassistant

  2. docker-compose.yml

  3. docker-compose up
复制代码

浏览器输入 http://homeassistant:8123/ 即可进入 Home Assistant 系统界面

添加 MQTT 集成
依次点击 设置 - 设备与服务 - 添加集成 - 搜索 MQTT - 填写代理信息；

创建成功后，可在 设备与服务 选项下看到 MQTT 应用图标；

根据开发板蓝牙发送的信息格式，配置 YAML 参数

打开 Home Assistant 安装根目录下的 configuration.yaml 文件，并添加如下代码

  1. mqtt:

  2.   sensor:

  3.     - name: "Temperature"

  4.       state_topic: "home/sensor/"

  5.       suggested_display_precision: 2

  6.       unit_of_measurement: "C"

  7.       value_template: "{{ value_json.temperature }}"

  8.     - name: "Humidity"

  9.       state_topic: "home/sensor/"

  10.       suggested_display_precision: 2

  11.       unit_of_measurement: "%"

  12.       value_template: "{{ value_json.humidity }}"
复制代码

需要注意主题 state_topic 和 value_template 的定义。

在 开发者工具 界面 重新加载 YAML 所有配置 并刷新浏览器界面，即可看到传感器选项。

DHT11

采集 DHT11 温湿度数据并通过 MQTT 联网上传至 Home Assistant 智能家居平台；

Arduino Code
  1. #include <ESP8266WiFi.h>

  2. #include <PubSubClient.h>

  3. #include <ArduinoJson.h>

  4. #include <DHT.h>

  5. 

  6. // WiFi Configuration

  7. const char* ssid = "xxx";

  8. const char* password = "xxx";

  9. 

  10. // MQTT Configuration

  11. const char* mqtt_server = "192.168.1.121";

  12. const int mqtt_port = 1883;

  13. const char* mqtt_user = "admin";

  14. const char* mqtt_password = "admin";

  15. 

  16. // Device Configuration

  17. const char* device_name = "esp8266_dht11";

  18. const char* device_id = "livingroom_sensor";

  19. 

  20. // Topics

  21. const char* state_topic = "home/sensor/";

  22. const char* temp_config_topic = "home/sensor/";

  23. const char* hum_config_topic = "home/sensor/";

  24. 

  25. // DHT Sensor

  26. #define DHTPIN 5

  27. #define DHTTYPE DHT11

  28. DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

  29. 

  30. WiFiClient espClient;

  31. PubSubClient client(espClient);

  32. 

  33. void setup_wifi() {

  34.   delay(10);

  35.   Serial.println();

  36.   Serial.print("Connecting to ");

  37.   Serial.println(ssid);

  38. 

  39.   WiFi.begin(ssid, password);

  40. 

  41.   while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

  42.     delay(500);

  43.     Serial.print(".");

  44.   }

  45. 

  46.   Serial.println("");

  47.   Serial.println("WiFi connected");

  48.   Serial.println("IP address: ");

  49.   Serial.println(WiFi.localIP());

  50. }

  51. 

  52. void reconnect() {

  53.   while (!client.connected()) {

  54.     Serial.print("Attempting MQTT connection...");

  55.     if (client.connect(device_name, mqtt_user, mqtt_password)) {

  56.       Serial.println("connected");

  57.       // Send Home Assistant auto-discovery config

  58.       sendAutoDiscoveryConfig();

  59.     } else {

  60.       Serial.print("failed, rc=");

  61.       Serial.print(client.state());

  62.       Serial.println(" try again in 5 seconds");

  63.       delay(5000);

  64.     }

  65.   }

  66. }

  67. 

  68. void sendAutoDiscoveryConfig() {

  69.   // Configuration for temperature sensor

  70.   DynamicJsonDocument temp_config(512);

  71.   temp_config["name"] = "Living Room Temperature";

  72.   temp_config["device_class"] = "temperature";

  73.   temp_config["state_topic"] = state_topic;

  74.   temp_config["unit_of_measurement"] = "°C";

  75.   temp_config["value_template"] = "{{ value_json.temperature }}";

  76.   temp_config["unique_id"] = String(device_id) + "_temperature";

  77.   temp_config["device"]["identifiers"] = device_id;

  78.   temp_config["device"]["name"] = "Living Room Sensor";

  79.   temp_config["device"]["manufacturer"] = "DIY";

  80.   temp_config["device"]["model"] = "ESP8266+DHT11";

  81.   

  82.   char temp_config_message[512];

  83.   serializeJson(temp_config, temp_config_message);

  84.   client.publish(temp_config_topic, temp_config_message, true);

  85. 

