ESP32-IDF 05-2 WIFI-esp32获取温度和天气信息

Posted 2021-08-08 Ciaran-byte

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了ESP32-IDF 05-2 WIFI-esp32获取温度和天气信息相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

esp32获取温度和天气信息

文章目录

esp32获取温度和天气信息

1. 概述

我们使用esp32做物联网应用的时候，会有获取温度和天气信息的需求，这里就进行介绍。

获取天气和温度我们可以通过心知天气的API进行。

主要步骤为:

通过esp32的wifi库连接到互联网
通过esp32的http库，向心知天气的服务器发送请求获取天气和温度的数据，获取到的数据格式为json
对json格式的数据进行解析，然后就能获取需要的内容了

在这里插入图片描述

2. esp32连接互联网

esp32连接互联网的步骤大致可以分为：

配置wifi连接参数
注册wifi连接事件
完成wifi连接事件

具体代码在之前的文章中展示了

3. 通过http协议获取天气数据

我们使用esp32的http client库发送http协议

3.1 心知天气

心知天气是一家提供天气数据的公司，我们在使用它们的API，向其服务器发送http请求之前，需要先注册账号。

具有参数讲解，可以看官网
心知天气 API 使用手册（V3版）
/天气实况

3.2 原理讲解

关于http协议原理的讲解，这篇文章可以参考https://blog.csdn.net/ailunlee/article/details/90600174

http属于网络层的协议，具体的访问过程就是：

对目标主机的URL进行解析，通过DNS服务变成ip地址
基于ip地址和端口，目标主机与源主机建立TCP连接
通过TCP协议，利用套接字把http请求报文从源主机发送到目标主机
源主机根据http请求返回回应报文
连接关闭

对于esp32来说，就是esp32通过get方法，向URL为https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=your_api_key&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c的心知天气的服务器发送http请求，然后就会得到相应的天气数据。

esp32也是可以通过这种比较底层的方法，用套接字的方法访问心知天气的服务器获取数据的，但是不如http client的库简单，因为http client库隐藏了协议层的实现内容。如果想利用底层方法实现的话，可以参考

3.3 http client 库讲解

对于http client有两种工作方式,可以参考ESP HTTP Client

一种是通过事件的方法:

通过 esp_http_client_config_t 结构体定义http的参数
通过esp_http_client_init()进行初始化
注册http的相关事件
通过esp_http_client_perform()函数发起http请求
根据http的请求情况，会触发相应的事件，如果把接收数据写进去
esp_http_client_cleanup() 清除连接

基于这种方法做的可以参考
ESP32基础应用之httpt获取网络天气并使用cJSON解析数据,不过这种方法我没有实现成功

另外一种是通过流的方法

通过 esp_http_client_config_t 结构体定义http的参数
通过esp_http_client_init()进行初始化
通过 esp_http_client_set_method()设置发送get请求
通过esp_http_client_open()与目标主机建立连接，发送请求
通过esp_http_client_fetch_headers()获取目标主机的response报文的头信息，判断是否成功获取数据
通过esp_http_client_read_response()获取报文的返回数据内容

我是用第二种方法做的，参考的安信可ESP32-C3模块 ESP-C3-12F 实现 HTTP请求心知天气拿到天气预报，并显示在OLED

代码如下

//02-1 定义需要的变量
      char output_buffer[MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER] = {0};   //用于接收通过http协议返回的数据
    int content_length = 0;  //http协议头的长度
    

    //02-2 配置http结构体
   
   //定义http配置结构体，并且进行清零
    esp_http_client_config_t config ;
    memset(&config,0,sizeof(config));

    //向配置结构体内部写入url
    static const char *URL = "https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=your_api_key&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c";
    config.url = URL;

    //初始化结构体
    esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&config);	//初始化http连接

    //设置发送请求 
    esp_http_client_set_method(client, HTTP_METHOD_GET);

    //02-3 循环通讯

    while(1)
    {


    // 与目标主机创建连接，并且声明写入内容长度为0
    //因为如果是post请求，会在报文的头部后面跟着要向服务器发送的数据
    //而对于get方法，发送的内容都在URL里面，都在报文头部，不需要定义后面的部分，因此写入长度就是0
    esp_err_t err = esp_http_client_open(client, 0);

    //如果连接失败
    if (err != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to open HTTP connection: %s", esp_err_to_name(err));
    } 
    //如果连接成功
    else {

        //读取目标主机的返回内容的协议头
        content_length = esp_http_client_fetch_headers(client);

        //如果协议头长度小于0，说明没有成功读取到
        if (content_length < 0) {
            ESP_LOGE(TAG, "HTTP client fetch headers failed");
        } 

        //如果成功读取到了协议头
        else {

            //读取目标主机通过http的响应内容
            int data_read = esp_http_client_read_response(client, output_buffer, MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER);
            if (data_read >= 0) {

                //打印响应内容，包括响应状态，响应体长度及其内容
                ESP_LOGI(TAG, "HTTP GET Status = %d, content_length = %d",
                esp_http_client_get_status_code(client),				//获取响应状态信息
                esp_http_client_get_content_length(client));			//获取响应信息长度
                printf("data:%s\\n", output_buffer);
			
