ESP8266 + OLED 实时天气显示教程 (Arduino + 心知天气 API)
0
0
0
本文介绍了如何使用 Arduino IDE 配合 ESP8266 开发板，结合 OLED 屏幕和心知天气 API，搭建一个可实时显示天气信息的物联网终端。内容涵盖开发环境配置、硬件接线、API 密钥申请、自定义字符取模及数据显示等关键步骤，为初学者提供了一套完整、可操作的实践方案。
1
下载ArduinoIDE
我们要使用 Arduino IDE 编程工具，将编写好的程序烧录到单片机中。请前往 Arduino 官网首页，下载并安装该编程工具。
2
修改配置
12
下载完成后，打开 Arduino IDE，依次点击 文件 > 首选项，在“附加开发板管理器网址”一栏中填入以下地址：
http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json
然后点击“确定”保存设置。
3
开发准备
12
在完成开发板管理器地址的配置后，接下来需要安装 ESP8266 的开发板支持包。具体操作如下：
- 点击 Arduino IDE 顶部菜单栏中的 工具（Tools），然后选择 开发板（Board） > 开发板管理器（Boards Manager）。
- 在弹出的“开发板管理器”窗口中，等待索引加载完成后，在搜索框中输入 ESP8266。
- 找到由 ESP8266 Community 提供的 "esp8266 by ESP8266 Community" 条目，点击右侧的 “安装” 按钮，等待依赖包下载并自动安装完成。
安装成功后，关闭开发板管理器窗口。接着再次点击 工具（Tools） > 开发板（Board），在下拉列表中找到 ESP8266 模块（ESP8266 Modules） 分类，并从中选择 “Generic ESP8266 Module” 作为当前使用的开发板。
这一步确保了 Arduino IDE 能够正确识别和编译适用于 ESP8266 芯片的代码，为后续的程序烧录做好准备。
4
注册心知天气
123
请按以下步骤获取心知天气的 API 私钥，以便后续在程序中调用天气数据：
- 打开浏览器，在地址栏输入 “心知天气” 并访问其官方网站。
- 进入网站后，点击页面右上角的 “注册” 按钮，创建一个新账号；若已有账号，可直接点击 “登录”。
- 成功登录后，在首页或导航栏中找到 “立即免费使用” 按钮并点击进入产品申请页面。
- 在 “添加产品” 区域下，选择 “免费申请” 选项。
- 在弹出的产品版本列表中，选择 “免费版”（通常包含基础功能和有限的调用次数，适合开发测试使用）。
- 完成申请后，系统会为你生成一组 API 凭据，请务必 记录下其中的私钥（API Key 或 Private Key），因为后续在 Arduino 程序中请求天气数据时将需要用到该密钥。
请妥善保管此私钥，避免泄露，以免影响服务安全或产生非预期的调用费用。
5
接线图
在本项目中，我们使用了 ESP8266 开发板 与一块 I²C 接口的 OLED 显示屏 进行数据交互和可视化。该 OLED 屏幕通常采用 SSD1306 驱动芯片，具有低功耗、高对比度和清晰显示等优点，非常适合用于嵌入式系统的状态展示。
OLED 屏幕共有四个引脚，分别为：
- SCL（Serial Clock Line）：I²C 通信的时钟信号线
- SDA（Serial Data Line）：I²C 通信的数据信号线
- VCC：电源正极
- GND：电源地
为了正确连接 OLED 屏幕与 ESP8266 开发板，请按照以下方式接线：
- 将 OLED 的 SCL 引脚 连接到 ESP8266 的 D1 引脚（对应 GPIO5）
- 将 OLED 的 SDA 引脚 连接到 ESP8266 的 D2 引脚（对应 GPIO4）
- 将 OLED 的 VCC 引脚 连接到 ESP8266 开发板上的 3.3V 电源输出端口（注意：不可接 5V，以免损坏 OLED 模块）
- 将 OLED 的 GND 引脚 连接到 ESP8266 的 GND（接地）端口
完成硬件连接后，在 Arduino IDE 中需安装相应的 OLED 库（如 Adafruit_SSD1306 和 Adafruit_GFX），并在代码中正确配置 I²C 地址（通常为 0x3C 或 0x3D），以便成功驱动屏幕并显示天气或其他传感器数据。
6
取字模
1234
在使用取模软件为 OLED 屏幕生成自定义字符或图标时，请按照以下步骤操作：
- 打开取模软件
- 启动你所使用的字模提取工具（如 PCtoLCD2002），进入主界面。
- 切换到字符模式
- 在软件界面中找到模式选择区域，点击切换至 “字符模式”（Character Mode），以便对文字进行取模处理。
- 设置字体与尺寸
- 点击菜单栏中的 “设置” 或 “选项”，在弹出的设置窗口中：
- 选择所需的 字体（如宋体、微软雅黑等）
- 设置合适的 字号（例如 12×12、16×16 等，需根据 OLED 屏幕分辨率和显示需求确定）
- 确保字符编码格式为 GB2312 或 UTF-8（根据你的开发环境支持情况选择）
- 配置字模选项
- 在“字模选项”中进行如下关键设置：
- 输出格式：通常选择 C51 格式（即 C 语言数组格式）
- 扫描方式：一般选择 逐行式（横向），且 高位在前（MSB First）
- 取模方向：常用 阴码（背景为1，字为0） 或 阳码（背景为0，字为1），需与 OLED 显示库的渲染逻辑一致（多数情况下使用阳码）
- 勾选 “包含空格”（如需对齐）或按需调整其他参数
- 设置完成后，点击 “确定” 保存配置。
- 输入字符并生成字模
- 在主界面的输入框中键入你想要显示的汉字、字母或符号（例如 “晴”、“25℃” 等），然后点击 “生成字模” 按钮。
字模软件.rar
702.13KB
7
代码
/*
* ESP8266 户外天气 + 日期显示（精简优化版）
* 功能说明：
* - 固定城市：北京（使用点阵字模显示“北”“京”）
* - 天气图标：仅当天气为 "Sunny"（晴）时显示“晴”字
* - 其他天气状态：直接显示英文文本（避免中文乱码）