  86.   // Configuration for humidity sensor

  87.   DynamicJsonDocument hum_config(512);

  88.   hum_config["name"] = "Living Room Humidity";

  89.   hum_config["device_class"] = "humidity";

  90.   hum_config["state_topic"] = state_topic;

  91.   hum_config["unit_of_measurement"] = "%";

  92.   hum_config["value_template"] = "{{ value_json.humidity }}";

  93.   hum_config["unique_id"] = String(device_id) + "_humidity";

  94.   hum_config["device"] = temp_config["device"]; // Same device info

  95.   

  96.   char hum_config_message[512];

  97.   serializeJson(hum_config, hum_config_message);

  98.   client.publish(hum_config_topic, hum_config_message, true);

  99. }

  100. 

  101. void setup() {

  102.   Serial.begin(115200);

  103.   dht.begin();

  104.   setup_wifi();

  105.   client.setServer(mqtt_server, mqtt_port);

  106. }

  107. 

  108. void loop() {

  109.   if (!client.connected()) {

  110.     reconnect();

  111.   }

  112.   client.loop();

  113. 

  114.   delay(2000); // Wait between measurements

  115. 

  116.   float h = dht.readHumidity();

  117.   float t = dht.readTemperature();

  118. 

  119.   if (isnan(h) || isnan(t)) {

  120.     Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");

  121.     return;

  122.   }

  123. 

  124.   // Create JSON payload

  125.   DynamicJsonDocument doc(256);

  126.   doc["temperature"] = t;

  127.   doc["humidity"] = h;

  128. 

  129.   char json_string[256];

  130.   serializeJson(doc, json_string);

  131.   

  132.   Serial.print("Publishing: ");

  133.   Serial.println(json_string);

  134.   

  135.   client.publish(state_topic, json_string, true);

  136. }
复制代码


效果
ESP8266 采集 DHT11 和 DS18B20 温湿度数据 MQTT 上传至 Home Ass...图4
ESP8266 采集 DHT11 和 DS18B20 温湿度数据 MQTT 上传至 Home Ass...图5
ESP8266 采集 DHT11 和 DS18B20 温湿度数据 MQTT 上传至 Home Ass...图6
DS18B20
采集 DS18B20 温度数据并通过 MQTT 联网上传至 Home Assistant 智能家居平台；

Arduino Code
  1. #include <ESP8266WiFi.h>

  2. #include <PubSubClient.h>

  3. #include <ArduinoJson.h>

  4. #include <OneWire.h>

  5. #include <DallasTemperature.h>

  6. 

  7. // WiFi Configuration

  8. const char* ssid = "B228-230";

  9. const char* password = "LPSerB228";

  10. 

  11. // MQTT Configuration

  12. const char* mqtt_server = "192.168.1.121";

  13. const int mqtt_port = 1883;

  14. const char* mqtt_user = "LJL";

  15. const char* mqtt_password = "4421989g";

  16. 

  17. // Device Configuration

  18. const char* device_name = "esp8266_ds18b20";

  19. const char* device_id = "water_tank_sensor";

  20. 

  21. // Topics

  22. const char* state_topic = "home/sensor/";

  23. const char* temp_config_topic = "home/sensor/";

  24. 

  25. // DS18B20 Setup

  26. #define ONE_WIRE_BUS 5

  27. OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

  28. DallasTemperature sensors(&oneWire);

  29. 

  30. WiFiClient espClient;

  31. PubSubClient client(espClient);

  32. 

  33. void setup_wifi() {

  34.   delay(10);

  35.   Serial.println();

  36.   Serial.print("Connecting to ");

  37.   Serial.println(ssid);

  38. 

  39.   WiFi.begin(ssid, password);

  40. 

  41.   while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

  42.     delay(500);

  43.     Serial.print(".");

  44.   }

  45. 

  46.   Serial.println("");

  47.   Serial.println("WiFi connected");

  48.   Serial.println("IP address: ");

  49.   Serial.println(WiFi.localIP());

  50. }

  51. 

  52. void reconnect() {

  53.   while (!client.connected()) {

  54.     Serial.print("Attempting MQTT connection...");

  55.     if (client.connect(device_name, mqtt_user, mqtt_password)) {

  56.       Serial.println("connected");

  57.       // Send Home Assistant auto-discovery config

  58.       sendAutoDiscoveryConfig();

  59.     } else {

  60.       Serial.print("failed, rc=");

  61.       Serial.print(client.state());

  62.       Serial.println(" try again in 5 seconds");

  63.       delay(5000);

  64.     }

  65.   }

  66. }

  67. 

