项目十 冰箱温湿度检测器 - 任务二

《传感器应用》主讲教师：XXX

项目十冰箱温湿度检测器PART10※温湿度传感器选型与检测※实现冰箱湿度检测器10项目概述某品牌公司使用温湿度模块过于老旧精度不精确，现某公司要设计一个冰箱的温湿度监测产品使用模块更为精确合适，小林是公司的产品研发工程师，使用新的温湿度模块获取精确的温湿度数据，使用树莓派开发套件编写程序调试实现上述功能，便于后续产品的研发。认识温湿度传感器的工作原理和检测方法01认识热敏和湿敏传感器的工作原理和应用02学习目标objective技能目标objective掌握Python语言中列表的定义和使用方法01掌握Python语言中文件的读写方法02掌握Python语言驱动温湿度传感器方法03TASKTWO任务二实现冰箱湿度检测器4任务概述储备知识任务实施任务目标231本次任务：在了解温湿度传感器的工作原理和数据获取方式之后，使用python语言开发程序，实现根据温湿度传感器获取数据并转化为十进制数据，并存入文件中，同时了解使用库文件的方式来获到数据。任务概述4任务概述储备知识任务实施任务目标231TASKTWO任务二实现冰箱湿度检测器01.掌握Python的列表数据操作方法02.掌握Python文件的读写方法任务目标03.了解Python程序调用Adafruit_DHT库的方法4任务概述储备知识任务实施任务目标231TASKTWO任务二实现冰箱湿度检测器01.Python中文件的读写储备知识01.Python中文件的读写程序运行时，数据都是在内存中驻留，由CPU来执行，涉及到数据交换的地方就需要IO接口，文件读写就是一种常见的IO操作。Python中的sys模块中定义了操作IO接口的标准文件，其中的stdout就是控制标准输出文件，在解释器中导入sys模块后，便可对标准文件进行操作。打开文件内置函数open()用于打开文件，该方法的声明如下open(file,mode='r',buffering=-1)参数file：文件的路径。mode：设置文件的打开模式，取值有r、w、a。r：以只读方式打开文件（mode参数的默认值）。w：以只写方式打开文件。a：以追加方式打开文件。b：以二进制形式打开文件。+：以更新的方式打开文件（可读可写）buffering：设置访问文件的缓冲方式。取值为0或1。打开模式名称描述r/rb只读模式以只读的形式打开文本文件/二进制文件，若文件不存在或无法找到，文件打开失败w/wb只写模式以只写的形式打开文本文件/二进制文件，若文件已存在，则重写文件，否则创建新文件a/ab追加模式以只写的形式打开文本文件/二进制文件，只允许在该文件末尾追加数据，若文件不存在，则创建新文件r+/rb+读取（更新）模式以读/写的形式打开文本文件/二进制文件，若文件不存在，文件打开失败w+/wb+写入（更新）模式以读/写的形式打开文本文件/二进制文件，若文件已存在，则重写文件a+/ab+追加（更新）模式以读/写的形式打开文本/二进制文件，只允许在文件末尾添加数据，若文件不存在，则创建新文件表：打开文件的模式返回值（1）若open()函数调用成功，返回一个文件对象。file1=open('E:\\a.txt') #以只读方式打开E盘的文本文件a.txtfile2=open('b.txt','w') #以只写方式打开当前目录的文本文件b.txtfile3=open('c.txt','w+') #以读/写方式打开文本文件c.txtfile4=open('d.txt','wb+')#以读/写方式打开二进制文件d.txt（2）关闭文件file.close()#关闭文件Python可通过close()方法关闭文件，也可以使用with语句实现文件的自动关闭。（3）文件读写f=open('file.txt',mode='r')print(f.read(2)) #读取两个字节的数据print(f.read()) #读取剩下的全部数据read()方法可以从指定文件中读取指定字节的数据，其语法格式如下：write(data)write()方法可以将指定字符串写入文件，其语法格式如下：string="hello" #字符串f=open('write_file.txt',mode='w') size=f.write(string) #写入字符串print(size) #打印字节数5参数data表示要写入文件的数据，若数据写入成功，write()方法会返回本次写入文件的数据的字节数。思考练习（1）在Python中尝试打开d:\\data.txt文件,并读取文件中的数据。（2）在Python中尝试打开d:\\data.txt文件，并以追加的方式写入数据。4任务概述储备知识任务实施任务目标231TASKTWO任务二实现冰箱湿度检测器02.Python程序实现冰箱温湿度检测任务实施02.Python程序实现冰箱温湿度检测任务所需软件如下所示：VNC-Viewer环境准备任务所需硬件如下所示：树莓派4B温湿度传感器2.1.根据引脚说明和连线图连接设备（1）各设备对应接口如以下表说明树莓派T型转接板温湿度传感器GPIO0G17DATAGNDGNDGND(G)3.3V3.3VVCC(+)（2）如图所示，使用杜邦线将树莓派连接面包板后的GPIO与温湿度传感器模块、连接起来，由板载的5V为模块供电。图：树莓派模块线路图2.2.Python程序实现检测冰箱温湿度并写入文件步骤1：打开mu开发环境，新建Python文件（1）开启树莓派电源->打开“VNC-Viewer”软件连接树莓派->输入IP地址->用户名密码。（2）连接成功后，在点击左上方【树莓派】图标->选择【编程】->点击打开【mu】软件。图：打开PythonIDE（3）打开“mu”软件，软件界面后如图所示：图：mu软件界面（4）单击“mu”软件界面上的按钮，新建一个名为“th_sensor.py”的Python文件，保存在“/home/pi/mu_code”目录下。步骤2：编写和验证代码输入代码，实现读取温湿度传感器的数据，并写入文本文件。#-*-coding:utf-8-*-#支持中文注释importRPi.GPIOas

