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基于树莓派与DHT11的温湿度监测实验（使用wiringPi驱动）
引言
温湿度检测是物联网和嵌入式开发中常见的应用场景。本文将介绍如何利用树莓派（Raspberry Pi）和DHT11传感器搭建一个简单的温湿度监测系统，通过C语言和wiringPi库实现数据采集与处理。本实验成本低廉且代码开源，适合嵌入式开发初学者实践。
硬件准备
所需材料
- 树莓派（任意型号，需安装Raspbian系统）
- DHT11温湿度传感器模块
- 杜邦线若干
- 10kΩ电阻（部分模块已集成）
接线说明
- VCC → 3.3V（物理引脚1）
- DATA → GPIO0（wiringPi编号，对应物理引脚11）
- GND → GND（物理引脚9）
注意：DHT11为单总线协议，DATA引脚需上拉10kΩ电阻至VCC（已集成电阻的模块无需额外连接）
软件配置
安装wiringPi库
# 若未预装，可通过以下命令安装（注意：官方仓库已停止维护，建议从GitHub获取）
git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi
cd WiringPi
./build
验证安装
gpio -v
代码实现
核心代码（dht11.c）
//
//
//mydht11.c
//
#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>typedef unsigned char uint8;
typedef unsigned int uint16;
typedef unsigned long uint32;#define HIGH_TIME 32int pinNumber =1; //use gpio1 to read data
uint32 databuf;uint8 readSensorData(void)
{uint8 crc; uint8 i;pinMode(pinNumber,OUTPUT); // set mode to outputdigitalWrite(pinNumber, 0); // output a high level delay(25);digitalWrite(pinNumber, 1); // output a low level pinMode(pinNumber, INPUT); // set mode to inputpullUpDnControl(pinNumber,PUD_UP);delayMicroseconds(27);if(digitalRead(pinNumber)==0) //SENSOR ANS{while(!digitalRead(pinNumber)); //wait to highfor(i=0;i<32;i++){while(digitalRead(pinNumber)); //data clock startwhile(!digitalRead(pinNumber)); //data startdelayMicroseconds(HIGH_TIME);databuf*=2;if(digitalRead(pinNumber)==1) //1{databuf++;}}for(i=0;i<8;i++){while(digitalRead(pinNumber)); //data clock startwhile(!digitalRead(pinNumber)); //data startdelayMicroseconds(HIGH_TIME);crc*=2; if(digitalRead(pinNumber)==1) //1{crc++;}}return 1;}else{return 0;}
}int main (void)
{printf("Use GPIO1 to read data!\n");if (-1 == wiringPiSetup()) {printf("Setup wiringPi failed!");return 1;}pinMode(pinNumber, OUTPUT); // set mode to outputdigitalWrite(pinNumber, 1); // output a high level printf("Enter OS-------\n");while(1) {pinMode(pinNumber,OUTPUT); // set mode to outputdigitalWrite(pinNumber, 1); // output a high level delay(3000);if(readSensorData()){printf("Congratulations ! Sensor data read ok!\n");printf("RH:%d.%d\n",(databuf>>24)&0xff,(databuf>>16)&0xff); printf("TMP:%d.%d\n",(databuf>>8)&0xff,databuf&0xff);databuf=0;}else{printf("Sorry! Sensor dosent ans!\n");databuf=0;}}return 0;
}
//
编译与运行
gcc -o dht11 dht11.c -lwiringPi
sudo ./dht11
实验结果
正常运行时将输出：
湿度: 45.0 %
温度: 25.0 ℃
常见问题排查
-
返回-1或错误值：
- 检查接线是否松动
- 确保使用sudo权限运行
- 验证上拉电阻连接
-
精度问题：DHT11温度误差±2℃，湿度误差±5%
扩展应用
- 结合LCD模块显示实时数据
- 通过HTTP协议上传至物联网平台
- 设置温湿度报警阈值
结语
本实验演示了树莓派与DHT11传感器的典型应用。虽然DHT11精度有限，但其低成本易用性使其成为入门级项目的理想选择。后续可尝试升级到DHT22传感器或使用Python版本实现更复杂的功能。
参考资料：DHT11官方数据手册
希望这篇博客能帮助您快速上手温湿度监测项目！如有疑问欢迎在评论区留言讨论。