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【雕爷学编程】Arduino智慧校园之温湿度传感器与LCD显示屏 中等

头像 驴友花雕 2024.01.26 173 0

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Arduino智慧校园中的温湿度传感器与LCD显示屏是一种常见的组合，用于实时监测和显示校园内的温度和湿度信息。以下是关于这两个组件的详细解释：

 

温湿度传感器的主要特点：
实时监测：温湿度传感器可以实时采集环境中的温度和湿度数据，并将其转换为数字或模拟信号，以便Arduino进行处理和显示。
高精度：高质量的温湿度传感器具有较高的测量精度，能够提供准确的温度和湿度数据。
数字输出：大多数温湿度传感器采用数字信号输出，如I2C或SPI协议，与Arduino主控板进行通信。
低功耗：温湿度传感器通常具有低功耗特性，可以长时间稳定运行，适合用于连续监测环境数据。

 

LCD显示屏的主要特点：
实时显示：LCD显示屏可以将温度和湿度数据以可视化形式实时显示出来，使用户能够直观地了解当前的环境状况。
可定制性：LCD显示屏通常可以通过编程进行定制，可以显示不同的字体、图标和动画，以满足特定应用需求。
易于操作：LCD显示屏通常具有简单的接口和操作方式，可以方便地与Arduino主控板连接和控制。
良好的兼容性：LCD显示屏通常具有广泛的兼容性，可以与各种型号和规格的Arduino主控板配合使用。

 

应用场景：
室内环境监测：温湿度传感器与LCD显示屏可以用于室内环境监测，如教室、实验室、图书馆等。通过实时显示温度和湿度数据，提供舒适的学习和工作环境。
温室农业：在温室中，温湿度传感器与LCD显示屏可以用于监测温度和湿度，帮助农民合理控制温室内的环境条件，提高作物的生长效果。
实验教学：在实验教学中，温湿度传感器与LCD显示屏可以用于实时监测实验室内的温湿度变化，并将数据显示给学生，帮助他们理解实验过程和结果。

 

需要注意的事项：
传感器校准：温湿度传感器在使用前需要进行校准，确保其输出的数据准确可靠。校准可以通过与标准仪器进行比对或者进行零点校准来实现。
显示屏布局：在设计LCD显示屏界面时，需要考虑信息的布局和可读性，尽量使界面简洁明了，易于理解和操作。
数据更新频率：根据需求和实际情况，合理设置温湿度数据的更新频率，避免频繁更新导致资源浪费或显示不稳定。
电源管理：注意合理管理传感器和显示屏的电源供应，以确保其正常工作和寿命。

 

总之，Arduino智慧校园中的温湿度传感器与LCD显示屏组合具有实时监测、定制显示和广泛应用的特点。它们适用于室内环境监测、温室农业和实验教学等场景。在使用过程中，需要注意传感器的校准、显示屏布局、数据更新频率和电源管理等事项，以确保系统的准确性、可读性和稳定性。

 

01.jpg
 

案例1：实时显示温湿度

代码
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <DHT.h>

#define DHT_PIN 2
#define DHT_TYPE DHT11

DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE);
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

void setup() {
  dht.begin();
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temperature: ");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Humidity: ");
}

void loop() {
  float temperature = dht.readTemperature();
  float humidity = dht.readHumidity();

  lcd.setCursor(13, 0);
  lcd.print(temperature);
  lcd.setCursor(10, 1);
  lcd.print(humidity);

  delay(2000);
}

要点解读：
使用DHT库和DHT传感器读取温湿度数值。
使用LiquidCrystal_I2C库和LCD显示屏初始化LCD对象，并设置显示内容。
在循环中，读取温湿度数值并将其显示在LCD上。

 

案例2：高温报警

代码
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <DHT.h>

#define DHT_PIN 2
#define DHT_TYPE DHT11
#define HIGH_TEMP_THRESHOLD 30

DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE);
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

void setup() {
  dht.begin();
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temperature: ");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("High Temp Alert!");
}

void loop() {
  float temperature = dht.readTemperature();

  lcd.setCursor(13, 0);
  lcd.print(temperature);

  if (temperature > HIGH_TEMP_THRESHOLD) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("High Temp Alert!");
  } else {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("                ");
  }

  delay(2000);
}

要点解读：
使用DHT库和DHT传感器读取温度数值。
使用LiquidCrystal_I2C库和LCD显示屏初始化LCD对象，并设置显示内容。
在循环中，读取温度数值并将其显示在LCD上。
如果温度超过设定的高温阈值（这里设为30摄氏度），则在LCD上显示高温警报信息。

