Raspi 4B读取DHT11的神奇方法

前两天搞到一个树莓派，性质冲冲的开始玩

然后开始研究GPIO引脚

我有好多个之前做项目剩下的DHT11:

最惨的一个 热风枪测试的时候烧糊了555

然后就开始研究能不能搞一个监控机房温湿度的东西

接线图:

我的服务器上大概是这样的：

• 前端 Node.js PORT 80 项目中有index.html及其他web页面的源代码
• 后端 Node.js PORT 80 接管最简单的API，比如文件上传POST或者通告GET
• 嵌入式后端 Flask.py PORT 3000 用来广播/控制GPIO

0x00 Adafruit的DHT库

这种方法是最常见的一种, 配置起来很简单

首先先搭建一个虚拟环境

虚拟环境

虚拟环境 Virtual Environment(venv) 是一个方便版本管理的方案。每一个venv中的解释器/编译器版本不一样，安装的库也不一样。

cd backend  # working dir
python -m venv dht11  # create venv
source ./dht11/bin/activate  # activate venv

然后开始安装

python3 -m pip install adafruit-circuitpython-dht # Installation

然后就可以用啦

dht11_backend.py

import time
import board
import adafruit_dht

dht_device = adafruit_dht.DHT11(board.D4)    # Depends on your config

def temp():
    return dht_device.temperature

def hum():
    return dht_device.humidity

main.py

import dht11_backend as dht
from flask import Flask, request, jsonify
from flask_cors import CORS

app = Flask(__name__)
CORS(app, origins='*', methods=['POST', 'OPTIONS'], supports_credentials=True)

@app.route('/temp-hum', methods=['GET', 'OPTIONS'])
def hum_temp():
    if request.method == 'OPTIONS':
        # CORS preflight handling for OPTIONS request
        response = jsonify({'status': 'success'})
        response.headers['Access-Control-Allow-Origin'] = '*'
        response.headers['Access-Control-Allow-Methods'] = 'POST, OPTIONS'
        response.headers['Access-Control-Allow-Headers'] = 'Content-Type'
        return response, 200
    print("CALLED: DHT11")
    temp = dht.temp()
    hum = dht.hum()
    print(temp, hum)
    return jsonify({"temp": temp, "hum": hum}), 200

但是这种方法有个很大的缺点：Adafruit的库对系统的clock很敏感，也就是说当我把它挂在后台用tmux的话很快就会挂掉。这时候就需要一些新办法了

0x01 Node.js

因为我的服务器有一部分是NodeJS做的后端，所以理论上是可以用的。
查了查npm：

node-dht-sensor

确实可行

npm i node-dht-sensor

然后在server.js当中添加这几行:

const sensor = require('node-dht-sensor');
...
// Middleware
sensor.initialize({
  test: false,
  model: 11,    // Switch to 22 if you're using a dht22
  pin: 4,       // I used GPIO4, but all other avaliable ones are ok
});
...
app.get('/temp-hum', (req, res) => {
  const { temperature, humidity } = sensor.read();

  if (!isNaN(temperature) && !isNaN(humidity)) {
    res.json({
      temperature: temperature.toFixed(2),
      humidity: humidity.toFixed(2),
    });
  } else {
    console.error("Err: Failed to read sensor");
    res.status(500).json({
      error: "Failed to read data from the sensor.",
    });
  }
});

这样确实也行，但用JS这种高级语言来访问底层传感器的做法总感觉不太好

0x02 直接访问

在逛遍全网之后，我还研究出了一种神奇的方法。Raspi有一种神奇的机制，叫Overlay。在其的README当中，有这一段

DHT系列的Overlay

所以我们只要在/boot/firmware/config.txt当中[all]后面加上这一段

dtoverlay=dht11,gpiopin=4

然后

sudo reboot

就行了

重启之后，我们进入这个文件夹/sys/devices/platform/dht11@4/iio:device0/,然后里面就会有很多文件

├── in_humidityrelative_input
├── in_temp_input
├── name
├── of_node -> ../../../../firmware/devicetree/base/dht11@4
├── power
│   ├── autosuspend_delay_ms
│   ├── control
│   ├── runtime_active_time
│   ├── runtime_status
│   └── runtime_suspended_time
├── subsystem -> ../../../../bus/iio
├── uevent
└── waiting_for_supplier

4 directories, 10 files

里面的in_humidityrelative_input和in_temp_input 存储的就是1000倍的温湿度数据:

cd /sys/devices/platform/dht11@4/iio:device0/
cat in_humidityrelative_input # Ex 45.8% outputs 45800
cat in_temp_input # Ex 24.3ºC outputs 24300

因此也可以写出一个这样的较为稳定的API:

dht11_backend.py

import time
import board
import adafruit_dht

dht_device = adafruit_dht.DHT11(board.D4)    # Depends on your config

def temp():
    return dht_device.temperature

def hum():
    return dht_device.humidity

0x03 总结

现在总共有三种方式来获取DHT传感器的数据的方法:

方法	优点	缺点
Adafruit	成熟方案	刷新机制敏感
NodeJS	简单好用	前端访问后端
直接获取	稳定	配置麻烦