家庭IOT监测之温湿度SI7021及上传ONENET

本篇目标：驱动温湿度传感器SI7021，并把温湿度数据上传到物联网平台ONENET平台上，然后在平台上建立应用，使之能够分享。
材料准备：

STM32F407接入ONENET平台代码：上一篇文章最终修改代码（STM32F4接入ONENET）
STM32F407上传温湿度至ONENET平台代码：为了下载方便，把温湿度SI7021驱动代码和最终修改代码放在了一起（温湿度上传平台最终代码）

温湿度SI7021硬件连接与接口

温湿度SI7021的接线比较简单：
si7021

SI7021通信用的是I2C接口，所以将SCL和SDA引脚对应接到STM32F4的I2C硬件接口引脚上，或者简单点就接到任意IO口引脚上，建议接到IO口上，对于这些低速模块化的设备，通用的模拟I2C代码可以非常快速的驱动传感器，只需要会MCU的IO口操作即可。

I2C接口协议简单介绍

这里推荐一篇博客（I2C协议解析），博客里，已经把I2C的基本概念讲的比较清楚了，主要就包括几个信号：

起始信号
写数据信号
读数据信号
应答信号
非应答信号
终止信号

把这几个信号了解后，可以来了解I2C协议的通信过程，如图：
主发从收：
这里写图片描述

主收从发：
这里写图片描述

移植温湿度SI7021驱动

将上面的准备材料 stm32f4温湿度上传onenet 文件夹打开，将temp文件夹复制到上一篇的最终修改代码文件夹中的dev文件夹下。

用keil打开工程。
在Manage Project Items添加文件夹temp，然后添加刚才拷贝文件下的C文件。
在Options->C/C++->Include Paths添加刚才复制文件的路径。
修改SI7021.h文件中对应的I2C引脚，应该用注释标出。
在main.c中添加头文件：

#include "SI7021.h"

定位main.c第62行，往Sys_Config();后面添加初始化函数：

    /* stm32系统配置 */
    Sys_Config();

    /* SI7021温度传感器IO初始化配置 */
    SI_IO_Init();    //新添加

    /* WIFI模块IO初始化配置 */
    NET_DEVICE_IO_Init();

在初始化函数后面先添加SI7021温湿度转换读取函数：

SI7021_measure();

查看一下打印结果：

发现温度与湿度已经能够正常地读取出来了，接下来就把数据传到ONENET平台上。

温湿度SI7021代码解析

先来看一下SI7021数据手册的命令和数据I2C发送过程：
si7021

再看下SI7021有哪些指令：

以及SI7021的ID：
这里写图片描述

再来对着代码观察一下：

uchar SI70XX_Sensor_Measure( uchar Config, uint *Value )
{
    uchar  Data[2];

    SI_start(); 
    SI_W_Byte(0x80);//  si7021的id为0x40，最后一位为写，加起来为0x80

    if(Slave_acknowledge())//等待应答，无反应直接退出
    {
        //容错处理，防止死等
        return(0);
    }
    SI_W_Byte(Config);    //发送命令
    Slave_acknowledge();    //等待应答

    delay_ms(20);//>=20ms等待转换
    SI_start();
    SI_W_Byte(0x81);    //ID+读命令
    Slave_acknowledge();    //等待应答
    Data[0]=SI_R_Byte();    //读数据高位
    Master_acknowledge();    //等待应答
    Data[1]=SI_R_Byte();    //读数据低位
    No_ack();    //非应答
    SI_stop();    //停止

    /* Swap the bytes and clear the status bits */   
    *Value = (Data[0]<<8) + Data[1];    //组成16位温度或湿度数据

    return(1);
}

再来看看温度和湿度的计算公式：
温度：
这里写图片描述
湿度：

对比代码：

uchar SI7021_measure(void)
{ 
    uint Value;
//    uchar temp;
    uchar ucConversion_OK=0;//转换成功标记

    //开启测试
    SI_stop();//以防万一，先弄条停止位

    ucConversion_OK=SI70XX_Sensor_Measure(CMD_MEASURE_TEMPERATURE_NO_HOLD, &Value );      //温度转换命令及读取

    if(!ucConversion_OK)
    {
        //转换失败，直接退出，方便模块热插拔
        SI70XX.inTemp = 0;
        SI70XX.unHumi = 0;
        return(0);//错误=0
    }

    SI70XX.inTemp = ((((long)Value)*1757)>>16) - 469;
    Temp_buf = (((((float)Value)*175.72f)/65536.0f) - 46.85f);      //温度计算，按照数据手册公式

    SI70XX_Sensor_Measure(CMD_MEASURE_HUMIDITY_NO_HOLD, &Value );     //湿度转换命令及读取

    SI70XX.unHumi = ((((long)Value)*625)>>15) - 60;
    Humi_buf = (((((float)Value)*125.0f)/65535.0f) - 6.0f);     //湿度计算，按照数据手册公式

    printf("\r\nTemp:%.2f\r\n",Temp_buf);
    printf("Humi:%.2f\r\n",Humi_buf);

    return(1);//正常=1
}

温湿度上传ONENET

定位main.c第97行，在case SEND_TYPE_DATA:后面添加代码：

case SEND_TYPE_DATA:    
    //新添加
    if (!SI7021_measure())
    {
        printf("\r\nTemp Data Error!\r\n");
    }
    OneNet_SendData(FORMAT_TYPE3, NULL, NULL, dataStream, dataStreamCnt);//上传数据到平台
    printf("\r\nOnenet Data Ready.\r\n");
    break;

这样在每次可以发送数据的时候就转换一次温湿度。

定位main.c第45-50行，替换变量，主要用于定义上传平台的变量：

extern float Temp_buf;
extern float Humi_buf;

DATA_STREAM dataStream[] = {
                                {"Home_Temp", &Temp_buf, TYPE_FLOAT, 1},    //温度上传结构体
                                {"Home_Humi", &Humi_buf, TYPE_FLOAT, 1},    //湿度上传结构体
                            };
unsigned char dataStreamCnt = sizeof(dataStream) / sizeof(dataStream[0]);

优化一下代码，定位onenet->dStream.c第87行，把 %f 改为 %.1f 这样就只显示一位小数。
看一下打印数据：
再登录ONENET自己的设备中心查看一下数据，如图：
湿度：

温度：

好啦，温湿度就这样上传到平台啦，但是这样看好看不太习惯，接下来就来简单创建个应用来显示这些数据。

ONENET建立应用

登录ONENET平台->开发者中心->设备管理->点进自己的设备->找到关联应用->立即创建。
填写相关内容创建应用
点击第二个小按钮编辑
可以看到里面可以添加很多东西，添加折线图，属性数据流选择自己设备的数据流，比如温度曲线选择Temp，湿度曲线选择Humi，完成如图：
右上方点击发布即可
返回到应用主页有个“发布链接”，把这个地址发给别人，别人就可以通过浏览器看数据了：

小结：在物联网时代，任何数据都可以上传物联网平台，这样很方面自己检测一些自己想要的数据或者环境，今后有什么特别的想法继续探讨，共勉~