            } 
            //如果不成功
            else {
                ESP_LOGE(TAG, "Failed to read response");
            }
        }
    }

    //关闭连接
    esp_http_client_close(client);

    //延时，因为心知天气免费版本每分钟只能获取20次数据
    vTaskDelay(3000/portTICK_PERIOD_MS);

    }

4. 解析json数据

json是一种特殊的数据结构，esp32中有一个内置的库，叫做cjson，用来处理json格式的数据，并且获取内容。对于cjson库的介绍可以看这篇文章cJSON使用详细教程 | 一个轻量级C语言JSON解析器

总体来说，步骤就是

对字符串数据进行协议，变成cjson


    cJSON* root = NULL;
    root = cJSON_Parse(output_buffer);

对json格式进行层层解析

心知天气返回的数据内容是

在这里插入图片描述

这里大概说一下，json数据格式包括数组和对象两种嵌套方式，数组就是中括号的嵌套，对象就是花括号的嵌套，解析的时候是两种不同的函数

解析的步骤为

从第一层对象解析出键为results的对象
对results对象进行继续解析，获取序号为0的数组
该序号为0的数据包含了键为location和now的两个对象
继续从两个对象中解析得到数据

                 cJSON* root = NULL;
                root = cJSON_Parse(output_buffer);

                cJSON* cjson_item =cJSON_GetObjectItem(root,"results");
                cJSON* cjson_results =  cJSON_GetArrayItem(cjson_item,0);
                cJSON* cjson_now = cJSON_GetObjectItem(cjson_results,"now");
                cJSON* cjson_temperature = cJSON_GetObjectItem(cjson_now,"temperature");
            
                printf("%d\\n",cjson_temperature->type);
                printf("%s\\n",cjson_temperature->valuestring);

5. 注意事项

写这组程序的时候遇到了一个问题，连接wifi的函数不能与http请求的函数写在一个进程中，具体原因不清楚

6. 代码展示


#include "bsp_wifi_station.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_http_client.h"
#include "cJSON.h"

/**
 *  @brief 该代码要实现连接wifi，并且从心知天气获取天气和温度的代码
 * 
 **/

#define MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER 2048





static void http_test_task(void *pvParameters)
{

//02-1 定义需要的变量
      char output_buffer[MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER] = {0};   //用于接收通过http协议返回的数据
    int content_length = 0;  //http协议头的长度
    

    //02-2 配置http结构体
   
   //定义http配置结构体，并且进行清零
    esp_http_client_config_t config ;
    memset(&config,0,sizeof(config));

    //向配置结构体内部写入url
    static const char *URL = "https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=your_api_key&location=beijing&language=zh-Hans&unit=c";
    config.url = URL;

    //初始化结构体
    esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&config);	//初始化http连接

    //设置发送请求 
    esp_http_client_set_method(client, HTTP_METHOD_GET);

    //02-3 循环通讯

    while(1)
    {


    // 与目标主机创建连接，并且声明写入内容长度为0
    esp_err_t err = esp_http_client_open(client, 0);

    //如果连接失败
    if (err != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "Failed to open HTTP connection: %s", esp_err_to_name(err));
    } 
    //如果连接成功
    else {

        //读取目标主机的返回内容的协议头
        content_length = esp_http_client_fetch_headers(client);

        //如果协议头长度小于0，说明没有成功读取到
        if (content_length < 0) {
            ESP_LOGE(TAG, "HTTP client fetch headers failed");
        } 

        //如果成功读取到了协议头
        else {

            //读取目标主机通过http的响应内容
            int data_read = esp_http_client_read_response(client, output_buffer, MAX_HTTP_OUTPUT_BUFFER);
            if (data_read >= 0) {

                //打印响应内容，包括响应状态，响应体长度及其内容
                ESP_LOGI(TAG, "HTTP GET Status = %d, content_length = %d",
                esp_http_client_get_status_code(client),				//获取响应状态信息
                esp_http_client_get_content_length(client));			//获取响应信息长度
                printf("data:%s\\n", output_buffer);
				//对接收到的数据作相应的处理
                cJSON* root = NULL;
                root = cJSON_Parse(output_buffer);

                cJSON* cjson_item =cJSON_GetObjectItem(root,"results");
                cJSON* cjson_results =  cJSON_GetArrayItem(cjson_item,0);
                cJSON* cjson_now = cJSON_GetObjectItem(cjson_results,"now");
                cJSON* cjson_temperature = cJSON_GetObjectItem(cjson_now,"temperature");
            
                printf("%d\\n",cjson_temperature->type);
                printf("%s\\n",cjson_temperature->valuestring);
             

              
               
                


            } 
            //如果不成功
            else {
                ESP_LOGE(TAG, "Failed to read response");
            }
        }
    }

    //关闭连接
    esp_http_client_close(client);

    //延时，因为心知天气免费版本每分钟只能获取20次数据
    vTaskDelay(3000/portTICK_PERIOD_MS);

    }
	


}

extern "C" void app_main(void)
{
 
 //01 联网
   bsp_wifi_init_sta();

   //02 创建进程，用于处理http通讯
   xTaskCreate(&http_test_task, "http_test_task", 8192, NULL, 5, NULL);
}

以上是关于ESP32-IDF 05-2 WIFI-esp32获取温度和天气信息的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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