 

案例3：湿度控制

代码
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <DHT.h>

#define DHT_PIN 2
#define DHT_TYPE DHT11
#define HUMIDITY_THRESHOLD 60
#define HUMIDIFIER_PIN 3

DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE);
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

void setup() {
  dht.begin();
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Humidity: ");
}

void loop() {
  float humidity = dht.readHumidity();

  lcd.setCursor(10, 0);
  lcd.print(humidity);

  if (humidity < HUMIDITY_THRESHOLD) {
    digitalWrite(HUMIDIFIER_PIN, HIGH);
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Humidifying...");
  } else {
    digitalWrite(HUMIDIFIER_PIN, LOW);
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("             ");
  }

  delay(2000);
}

要点解读：
使用DHT库和DHT传感器读取湿度数值。
使用LiquidCrystal_I2C库和LCD显示屏初始化LCD对象，并设置显示内容。
在循环中，读取湿度数值并将其显示在LCD上。
如果湿度低于设定的湿度阈值（这里设为60%），则开启加湿器，并在LCD上显示加湿信息。

 

这些案例代码展示了Arduino在智慧校园中实现温湿度传感器与LCD显示屏的实际应用。第一个案例实时显示温湿度，利用DHT传感器读取温湿度数值，并通过LCD显示屏实时显示。第二个案例实现高温报警，当温度超过设定的高温阈值时，在LCD上显示高温警报信息。第三个案例实现湿度控制，当湿度低于设定的湿度阈值时，开启加湿器，并在LCD上显示加湿信息。这些案例展示了如何利用Arduino、温湿度传感器和LCD显示屏实现对温湿度的监测和控制，为智慧校园提供了环境监测和自动控制的功能。根据具体需求和传感器类型，可以修改和扩展这些代码，以适应不同的温湿度监测和控制场景。

 

1-.jpg

案例4：温湿度传感器读取并显示到LCD

代码
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <DHT.h>

#define DHTPIN 2 // 温湿度传感器连接的数字引脚
#define DHTTYPE DHT11 // 温湿度传感器类型

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // I2C LCD显示屏

void setup() {
  lcd.begin(16, 2); // 初始化LCD显示屏
  dht.begin(); // 初始化温湿度传感器
}

void loop() {
  float temperature = dht.readTemperature(); // 读取温度值（摄氏度）
  float humidity = dht.readHumidity(); // 读取湿度值（百分比）

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temp: ");
  lcd.print(temperature);
  lcd.print(" C");

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Humidity: ");
  lcd.print(humidity);
  lcd.print(" %");

  delay(2000); // 延迟2秒
}

要点解读：
该程序使用DHT库读取温湿度传感器的数值，并通过LiquidCrystal_I2C库将温度和湿度值显示在LCD屏幕上。
在setup()函数中，初始化LCD显示屏和温湿度传感器。
在loop()函数中，循环执行以下操作：
通过dht.readTemperature()读取温度值（摄氏度）并保存到temperature变量中。
通过dht.readHumidity()读取湿度值（百分比）并保存到humidity变量中。
使用LCD显示屏的相关函数将温度和湿度值显示在屏幕上。

 

案例5：温度阈值报警

代码
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <DHT.h>

#define DHTPIN 2 // 温湿度传感器连接的数字引脚
#define DHTTYPE DHT11 // 温湿度传感器类型
#define TEMPERATURE_THRESHOLD 30.0 // 温度阈值