  68. void sendAutoDiscoveryConfig() {

  69.   // Configuration for temperature sensor

  70.   DynamicJsonDocument temp_config(512);

  71.   temp_config["name"] = "Water Tank Temperature";

  72.   temp_config["device_class"] = "temperature";

  73.   temp_config["state_topic"] = state_topic;

  74.   temp_config["unit_of_measurement"] = "°C";

  75.   temp_config["value_template"] = "{{ value_json.temperature }}";

  76.   temp_config["unique_id"] = String(device_id) + "_temperature";

  77.   temp_config["device"]["identifiers"] = device_id;

  78.   temp_config["device"]["name"] = "Water Tank Sensor";

  79.   temp_config["device"]["manufacturer"] = "DIY";

  80.   temp_config["device"]["model"] = "ESP8266+DS18B20";

  81.   

  82.   char temp_config_message[512];

  83.   serializeJson(temp_config, temp_config_message);

  84.   client.publish(temp_config_topic, temp_config_message, true);

  85. }

  86. 

  87. void setup() {

  88.   Serial.begin(115200);

  89.   sensors.begin();

  90.   setup_wifi();

  91.   client.setServer(mqtt_server, mqtt_port);

  92. }

  93. 

  94. void loop() {

  95.   if (!client.connected()) {

  96.     reconnect();

  97.   }

  98.   client.loop();

  99. 

  100.   delay(2000); // Wait between measurements

  101. 

  102.   sensors.requestTemperatures(); 

  103.   float t = sensors.getTempCByIndex(0);

  104. 

  105.   // Check if reading is valid

  106.   if(t == DEVICE_DISCONNECTED_C) {

  107.     Serial.println("Error: Could not read temperature data");

  108.     return;

  109.   }

  110. 

  111.   // Create JSON payload

  112.   DynamicJsonDocument doc(128);

  113.   doc["temperature"] = t;

  114. 

  115.   char json_string[128];

  116.   serializeJson(doc, json_string);

  117.   

  118.   Serial.print("Temperature: ");

  119.   Serial.print(t);

  120.   Serial.println(" °C");

  121.   Serial.print("Publishing: ");

  122.   Serial.println(json_string);

  123.   

  124.   client.publish(state_topic, json_string, true);

  125. }
复制代码


OLED显示
  1. #include <ESP8266WiFi.h>

  2. #include <PubSubClient.h>

  3. #include <ArduinoJson.h>

  4. #include <OneWire.h>

  5. #include <DallasTemperature.h>

  6. // OLED

  7. #include <Wire.h>

  8. #include <Adafruit_GFX.h>

  9. #include <Adafruit_SSD1306.h>

  10. #include <Adafruit_Sensor.h>

  11. 

  12. #define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels

  13. #define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels

  14. #define OLED_SDA 02                       // SDA引脚，gpio2(D4)

  15. #define OLED_SCL 14                       // SCL引脚，gpio14(D5)

  16. 

  17. // Declaration for an SSD1306 display connected to I2C (SDA, SCL pins)

  18. Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

  19. 

  20. // WiFi Configuration

  21. const char* ssid = "B228-230";

  22. const char* password = "LPSerB228";

  23. 

  24. // MQTT Configuration

  25. const char* mqtt_server = "192.168.1.121";

  26. const int mqtt_port = 1883;

  27. const char* mqtt_user = "LJL";

  28. const char* mqtt_password = "4421989g";

  29. 

  30. // Device Configuration

  31. const char* device_name = "esp8266_ds18b20";

  32. const char* device_id = "water_tank_sensor";

  33. 

  34. // Topics

  35. const char* state_topic = "home/sensor/";

  36. const char* temp_config_topic = "home/sensor/";

  37. 

  38. // DS18B20 Setup

  39. #define ONE_WIRE_BUS 5

  40. OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

  41. DallasTemperature sensors(&oneWire);

  42. 

  43. WiFiClient espClient;

  44. PubSubClient client(espClient);

  45. 

  46. void setup_wifi() {

  47.   delay(10);

  48.   Serial.println();

  49.   Serial.print("Connecting to ");

  50.   Serial.println(ssid);

  51. 

  52.   WiFi.begin(ssid, password);

  53. 

  54.   while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

  55.     delay(500);

  56.     Serial.print(".");

  57.   }

  58. 

  59.   Serial.println("");

  60.   Serial.println("WiFi connected");

  61.   Serial.println("IP address: ");

  62.   Serial.println(WiFi.localIP());

  63. }

  64. 

  65. void reconnect() {

  66.   while (!client.connected()) {

  67.     Serial.print("Attempting MQTT connection...");

  68.     if (client.connect(device_name, mqtt_user, mqtt_password)) {

  69.       Serial.println("connected");

  70.       // Send Home Assistant auto-discovery config

  71.       sendAutoDiscoveryConfig();

  72.     } else {

  73.       Serial.print("failed, rc=");

  74.       Serial.print(client.state());

  75.       Serial.println(" try again in 5 seconds");

  76.       delay(5000);

  77.     }

  78.   }

  79. }

  80. 