* - 温度单位 ℃ 自动跟随数字，不重叠
* - 每10分钟自动更新一次天气
*/
#include <ESP8266WiFi.h> // Wi-Fi 连接库
#include <Wire.h> // I2C 通信库（用于 OLED）
#include <Adafruit_GFX.h> // Adafruit 图形基础库
#include <Adafruit_SSD1306.h> // SSD1306 OLED 驱动库
#include <ESP8266HTTPClient.h> // HTTP 客户端（用于请求天气 API）
#include <WiFiClientSecure.h> // 支持 HTTPS 的安全客户端
#include <ArduinoJson.h> // JSON 解析库
// ============ 用户配置区 ============
#define WIFI_SSID "vivoX200" // ← 你的 Wi-Fi 名称
#define WIFI_PASS "12345678" // ← 你的 Wi-Fi 密码
#define CITY_NAME "beijing" // 城市拼音（小写）
#define WEATHER_API_KEY "你的秘钥" // ← 你在 Seniverse 申请的 API 密钥
#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED 屏幕宽度
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED 屏幕高度
#define OLED_ADDR 0x3C // OLED 的 I2C 地址（通常为 0x3C 或 0x3D）
// ===================================
// 创建 OLED 显示对象
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);
// 全局变量：存储从 API 获取的数据
String weatherText = "Loading"; // 天气描述（英文）
String temperature = "--"; // 当前温度（摄氏度）
String dateStr = "----/--/--"; // 最后更新日期（YYYY-MM-DD）
// ========== 16x16 点阵中文字模（PROGMEM 存储在 Flash 中）==========
// “北” 字模
static const unsigned char PROGMEM bei_text[] = {
0x00,0x00,0x06,0x40,0x06,0x40,0x06,0x40,0x06,0x40,0x06,0x46,0x7E,0x58,0x06,0x60,
0x06,0x40,0x06,0x40,0x06,0x40,0x06,0x40,0x3E,0x42,0x66,0x42,0x06,0x7E,0x00,0x00
};
// “京” 字模
static const unsigned char PROGMEM jing_text[] = {
0x00,0x00,0x01,0x00,0x01,0x80,0x7F,0xFE,0x00,0x00,0x1F,0xF8,0x18,0x18,0x18,0x18,
0x18,0x18,0x1F,0xF8,0x08,0x80,0x0C,0xB0,0x18,0x98,0x30,0x86,0x03,0x80,0x02,0x00
};
// “晴” 字模（仅 Sunny 时显示）
static const unsigned char PROGMEM qing_text[] = {
0x00,0x20,0x00,0x20,0x7B,0xFE,0x48,0x20,0x49,0xFC,0x48,0x20,0x4B,0xFE,0x78,0x00,
0x49,0xFC,0x49,0x04,0x49,0xFC,0x49,0x04,0x79,0xFC,0x49,0x04,0x01,0x14,0x01,0x08
};
// “℃” 符号字模
static const unsigned char PROGMEM du_text[] = {
0x60,0x00,0x91,0xF4,0x96,0x0C,0x6C,0x04,0x08,0x04,0x18,0x00,0x18,0x00,0x18,0x00,
0x18,0x00,0x18,0x00,0x18,0x00,0x08,0x00,0x0C,0x04,0x06,0x08,0x01,0xF0,0x00,0x00
};
// ================================================================
void setup() {
// 初始化串口（用于调试）
Serial.begin(115200);
// 初始化 I2C 总线
Wire.begin();
// 初始化 OLED 屏幕
if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR)) {
// 如果初始化失败，进入死循环（防止程序继续运行出错）
for (;;);
}
// 显示启动信息
display.clearDisplay();
display.setTextSize(1);
display.setTextColor(WHITE);
display.setCursor(0, 0);
display.println("正在连接 Wi-Fi...");
display.display();
// 连接 Wi-Fi
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
}
// 首次获取天气数据
fetchWeather();
}
// 从 ISO8601 时间字符串（如 "2025-04-05T14:30:00"）中提取日期部分 "2025-04-05"
String extractDate(String isoTime) {
if (isoTime.length() >= 10) {
