### 第18课 网页远程监测温湿度
在智慧校园建设中，环境感知是打造绿色、舒适、智能化教学空间的重要基础。本课程将带领你开发一套轻量级环境监测系统，通过ESP32微控制器和AHT20传感器，实现教室环境质量远程监管。
现在开始，用技术让校园环境管理更智能！
#### 18.1 工作原理
1. 数据采集：
AHT20传感器 → ESP32（通过I2C）
2. 数据传输：
ESP32 → 路由器 → 手机/电脑
3. 数据显示：
浏览器请求 → 服务器响应 → 更新网页
#### 18.2 流程图
#### 18.3 实验代码
⚠️ **特别提醒： 打开代码文件后，需要分别将代码中的 `YourWiFiSSID` 和 `YourWiFiPassword` 替换为您自己的 WiFi名称 和 WiFi密码。**
```c++
const char* ssid = "YourWiFiSSID"; // 修改为你的WiFi名称
const char* password = "YourWiFiPassword"; // 修改为你的WiFi密码
```
⚠️ **特别注意：请确保代码中的WiFi名称和WiFi密码与连接到您的电脑、手机/平板、ESP32开发板和路由器的网络相同，它们必须在同一局域网（WiFi）内。**
⚠️ **特别注意：WiFi必须是2.4Ghz频率的，否则ESP32无法连接WiFi。**
```c++
#include
#include
#include
#include
#include
#include
// 设置WiFi名称和WiFi密码
const char* ssid = "YourWiFiSSID"; // 修改为你自己的WiFi名称
const char* password = "YourWiFiPassword"; // 修改为你自己的WiFi密码
WebServer server(80); // 创建Web服务器对象，端口80
AHT20 aht20; // 创建AHT20传感器对象
// OLED 配置
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define OLED_RESET -1 // 共享 I2C 重置操作
#define I2C_ADDRESS 0x3C // 默认0x3C地址
// 创建一个显示对象
Adafruit_SH1106G display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
void setup() {
Serial.begin(9600);
// 初始化 OLED
if(!display.begin(I2C_ADDRESS, true)) { // 真正的分辨率是 128x64
Serial.println("SH1106初始化失败");
while(1); // 陷入困境且无法继续前进
}
// 清空屏幕并设置文本属性
display.clearDisplay();
display.setTextSize(1); // 文本尺寸
display.setTextColor(SH110X_WHITE); // 单色显示
display.setCursor(0, 0); // 设定起始位置
Wire.begin(); // 初始化I2C总线
// 检查AHT20是否连接正常
if (aht20.begin() == false) {
Serial.println("AHT20未检测到,请检查接线.");
while (1);
}
Serial.println("AHT20已确认");
// 连接WiFi
WiFi.begin(ssid, password);
Serial.print("正在连接WiFi...");
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("已连接Wi-Fi.");
Serial.print("IP: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
display.print("IP: ");
display.println(WiFi.localIP());
display.display();
// 设置服务器
server.on("/", handleRoot); // 根路径
server.on("/data", handleData); // 数据API路径
// 启动服务器
server.begin();
Serial.println("HTTP服务器已启动.");
}
void loop() {
server.handleClient(); // 处理客户端请求
}
// 处理根路径请求（中文界面）
void handleRoot() {
String html = R"=====(
AHT20 温湿度测量
AHT20 温湿度测量
最后更新: --
)=====";
server.send(200, "text/html", html);
}
// 处理数据API请求（保持JSON格式不变）
void handleData() {
// 获取温湿度数据
float temperature = aht20.getTemperature();
float humidity = aht20.getHumidity();
// 创建JSON响应
String json = "{";
json += "\"temperature\":" + String(temperature) + ",";
json += "\"humidity\":" + String(humidity);
json += "}";
server.send(200, "application/json", json);
}
```
#### 18.4 代码说明
**注意：此课程涉及HTML、CSS、JS等课外知识， 只做简单介绍。**
**1. 硬件初始化**
```c++
Wire.begin(); // 初始化I2C总线
// 检查AHT20是否连接正常
if (aht20.begin() == false) {
Serial.println("AHT20未检测到,请检查接线.");
while (1);
}
Serial.println("AHT20已确认");
```
- 通过I2C协议与传感器通信。若传感器未连接，程序会卡死在检测循环中。
**2. 网络服务部分**
**WiFi连接**
```c++
WiFi.begin(ssid, password);
Serial.print("正在连接WiFi...");
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("已连接Wi-Fi.");
Serial.print("IP: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
display.print("IP: ");
display.println(WiFi.localIP());
display.display();
```
- 连接成功后串口会打印ESP32的局域网IP地址，OLED显示ESP32的局域网IP地址。
**服务器初始化**
```c++
WebServer server(80); // 创建端口80的HTTP服务器
// 设置服务器
server.on("/", handleRoot); // 根路径
server.on("/data", handleData); // 数据API路径
// 启动服务器
server.begin();
Serial.println("HTTP服务器已启动.");
```
- `/` ：返回可视化网页HTML
- `/data` ：返回JSON格式的传感器数据
**3. 数据处理**
```c++
float temperature = aht20.getTemperature();
float humidity = aht20.getHumidity();
String json = "{\"temperature\":" + String(temperature) + "...";
```
- 从传感器直接获取浮点型数据
- 手动拼接JSON字符串
**4. 动态更新**
```javascript
function refreshData() {
fetch('/data')
.then(response => response.json())
.then(data => {
document.getElementById('temp-value').textContent = data.temperature.toFixed(1);
document.getElementById('humi-value').textContent = data.humidity.toFixed(1);
const now = new Date();
document.getElementById('last-updated').textContent = `最后更新: ${now.toLocaleTimeString()}`;
})
.catch(error => console.error('获取数据失败:', error));
}
// 页面加载时获取数据
window.onload = refreshData;
// 每5秒自动刷新数据
setInterval(refreshData, 5000);
```
- 通过 JavaScript 的 Fetch API 实现无刷新数据更新
- toFixed(1)保留1位小数
- 自动更新时间
#### 18.5 实验结果
1. 外接电源，选择好正确的开发板板型（ESP32 Dev Module）和 适当的串口端口（COMxx），然后单击按钮上传代码。代码上传成功后，设置波特率为 `9600`，可以看到打印的IPIP地址 (如果看不到，可以按下复位按键重新连接一次)：
OLED显示屏上同步打印IP地址：
2. 在手机/电脑的浏览器中输入IP地址即可访问温湿度监测页面。
⚠️ 注意：确保手机/电脑与ESP32连接到同一个 WiFi 。
- 自动更新：页面打开时立即获取数据，页面自动刷新每5秒更新数据。
- 手动更新：点击刷新按钮立即更新，操作后立即显示新数据。
#### 18.6 常见问题解决
1. 若串口监视器无任何信息打印，请按下ESP32主板的复位键：
2. 若ESP32 一直没有获取到 IP 地址，通常是因为 WiFi 连接失败，解决办法：
- 确保代码里的 WiFi 名称和 WiFi密码已经替换为您自己的 Wi-Fi名称 和 WiFi密码。
- 确保你的 WiFi 网络是 2.4GHz 的，ESP32不支持 5GHz WiFi。
3. 若输入IP地址无页面，解决办法：
- 确保IP地址输入正确。
- 检查手机/电脑是否与ESP32在同一网络。