自己动手实现智能家居之温湿度数据采集存储（DHT11，MySql）

【前言】

【系列目录】

1. 树莓派GPIO简介（Python版）
2. 温湿度数据采集存储（DHT11，MySql）
3. 温湿度数码管展示（四位共阳数码管）
4. 构建App展示温湿度报表（ApiCloud，Python Flask）
5. 普通家用排插集成继电器手工改造
6. App远程控制“自制智能”排插
7. 使用花生棒内网穿透实现外网访问
8. App远程监控（摄像头模块集成）

【本节概要】

上一节我们介绍了树莓派以及树莓派的GPIO的简单使用，这一节基于上一节的知识点采集屋内的温度和湿度数据，并且构建python脚本将采集到的数据写入到mysql数据库持久化。

效果图:

那么接下来我们就一步步讲解这个折腾的过程...

【硬件采购】

”某宝“购买一个DHT11模块，大概￥6，为了方便线路灵活连接，我们购买了面包板和杜邦线若干。

硬件采购完毕，我们开始搞软件部分~~~

【DHT11模块获取温湿度】

DHT11硬件接口

DHT11有三个IO接口，一个VCC（正极）接3.3v，一个GND接GND，剩下一个DATA接树莓派的任意一个GPIO。在设备上有印刷的字体标明了引脚，可以根据指示接到树莓派上。

使用开源类库Adafruit_DHT获取温湿度

读取温度和湿度我们可以使用已经封装好的开源库：Adafruit_DHT

import Adafruit_DHT

# Use read_retry method. This will retry up to 15 times to

# get a sensor reading (waiting 2 seconds between each retry).

# this is bcm code

humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(Adafruit_DHT.DHT11, 4)

构建数据存储部分

为了便于我们读写MySql，我们需要一个 MySqlHelper.py，内容如下：

# coding=utf-8

import pymysql

from Utility.Configs import Cfg_MySql

class MySqlHelper:

    conn = None

    def __init__(self, db):

        cfg_mysql = Cfg_MySql()

        self.conn = pymysql.connect(host=cfg_mysql.get('host'), port=int(cfg_mysql.get('port')), user=cfg_mysql.get('user'), passwd=cfg_mysql.get('passwd'), db=db)

    def getConnAndCur(self):

        return self.conn,self.conn.cursor()

    def executeSql(self,sql):

        conn,cur = self.getConnAndCur()

        cur.execute(sql)

        conn.commit()

        cur.close()

        conn.close()

# 用完记得释放

# cur.close()

# conn.close()

mysql的连接信息是通过ini配置文件存储的，我们还需要一个 Configs.py 读写配置文件，内容如下：

# coding=utf-8

import configparser

# 树莓派的ubuntu系统里面如果要使用计划任务，则必须写成绝对路径，意味着这里需要加前缀

# RASPBERRY_PI_PATH = '/7tniy/SevenTiny.SmartHome'

# Windows调试不需要加绝对路径

RASPBERRY_PI_PATH_ROOT = ''

# get configuration

config = configparser.ConfigParser()

config.read(RASPBERRY_PI_PATH_ROOT + 'SmartHome.ini',encoding='UTF-8')

class Cfg_MySql:

    __tag = 'MySql'

    def __init__(self):

        pass

    def get(self, name):

        return config.get(self.__tag, name)

我们的配置文件 SmartHome.ini 放在项目根目录即可。内容如下：

[MySql]

connectionstring = 1

host = 192.168.0.1

port = 3306

user = prod

passwd = 123456xxx

数据库表结构：

/*

Navicat MySQL Data Transfer

Source Server         :

Source Server Version : 50644

Source Host           :

Source Database       : SmartHome

Target Server Type    : MYSQL

Target Server Version : 50644

File Encoding         : 65001

Date: 2019-10-08 21:38:09

*/

SET FOREIGN_KEY_CHECKS=0;

-- ----------------------------

-- Table structure for DailyMonitor

-- ----------------------------

DROP TABLE IF EXISTS `DailyMonitor`;

CREATE TABLE `DailyMonitor` (

  `Id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,

  `DateTime` datetime NOT NULL ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP,

  `Year` int(11) DEFAULT NULL,

  `Month` int(11) DEFAULT NULL,

  `Day` int(11) DEFAULT NULL,

  `Hour` int(11) DEFAULT NULL,

  `Temperature` double(255,0) DEFAULT NULL,

  `Humidity` double(255,0) DEFAULT NULL,

  PRIMARY KEY (`Id`)

) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1211 DEFAULT CHARSET=utf8;

主监控脚本 SmartHomeScreen.py 内容

# coding=utf-8

from Utility.MySqlHelper import MySqlHelper

import _thread

import Adafruit_DHT

import time

import datetime

import RPi.GPIO as GPIO

import sys

sys.path.append('..')

def WriteToDb(timenow, year, month, day, hour, temp, humi):

    smartHomeDb = MySqlHelper("SmartHome")

    smartHomeDb.executeSql("INSERT INTO DailyMonitor (DateTime,Year,Month,Day,Hour,Temperature,Humidity) VALUES ('{0}',{1},{2},{3},{4},{5},{6})".format(

        timenow, year, month, day, hour, temp, humi))

# 已经写入数据库的小时标识，插入数据的同时，修改为下一个小时，用于比较是否需要写入

hasWriteToDbHour = datetime.datetime.now().hour

while(True):

    # time

    timenow = datetime.datetime.now()

    # Use read_retry method. This will retry up to 15 times to

    # get a sensor reading (waiting 2 seconds between each retry).

    # this is bcm code

    humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(Adafruit_DHT.DHT11, 4)

    print('time:{0},humidity:{1}%,temperature:{2}*C'.format(

        datetime.datetime.now(), humidity, temperature))

    # 异步将数据写入mysql

    if hasWriteToDbHour == timenow.hour:

        _thread.start_new_thread(WriteToDb, (timenow, timenow.year,

                                             timenow.month, timenow.day, timenow.hour, temperature, humidity))

        if hasWriteToDbHour == 23:

            hasWriteToDbHour = 0

        else:

            hasWriteToDbHour = hasWriteToDbHour + 1

    time.sleep(2)

【温湿度监控】

我们通过SSH远程连接到树莓派的终端

通过FTP将我们的项目上传到树莓派服务器

采用后台进程的方式运行我们的主脚本(关闭终端进程不会退出）

nohup python SmartHomeScreen.py

这样我们的信息采集脚本就一直在工作中了，每小时会采集一次温湿度，并存储到数据库表中。

【注意事项】

• 树莓派中默认安装的python版本是2.7，我们的代码是采用python3编写的，可能有不兼容的情况，需要重新安装python3.6以上版本
• 我们的GPIO类库是不能在没有GPIO支持的设备上调试的，也就是说在windows本地调试毫无意义，并且安装GPIO的包会出现各种问题，建议直接将代码复制到树莓派调试，无需在本地调试

【总结】

通过本节内容，我们实现了利用树莓派的GPIO和DHT11温湿度采集模块24小时实时采集环境中的温湿度，并且持久化到了MySql中，作为我们后续监控面板和监控报表的基础数据。

【源码地址】

Github：https://github.com/sevenTiny/SevenTiny.SmartHome