DIY智能家居：用ESP8266实现温湿度联动风扇自动控制（接入EMQX平台）
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本项目基于ESP8266实现智能风扇控制系统，集成DHT11温湿度传感器，支持自动与手动双模式。通过MQTT协议接入EMQX云平台，用户可远程设置开关或切换为自动模式（温度≥28°C开启，≤26°C关闭）。系统实时上报环境数据与设备状态，具备低功耗、响应快、稳定性高特点，适用于智能家居场景。
准备工作:
材料:
材料名称
数量
备注
esp8266
1
用于和MQTT通信
马达
1
模拟风扇降温
继电器
1
控制风扇开关
DHT11
1
温度检测
杜邦线
若干
2
安装串口驱动
首先需要安装CK341SER驱动程序，以支持后续的硬件连接与调试。
3
设置ESP8266下载地址
12
在Arduino IDE的开发板管理器中，添加ESP8266的下载源地址：http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json。
4
下载必要依赖
123
在Arduino IDE中的“开发板管理器”来查找并下载ESP8266核心库及PubSubClient库并进行下载，之后切换到"库管理"中下载DHT sernor library依赖，点击安装之后会有弹窗，选中“全部安装”即可。
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接线图
12
- 电源与共地
- 所有模块的 GND（继电器、DHT11、马达驱动部分）都连接到 ESP8266 的 GND，形成共地。
- DHT11 连接
- DHT11 的 VCC 接 ESP8266 的 3.3V。
- DHT11 的 GND 接 GND。
- DHT11 的 数据引脚（DATA） 接 ESP8266 的某个 GPIO（常见为 D2 ）。
- 继电器连接
- 继电器模块的 VCC 接 3.3V 或 5V（视模块而定，多数可兼容 3.3V 控制）。
- 继电器的 GND 接 GND。
- 继电器的 IN（控制信号） 接 ESP8266 的一个 GPIO（例如 D1 ）。
- 继电器的常闭（NC）接ESP8266的GND。
- 马达（模拟风扇）连接
- 马达一端接 外部电源正极（如 3V电源）。
- 马达负极接继电器的COM（公共端）。
Untitled Sketch_bb.pdf
603.66KB
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代码
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <DHT.h>
// === 配置区 ===
// 修改为自己的WiFi名称
#define WIFI_SSID "vivoX200"
// 修改密码
#define WIFI_PASSWORD "12345678"
#define MQTT_SERVER "broker.emqx.io"
#define MQTT_PORT 1883
#define MQTT_USER ""
#define MQTT_PASSWORD ""
#define DEVICE_PREFIX "home/yj"
// 温度
#define TOPIC_TEMP DEVICE_PREFIX "/sensor/temperature"
// 湿度
#define TOPIC_HUM DEVICE_PREFIX "/sensor/humidity"
// 设置开关
#define TOPIC_FAN_SET DEVICE_PREFIX "/fan/set"
// 当前风扇开关状态
#define TOPIC_FAN_STATE DEVICE_PREFIX "/fan/state"
// 手动/自动
#define TOPIC_FAN_MODE DEVICE_PREFIX "/fan/mode" // 新增：模式状态
// 引脚定义
#define DHT_PIN 4 // D2 (GPIO4)
#define RELAY_PIN 5 // D1 (GPIO5)
#define DHTTYPE DHT11
const long SENSOR_INTERVAL = 5000; // 5秒读一次传感器
// 自动控制阈值（带迟滞）
const float TEMP_THRESHOLD_ON = 28.0; // ≥28°C 开风扇
const float TEMP_THRESHOLD_OFF = 26.0; // ≤26°C 关风扇
// === 全局变量 ===
DHT dht(DHT_PIN, DHTTYPE);
WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);
unsigned long lastSensorRead = 0;
bool fanState = false;
bool fanStateChanged = false;
bool autoMode = true; // 默认启动自动模式
void mqttCallback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
Serial.print("MQTT Message received on [");
Serial.print(topic);
Serial.print("]: ");
String msg = "";
for (int i = 0; i < length; i++) {
msg += (char)payload[i];
}
Serial.println(msg);
if (String(topic) == TOPIC_FAN_SET) {
if (msg == "ON") {
setFanState(true);
autoMode = false;
client.publish(TOPIC_FAN_MODE, "MANUAL", true);
Serial.println("🔄 Switched to MANUAL mode (ON)");
} else if (msg == "OFF") {
setFanState(false);
autoMode = false;
client.publish(TOPIC_FAN_MODE, "MANUAL", true);
Serial.println("🔄 Switched to MANUAL mode (OFF)");
} else if (msg == "AUTO") {
autoMode = true;
client.publish(TOPIC_FAN_MODE, "AUTO", true);
Serial.println("🔄 Switched to AUTO mode");
// 触发立即评估温度
fanStateChanged = true; // 实际会在 loop 中通过温度判断
} else {
Serial.println("⚠️ Unknown command! Use 'ON', 'OFF' or 'AUTO'");
}
}
}
void setFanState(bool on) {
Serial.print("🔧 Setting fan to ");
Serial.println(on ? "ON" : "OFF");
digitalWrite(RELAY_PIN, on ? HIGH : LOW); // 继电器：HIGH=开（根据你的模块调整）
fanState = on;
fanStateChanged = true;
