从 Arduino 传递温湿度值给 Node 网站

摘要：将 Arduino 制作成网络客户端，在电脑上创建并运行 Node 网站服务器程序，让 Arduino 定时向 Node 网站发布最新采集的温湿度数据。

实验材料：

• Arduino UNO 控制板，一片；
• Arduino Ethernet 以太网模块（采用 W5100 芯片），一片；
• DHT11 温湿度传感模块，一片。

Arduino 实验程序：Arduino 将把采集到的温湿度值，传到Node 服务器的 /th 路径，并且在 URL 地址附加 t 和 h 参数，分别代表温度和湿度值。

以太网络客户端连接程序如下，首先声明保存地址的变量，采用DHCP（动态分配 IP 地址）的代码请参阅下文。

#include <SPI.h>#include <Ethernet.h>// 以太网卡的实体地址bytemac[] = {0xDE,0xAD,0xBE,0xEF,0xFE,0xED};
IPAddressserver(192,168,1,19);// Node 服务器的IP 地址，请自行修改IPAddress ip(192,168,1,177);// Arduino 的IP 地址，请自行修改IPAddress subnet(255,255,255,0);// 子网掩码IPAddress gateway(192,168,1,1);// 网关地址，请自行修改EthernetClientclient;// 声明以太网络客户端连接对象，命名为client

客户端对象通过connect() 方法与服务器创建连接，如下代码将在连接成功时，发送虚构的温湿度数据：

本示例程序，loop() 保留空白即可：

voidloop() { }

如果你的电脑网络环境采用动态IP 地址配置（DHCP），请将代码改成：

Node.js 程序：接收来自Arduino 的温湿度数据，并将它们显示在终端窗口中的 Node 程序如下。

varexpress = require('express');varapp = express();

app.get("/",function(req, res){res.send("arduino 信息网页");
});

app.get("/th",function(req, res){vartemp = req.query.t;// 读取查询字符串的t 值varhumid = req.query.h;// 读取查询字符串的h 值// 确认收到温度和湿度值（两者都不是undefined）if(temp !=undefined&& humid !=undefined) {
console.log(" 温度: "+ temp +"，湿度： "+ humid);
res.send(" 温度: "+ temp +"° C，湿度： "+ humid +"%");
}else{
console.log(" 没收到数据！ ");
}
});
app.use("*",function(req,res){res.status(404).send(' 查无此页！ ');
});varserver = app.listen(5438,function(){console.log(" 网站服务器在5438 端口开工了！ ");
});

程序运行结果：运行 Node 程序后，再开启 Arduino，即可在终端窗口中看到所传入的数据。

让 Arduino 定时上传 DHT11 数据

上面 Arduino 程序只会发送一次温湿度值，接下来将把它改成可定时上传数据的形式，并且引用 DHT11 传感器的库文件实际采集传感器的数据，通过 Streaming 库文件输出动态字符串。

关于这两个库文件的说明，请分别参阅《完美图解Arduino 互动设计入门》的第 9 章与第 16 章。

请在程序开头引用下列库文件并初始化dht11 传感器对象：

#include <SPI.h>#include <Ethernet.h>#include <dht11.h>#include <Streaming.h>dht11 DHT11;// 声明dht11 对象，命名为DHT11constbyte dataPin =2;// dht11 传感器的数据输出接在数字2 脚

为了方便查看实验结果，本程序设置让Arduino 每隔5 秒返回一次温湿度值，读者可在实验成功后自行修改间隔时间。本例的延时间隔不用delay() 函数，因为在 delay 期间，Arduino 将会停摆，不做任何运算，也不接收输入值。

此延迟程序采用比较时间差的方式，首先声明两个用于计时的长整型变量，interval 存放间隔时间：

发送 DHT11 传感器数据时，将目前的毫秒数存入past 变量中，后面的代码将不停地比对时间差（目前的毫秒数减去past 值），若时间差大于“间隔时间”，则再次读取 DHT11 数据。

实际的 Arduino 主程序如下：

voidsetup() {
Serial.begin(9600);
Ethernet.begin(mac, ip);// 初始化以太网络连接// 等待1 秒钟，让以太网卡有时间进行初始化delay(1000);
Serial.println(“connecting...”);
}

发送数据给服务器的程序写成httpSend() 自定义函数，来自DHT11 传感器的动态数据以“<<”运算符合成为字符串：

将上面的程序上传到 Arduino，即可在电脑的终端窗口中看到每5 秒更新一次的温湿度值。

作者：赵英杰，网昱多媒体技术总监，美国密歇根 S.V. 州立大学传播与多媒体硕士，开源硬件技术达人。专长为 Arduino、Flash、Dreamweaver 等，在台湾大学、台湾科技大学等大专院校及教育训练单位担任讲师、并著有《超图解Arduino 互动设计入门》、《超图解物联网IoT 实作入门》、 《Dreamweaver CS6 教学范本(适用SiliconStone 认证考试教材)等多本相关书籍。 《超图解 Arduino 互动设计入门》 已授权 Arduino 原厂发行多国语言版本，为华文世界 Arduino 教材首例！

本文选自《完美图解物联网IoT实操：使用JavaScript，Node.JS，Arduino，Raspberry Pi》第 3 章。