return isoTime.substring(0, 10); // 截取前10个字符
}
return "----/--/--"; // 格式错误时返回占位符
}
// 从心知天气 API 获取当前天气数据
void fetchWeather() {
// 检查 Wi-Fi 是否已连接
if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
weatherText = "无 Wi-Fi";
temperature = "--";
dateStr = "----/--/--";
return;
}
// 构造 API 请求 URL（使用英文返回，便于匹配 "Sunny"）
String url = "https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=" + String(WEATHER_API_KEY)
+ "&location=" + CITY_NAME + "&language=en&unit=c";
// 创建安全的 HTTPS 客户端（跳过证书验证，仅用于开发）
WiFiClientSecure client;
client.setInsecure(); // ⚠️ 注意：生产环境应验证证书
// 发起 HTTP GET 请求
HTTPClient http;
http.begin(client, url);
int httpResponseCode = http.GET();
Serial.println(url);
if (httpResponseCode == 200) {
// 请求成功，读取响应内容
String payload = http.getString();
// 解析 JSON 数据（分配 256 字节内存，足够当前用途）
DynamicJsonDocument doc(256);
DeserializationError error = deserializeJson(doc, payload);
if (!error && doc.containsKey("results")) {
// 成功解析，提取所需字段
JsonObject now = doc["results"][0]["now"];
weatherText = now["text"].as<String>(); // 天气描述（英文）
temperature = now["temperature"].as<String>(); // 温度
String lastUpdate = doc["results"][0]["last_update"].as<String>();
dateStr = extractDate(lastUpdate); // 提取日期
} else {
// JSON 解析失败
weatherText = "解析错误";
temperature = "--";
dateStr = "----/--/--";
}
} else {
// HTTP 请求失败（如 403、404 等）
weatherText = "HTTP " + String(httpResponseCode);
temperature = "--";
dateStr = "----/--/--";
}
// 关闭 HTTP 连接
http.end();
}
void loop() {
// 每 10 分钟（600,000 毫秒）更新一次天气
static unsigned long lastUpdate = 0;
if (millis() - lastUpdate > 600000) {
fetchWeather();
lastUpdate = millis();
}
// 清空屏幕并开始绘制新内容
display.clearDisplay();
display.setTextSize(2); // 默认使用大号字体
display.setTextColor(WHITE);
// 第一行：显示日期（例如：2025-04-05）
display.setCursor(0, 0);
display.print(dateStr);
// 第二行：显示城市名“北京”（使用点阵字模）
display.drawBitmap(48, 24, bei_text, 16, 16, 1); // “北” 显示在 (48,24)
display.drawBitmap(64, 24, jing_text, 16, 16, 1); // “京” 显示在 (64,24)
// 第三行：显示温度 + ℃ 符号
display.setCursor(0, 48);
display.print(temperature); // 先打印温度数字
// 计算温度字符串的宽度，以便将 ℃ 符号紧随其后
int16_t x1, y1;
uint16_t w, h;
display.getTextBounds(temperature, 0, 48, &x1, &y1, &w, &h);
display.drawBitmap(w + 4, 48, du_text, 16, 16, 1); // ℃ 显示在数字右侧
// 显示天气状态：
if (weatherText == "Clear") {
// 如果是晴天，显示“晴”字图标
display.drawBitmap(96, 48, qing_text, 16, 16, 1);
} else {
// 其他天气（如 Cloudy, Rain 等），显示英文文本
display.setTextSize(2); // 切换为小号字体
display.setCursor(90, 52); // 调整 Y 坐标使文字垂直居中
display.print(weatherText);
}
// 将缓冲区内容推送到 OLED 屏幕
display.display();
// 每 5 秒刷新一次屏幕（避免频繁刷新）
delay(5000);
}
0
0
0
qq空间 
微博 
复制链接 
分享 
本文未经作者允许授权，禁止转载 更多相关项目
猜你喜欢
评论/提问(已发布 0 条)
评论 
收藏 
分享 
下载 
举报 
回顶部