GPIOimport

timeimport

datetime

#加载datetime模块用于获取系统日期时间import

sys

#加载sys模块用于文件操作th_data=[]#定义一个链表数组用来存放接收的传感器数据th_sensor=11

#DHT11模块DATA控制管脚对应T型板17口i=0GPIO.setmode(GPIO.BOARD)while

True:#循环读取数据

#线路准备模块

time.sleep(1)

#每一秒钟检测一次，可更改

GPIO.setup(th_sensor,GPIO.OUT)

GPIO.output(th_sensor,GPIO.LOW)

time.sleep(0.02)

GPIO.output(th_sensor,GPIO.HIGH)

#DHT11响应模块

GPIO.setup(th_sensor,GPIO.IN)

while

GPIO.input(th_sensor)==GPIO.HIGH:

continue

while

GPIO.input(th_sensor)==GPIO.LOW:

continue

while

GPIO.input(th_sensor)==GPIO.HIGH:

continue#数据接收模块#开始接收传感器40bit数据

while

i<40:

while

GPIO.input(th_sensor)==GPIO.LOW:

continue

time1=time.time_ns()

while

GPIO.input(th_sensor)==GPIO.HIGH:

continue

time2=time.time_ns()

if

time2-time1>=40000:

th_data.append(1)

else:

th_data.append(0)

i=i+1

#按40bit传感器的数据结构进行分组，前16位为湿度高位和湿度低位，后16位为温度高位和温度低位

humi_bit=th_data[0:8]#将列表中前8位存入代表湿度高位的变量

humipoint_bit=th_data[8:16]#将列表中9到16位存入代表湿度低位的变量

temp_bit=th_data[16:24]#将列表中17到24位存入代表温度高位的变量

temppoint_bit=th_data[24:32]#将列表中25到32位存入代表温度低位的变量

check_bit=th_data[32:40]#将列表中33到40位存入代表校验值的变量

humidity=0

humidity_point=0

temperature=0

temperature_point=0

Humidity_data=0

Temperature_data=0

check=0

result=0

#利用循环将二进制数转化为十进制数

for

i

in

range(8):

humidity+=humi_bit[i]*2**(7-i)

humidity_point+=humipoint_bit[i]*2**(7-i)

temperature+=temp_bit[i]*2**(7-i)

temperature_point+=temppoint_bit[i]*2**(7-i)

check+=check_bit[i]*2**(7-i)

result=humidity+humidity_point+temperature+temperature_point

#最后8bit校验位校验传输的数据是否正确，并进行输出

f=open("/home/pi/th_data",mode="a")

#以追加写入的方式打开文件

#将准备写入的数据进行格式化

if

check==result:

humidity_data=humidity+humidity_point/100

temperature_data=temperature+temperature_point/100

str_data="humidity:"+str(humidity_data)+"%"+"temperature:"\+str(temperature_data)+"*c"

else:

str_data="wrong"

f.write(str_data+"time:"+str(datetime.datetime.now())+"\n")#写入文件f.close()#关闭文件loopGPIO.cleanup()步骤3：打开th_data文档查看写入的数据图：文件写入效果代码详解（1）表示切片获取列表中第1个到第8个数据。humi_bit=th_data[0:8]（2）表示以可以追加写入的方式打