}
void setup_wifi() {
delay(10);
Serial.println();
Serial.print("Connecting to WiFi: ");
Serial.println(WIFI_SSID);
WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
int attempts = 0;
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && attempts < 20) {
delay(500);
Serial.print(".");
attempts++;
}
if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
Serial.println();
Serial.println("✅ WiFi connected!");
Serial.print("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
} else {
Serial.println();
Serial.println("❌ Failed to connect to WiFi!");
}
}
void reconnect() {
while (!client.connected()) {
Serial.print("Attempting MQTT connection...");
String clientId = "ESP8266_DHT_Fan_";
clientId += String(ESP.getChipId(), HEX);
if (clientId.length() > 23) clientId = clientId.substring(0, 23);
if (client.connect(clientId.c_str(), MQTT_USER, MQTT_PASSWORD)) {
Serial.println(" ✅ Connected!");
client.subscribe(TOPIC_FAN_SET);
Serial.print("Subscribed to: ");
Serial.println(TOPIC_FAN_SET);
} else {
Serial.print(" ❌ Failed, rc=");
Serial.print(client.state());
Serial.println(" - retrying in 5 seconds");
delay(5000);
}
}
}
void setup() {
Serial.begin(115200);
delay(1000);
Serial.println(">>> SMART FAN CONTROLLER v2.1 (Auto + Manual) <<<");
Serial.println("===================================");
Serial.println("🚀 Starting Smart Fan Controller");
Serial.println("===================================");
pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(RELAY_PIN, LOW); // 默认关闭风扇
Serial.println("🔌 Relay initialized to OFF");
dht.begin();
Serial.println("🌡 DHT11 sensor initialized");
setup_wifi();
client.setServer(MQTT_SERVER, MQTT_PORT);
client.setCallback(mqttCallback);
if (!client.connected()) {
reconnect();
}
// 初始上报模式和状态
client.publish(TOPIC_FAN_MODE, "AUTO", true);
client.publish(TOPIC_FAN_STATE, "OFF", true);
}
void loop() {
if (!client.connected()) {
Serial.println("⚠️ MQTT disconnected, reconnecting...");
reconnect();
}
client.loop();
// 上报风扇状态变化（仅当变化时）
if (fanStateChanged) {
client.publish(TOPIC_FAN_STATE, fanState ? "ON" : "OFF", true);
Serial.print("📡 Published fan state: ");
Serial.println(fanState ? "ON" : "OFF");
fanStateChanged = false;
}
// 定期读取传感器并执行自动控制
if (millis() - lastSensorRead > SENSOR_INTERVAL) {
lastSensorRead = millis();
float h = dht.readHumidity();
float t = dht.readTemperature();
if (!isnan(t) && !isnan(h)) {
client.publish(TOPIC_TEMP, String(t).c_str());
client.publish(TOPIC_HUM, String(h).c_str());
Serial.print("📊 Temp: ");
Serial.print(t);
Serial.print("°C, Humidity: ");
Serial.print(h);
Serial.println("%");
// ========== 自动控制逻辑 ==========
if (autoMode) {
bool targetState = fanState; // 默认保持当前状态
if (t >= TEMP_THRESHOLD_ON) {
targetState = true; // 太热，开风扇
} else if (t <= TEMP_THRESHOLD_OFF) {
targetState = false; // 足够凉，关风扇
}
// 在 (26°C, 28°C) 区间保持原状态（防抖）
if (targetState != fanState) {
setFanState(targetState);
}
}
} else {
Serial.println("❌ Failed to read from DHT11!");
}
}
}
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MQTTX连接
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打开MQTTX客户端新建连接，输入名称以及服务器ip地址，完成之后点击右上角的连接。
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添加订阅
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点击添加订阅按钮，订阅主题。
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