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // I2C LCD显示屏

void setup() {
  lcd.begin(16, 2); // 初始化LCD显示屏
  dht.begin(); // 初始化温湿度传感器
}

void loop() {
  float temperature = dht.readTemperature(); // 读取温度值（摄氏度）

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temp: ");
  lcd.print(temperature);
  lcd.print(" C");

  if (temperature > TEMPERATURE_THRESHOLD) {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("High temp!");
  } else {
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("          ");
  }

  delay(2000); // 延迟2秒
}

要点解读：
该程序与前一个程序类似，但添加了一个温度阈值的判断，当温度超过阈值时，在LCD显示屏上显示高温警告。
在setup()函数中，初始化LCD显示屏和温湿度传感器。
在loop()函数中，循环执行以下操作：
通过dht.readTemperature()读取温度值（摄氏度）并保存到temperature变量中。
使用LCD显示屏的相关函数将温度值显示在屏幕上。
如果温度超过设定的阈值（TEMPERATURE_THRESHOLD），则在第二行显示屏上显示"High temp!"，否则清空第二行显示内容。

 

案例6：湿度数据记录和显示

代码
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C抱歉，我之前的回答似乎被截断了。这是第三个程序的完整代码：

```arduino
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <DHT.h>

#define DHTPIN 2 // 温湿度传感器连接的数字引脚
#define DHTTYPE DHT11 // 温湿度传感器类型

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // I2C LCD显示屏

const int MAX_DATA_POINTS = 10; // 最大记录数据点数
float humidityData[MAX_DATA_POINTS]; // 湿度数据数组
int dataPointCount = 0; // 记录的数据点数

void setup() {
  lcd.begin(16, 2); // 初始化LCD显示屏
  dht.begin(); // 初始化温湿度传感器
}

void loop() {
  float humidity = dht.readHumidity(); // 读取湿度值（百分比）

  if (dataPointCount < MAX_DATA_POINTS) {
    // 如果未达到最大记录数据点数，将湿度值保存到数组中
    humidityData[dataPointCount] = humidity;
    dataPointCount++;
  }

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Humidity: ");
  lcd.print(humidity);
  lcd.print(" %");

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Data points: ");
  lcd.print(dataPointCount);
  lcd.print("/");
  lcd.print(MAX_DATA_POINTS);

  delay(2000); // 延迟2秒
}

要点解读：
该程序使用DHT库读取湿度传感器的数值，并通过LiquidCrystal_I2C库将湿度值显示在LCD屏幕上，并记录最近的湿度数据。
在setup()函数中，初始化LCD显示屏和温湿度传感器。
在loop()函数中，循环执行以下操作：
通过dht.readHumidity()读取湿度值（百分比）并保存到humidity变量中。
如果记录的数据点数dataPointCount小于最大记录数据点数MAX_DATA_POINTS，则将湿度值保存到humidityData数组中，并增加dataPointCount计数。
使用LCD显示屏的相关函数将湿度值和当前记录的数据点数显示在屏幕上。

 

这些程序示例了Arduino智慧校园中温湿度传感器与LCD显示屏的应用。第4个程序实时读取温湿度传感器的数值并显示在LCD屏幕上，第5个程序在检测到温度超过设定阈值时显示高温警告，第6个程序记录最近的湿度数据并显示在屏幕上。这些示例代码可以根据具体需求进行修改和扩展，以实现更多功能，如数据存储、报警通知等。

 

注意，以上案例只是为了拓展思路，仅供参考。它们可能有错误、不适用或者无法编译。您的硬件平台、使用场景和Arduino版本可能影响使用方法的选择。实际编程时，您要根据自己的硬件配置、使用场景和具体需求进行调整，并多次实际测试。您还要正确连接硬件，了解所用传感器和设备的规范和特性。涉及硬件操作的代码，您要在使用前确认引脚和电平等参数的正确性和安全性。

 

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Makelog作者原创文章，未经授权禁止转载。
#Arduino#其他主题#Arduino智慧校园#温湿度传感器与LCD显示屏

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爱好中国极地探险，二次徒步穿越雅鲁藏布江大峡谷核心无人区域，成功穿越了中国三大沙漠、四大无人区及三江源等中国境内最困难的地方。攀登三座八千米级雪山，组织驼峰搜寻队二次深入高黎贡山核心无人区搜寻驼峰航线坠机，骑行美国66号公路徒步北极等。完成十余项极地摄影专题，累计拍摄相关照片近十万张，在重庆科技馆举办过《花雕中国极地摄影展》。中国探险协会理事，入选“中国国家旅游首席旅行家”、《中国十大徒步人物》和《中国当代徐霞客》。

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