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基于arduino的气象站

时间:2020-02-21 17:41:00 来源:互联网 作者: 神秘的大神 字体:

bmp180的简介:

• 压力范围:300~1100hPa(海拔 9000 米~-500 米)

• 电源电压:1.8V~3.6V(VDDA), 1.62V~3.6V(VDDD)

• 尺寸:3.6mmx3.8x0.93mm

• 低功耗:5μA,在标准模式

• 高精度:低功耗模式下,分辨率为 0.06hPa(0.5 米)

• 高线性模式下,分辨率为 0.03hPa(0.25 米)

• 含温度输出

• I2C 接口

• 温度补偿

• MSL 1 反应时间:7.5ms

• 待机电流:0.1μA

可以同时获得所处环境的温度和气压,甚至还可以通过气压、温度间接求出海拔,此换算过程较为复杂,可自行百度,在此给出数值较为粗糙的公式:(p0指的是标准海平面大气压,并不是此时此地的海拔为0m的大气压,p0=101.325kpa)

                                                 

凭个人观点,相比于温湿度传感器dht11,实现的功能可能会更多一些,但不知道,两者哪个精度会高一点。dht11是数字信号输入,bmp系列是模拟信号输入,但是我发现利用公式测算的海拔高度altitude时钟为负值,不知道这是什么情况,暂时且用fabs函数套上,转换为绝对值。

年前tb了一个bmp180的传感器,想用arduino获得实现的可能。当然bmp085也可以,我才用的库就是bmp085的库,当时网络上找不到bmp180的库,甚至动用了某工具。还有,最近在国内似乎连不上arduino的库管理器,于是我从GitHub那获得了库文件,链接在此:https://github.com/drophair/BMP180-BMP085(这个库比较早,而且bmp085已经停产了,其中计算海拔的方法粗在错误)https://github.com/drophair/bmp180(这个是专门用于bmp180的,不妨两个都试一下,而且不用自己去推算海拔,有自己封装的函数,直接就可以用了)

注意,利用以上公式求的是绝对海拔,误差较大;相比之下,可以计算相对海拔,其计算原理下文详细介绍。

接线方式:
arduino bmp180
---------------------- VIN VCC GND GND SCL A5 SDA A4

 代码:

 1 #include <SFE_BMP180.h>
 2 #include <Wire.h>
 3 SFE_BMP180 pressure;
 4 double baseline; // baseline pressure
 5 
 6 void setup()
 7 {
 8   Serial.begin(9600);
 9   Serial.print("重启中");
10   Serial.print(",正在获取最新校准值");
11   if (pressure.begin())
12   {
13     int i;
14     for(i=0;i<3;i++){
15     Serial.print(".");
16     delay(1000);}
17     Serial.println();
18     Serial.println("BMP180传感器初始化成功");
19   }
20   else
21   {
22     Serial.println("BMP180传感器初始化失败  (请检查连接是否正确)\n\n");
23     while(1); 
24   }
25   baseline = getPressure();
26   Serial.print("海平面气压: ");
27   Serial.print(baseline);
28   Serial.println(" 百帕");  
29 }
30 
31 void loop()
32 {
33   double a,P,T,status;
34   P = getPressure();
35   a = pressure.altitude(P,baseline);
36   Serial.print("实时气压: ");
37   Serial.print(P,2);
38   Serial.print(" 百帕, ");
39   Serial.print("相对高度: ");
40   if (a >= 0.0) Serial.print(" "); // add a space for positive numbers
41   Serial.print(a,2);
42   Serial.print(" 米, ");
43   status = pressure.startTemperature();
44   if(status!=0)
45   {
46     delay(status);
47     status = pressure.getTemperature(T);
48   
49   Serial.print("温度: ");
50   Serial.print(T,2);
51   Serial.println(" 摄氏度");
52   }
53   delay(1000);
54 }
55  
56 double getPressure()
57 {
58   char status;
59   double T,P,p0,a;
60   status = pressure.startTemperature();
61   if (status != 0)
62   {
63     delay(status);
64     status = pressure.getTemperature(T);
65     if (status != 0)
66     {
67       status = pressure.startPressure(3);
68       if (status != 0)
69       {
70          for a number of pressure measurements.)
71                status = pressure.getPressure(P,T);
72         if (status != 0)
73         {
74           return(P);
75         }
76         else Serial.println("error retrieving pressure measurement\n");
77       }
78       else Serial.println("error starting pressure measurement\n");
79     }
80     else Serial.println("error retrieving temperature measurement\n");
81   }
82   else Serial.println("error starting temperature measurement\n");
83 }

工作原理:

1、首先传感器会进行一次重启,之后才会正常工作;

2、内部先进行10次大气压的测量,然后计算平均值,作为基准压强(baseline);

3、先测一次温度,然后再测大气压,若大气压的值较为稳定则利用内部的封装函数,直接求得(至于封装函数是怎么样的就不去深究了),若大气压不稳定就会一直等待稳定的时候,因此不管怎么设置delay,时间间隔都会有偏差;

4、输出打印。


 

 总结:

代码在example中就有只是将多个示例结合为一个整体代码。

目前只在arduino上进行搭建,未来还会继续增加温湿度传感器dht11;由于对软串口、串口通讯等方面的不了解,无法在esp8266上实现一旦时机成熟最终会整体移植到esp8266、树莓派上。