  81. void sendAutoDiscoveryConfig() {

  82.   // Configuration for temperature sensor

  83.   DynamicJsonDocument temp_config(512);

  84.   temp_config["name"] = "Water Tank Temperature";

  85.   temp_config["device_class"] = "temperature";

  86.   temp_config["state_topic"] = state_topic;

  87.   temp_config["unit_of_measurement"] = "°C";

  88.   temp_config["value_template"] = "{{ value_json.temperature }}";

  89.   temp_config["unique_id"] = String(device_id) + "_temperature";

  90.   temp_config["device"]["identifiers"] = device_id;

  91.   temp_config["device"]["name"] = "Water Tank Sensor";

  92.   temp_config["device"]["manufacturer"] = "DIY";

  93.   temp_config["device"]["model"] = "ESP8266+DS18B20";

  94.   

  95.   char temp_config_message[512];

  96.   serializeJson(temp_config, temp_config_message);

  97.   client.publish(temp_config_topic, temp_config_message, true);

  98. }

  99. 

  100. void setup() {

  101.   Wire.begin(OLED_SDA, OLED_SCL);

  102.   Serial.begin(115200);

  103. 

  104.   sensors.begin();

  105. 

  106.   if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {

  107.     Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));

  108.     for(;;);

  109.   }

  110.   delay(2000);

  111.   display.clearDisplay();

  112.   display.setTextColor(WHITE);

  113. 

  114.   setup_wifi();

  115.   client.setServer(mqtt_server, mqtt_port);

  116. }

  117. 

  118. void loop() {

  119.   //read temperature 

  120.   Serial.print("Requesting temperatures...");

  121.   sensors.requestTemperatures(); // Send the command to get temperatures

  122.   Serial.println("DONE");

  123. 

  124.   if (!client.connected()) {

  125.     reconnect();

  126.   }

  127.   client.loop();

  128. 

  129.   delay(2000); // Wait between measurements

  130. 

  131.   //sensors.requestTemperatures(); 

  132.   float tempC = sensors.getTempCByIndex(0);

  133. 

  134.   // Check if reading is valid

  135.   if (tempC != DEVICE_DISCONNECTED_C)

  136.   {

  137.     Serial.print("Temperature for the device 1 (index 0) is: ");

  138.     Serial.println(tempC);

  139.   }

  140.   else

  141.   {

  142.     Serial.println("Error: Could not read temperature data");

  143.     return;

  144.   }

  145.   /*

  146.   if(tempC == DEVICE_DISCONNECTED_C) {

  147.     Serial.println("Error: Could not read temperature data");

  148.     return;

  149.   }

  150.   */

  151.   // clear display

  152.   display.clearDisplay();

  153.   // display temperature

  154.   display.setTextSize(1);

  155.   display.setCursor(0,0);

  156.   display.print("Temperature: ");

  157.   display.setTextSize(2);

  158.   display.setCursor(0,17);

  159.   display.print(tempC);

  160.   display.print(" ");

  161.   display.setTextSize(1);

  162.   display.cp437(true);

  163.   display.write(167);

  164.   display.setTextSize(2);

  165.   display.print("C");

  166.   

  167.   display.display(); 

  168. 

  169.   // Create JSON payload

  170.   DynamicJsonDocument doc(128);

  171.   doc["temperature"] = tempC;

  172. 

  173.   char json_string[128];

  174.   serializeJson(doc, json_string);

  175.   

  176.   Serial.print("Temperature: ");

  177.   Serial.print(tempC);

  178.   Serial.println(" °C");

  179.   Serial.print("Publishing: ");

  180.   Serial.println(json_string);

  181.   

  182.   client.publish(state_topic, json_string, true);

  183. }
复制代码


效果
ESP8266 采集 DHT11 和 DS18B20 温湿度数据 MQTT 上传至 Home Ass...图7


总结
本文介绍了 ESP8266 开发板实现 DHT11 温湿度传感器和 DS18B20 温度传感器实现远程温度监测，通过 MQTT 协议上传至 EMQX 平台，发送 JSON 代码实现 HomeAssistant 智能家居平台数据收集和历史数据查看等功能，为物联网相关硬件部署和智能家居的开发和拓展提供了参考。


回复

使用道具 举报

高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

为本项目制作心愿单
购买心愿单
心愿单 编辑
[[wsData.name]]

硬件清单

  • [[d.name]]
btnicon
我也要做!
点击进入购买页面
撰写新帖
关于楼主

楼主的其它帖子

background 创造力兑换 background 心愿单 background 创客导航
上海智位机器人股份有限公司 沪ICP备09038501号-4 备案 沪公网安备31011502402448

© 2013-2025 Comsenz Inc. Powered by Discuz! X3.4 Licensed

mail