MicroPython开发实例之自制小型家庭气象站

众所周知，iPhone6/6Plus内置气压传感器，不过大家对于气压传感器还是很陌生。跟字面的意思一样，气压传感器就是用来测量气压的，但测量气压对于普通的手机用户来说又有什么作用呢?

海拔高度测量

对于喜欢登山的人来说，会非常关心自己所处的高度。海拔高度的测量方法，一般常用的有2种方式，一是通过GPS全球定位系统，二是通过测出大气压，然后根据气压值计算出海拔高度。由于受到技术和其它方面原因的限制，GPS计算海拔高度一般误差都会有十米左右，而如果在树林里或者是在悬崖下面时，有时候甚至接收不到GPS卫星信号。而气压的方式可选择的范围会广些，而且可以把成本控制的比较低。在手机原有GPS的基础上再增加气压传感器的功能，可让三维定位更加精准。

最近发现一块好玩的开发板——TPYBoardv702，这个板子可以定位、发短信、打电话，并且板载温湿度传感器、光敏传感器以及蜂鸣器，可以DIY很多有趣的东西，下面我们可以用这个板子加一个气压传感器来做一个小型气象站，来张实物图：

TPYBoardv702

定位功能我就不多说了，如果需要的话可以私聊。

那么我们利用这块板子跟BMP180气压传感器来做一个小型家庭气象站，来检测当地温度以及当地气压与海拔，如果想做更好玩的东西，可以接其他传感器或者加个继电器来控制其他设备。

BMP180是一直常见的气压传感器，BMP180是一款高精度、小体积、超低能耗的压力传感器，可以应用在移动设备中,它的性能卓越，精度最低可以达到0.03hPa，并且耗电极低，只有3μA；BMP180采用强大的8-pin陶瓷无引线芯片承载（LCC）超薄封装，可以通过I2C总线直接与各种微处理器相连。

硬件接线图

效果展示图

连接完毕后，将font.py，upcd8544.py与bmp180的库导入，就可以通过以下方法分别读取温度、气压、海拔高度了。

源代码

oot.py,upcd8544.py库的下载地址

http://www.tpyboard.com/support/studyexample14/206.html

导入需要的类库，编辑好main.py，直接运行就ok了，下面是main.py的程序源码

# main.py -- put your code here!

import pyb

import upcd8544

from machine import SPI,Pin

from ubinascii import hexlify

from ubinascii import *

from bmp180 import BMP180

bmp=BMP180(2)

SPI = pyb.SPI(1) #DIN=>X8-MOSI/CLK=>X6-SCK

#DIN =>SPI(1).MOSI 'X8' data flow (Master out, Slave in)

#CLK =>SPI(1).SCK  'X6' SPI clock

RST    = pyb.Pin('X20')

CE     = pyb.Pin('X19')

DC     = pyb.Pin('X18')

LIGHT  = pyb.Pin('X17')

lcd_5110 = upcd8544.PCD8544(SPI, RST, CE, DC, LIGHT)

while True:

       tem=bmp.getTemp()

       press=bmp.getPress()

       altitude=bmp.getAltitude()

       lcd_5110.lcd_write_string('Tem:',0,0)

       lcd_5110.lcd_write_string(str(tem),0,1)

       lcd_5110.lcd_write_string('C',65,1)

       lcd_5110.lcd_write_string('Press:',0,2)

       lcd_5110.lcd_write_string(str(press),0,3)

       lcd_5110.lcd_write_string('Pa',65,3)      

       lcd_5110.lcd_write_string('Hight:',0,4)

       lcd_5110.lcd_write_string(str(altitude),0,5)

       lcd_5110.lcd_write_string('M',65,5)

bmp180.py库的源码

import pyb

from pyb import I2C

BMP180_I2C_ADDR = const(0x77)

class BMP180():

def __init__(self, i2c_num):

self.i2c = I2C(i2c_num, I2C.MASTER, baudrate = 100000)

self.AC1 = self.short(self.get2Reg(0xAA))

self.AC2 = self.short(self.get2Reg(0xAC))

self.AC3 = self.short(self.get2Reg(0xAE))

self.AC4 = self.get2Reg(0xB0)

self.AC5 = self.get2Reg(0xB2)

self.AC6 = self.get2Reg(0xB4)

self.B1 = self.short(self.get2Reg(0xB6))

self.B2 = self.short(self.get2Reg(0xB8))

self.MB = self.short(self.get2Reg(0xBA))

self.MC = self.short(self.get2Reg(0xBC))

self.MD = self.short(self.get2Reg(0xBE))

self.UT = 0

self.UP = 0

self.B3 = 0

self.B4 = 0

self.B5 = 0

self.B6 = 0

self.B7 = 0

self.X1 = 0

self.X2 = 0

self.X3 = 0

def short(self, dat):

if dat > 32767:

return dat - 65536

else:

return dat

def setReg(self, dat, reg):

buf = bytearray(2)

buf[0] = reg

buf[1] = dat

self.i2c.send(buf, BMP180_I2C_ADDR)

def getReg(self, reg):

buf = bytearray(1)

buf[0] = reg

self.i2c.send(buf, BMP180_I2C_ADDR)

t = self.i2c.recv(1, BMP180_I2C_ADDR)

return t[0]

def get2Reg(self, reg):

a = self.getReg(reg)

b = self.getReg(reg + 1)

return a*256 + b

def measure(self):

self.setReg(0x2E, 0xF4)

pyb.delay(5)

self.UT = self.get2Reg(0xF6)

self.setReg(0x34, 0xF4)

pyb.delay(5)

self.UP = self.get2Reg(0xF6)

def getTemp(self):

self.measure()

self.X1 = (self.UT - self.AC6) * self.AC5/(1<<15)

self.X2 = self.MC * (1<<11) / (self.X1 + self.MD)

self.B5 = self.X1 + self.X2

return (self.B5 + 8)/160

def getPress(self):

self.getTemp()

self.B6 = self.B5 - 4000

self.X1 = (self.B2 * (self.B6*self.B6/(1<<12))) / (1<<11)

self.X2 = (self.AC2 * self.B6)/(1<<11)

self.X3 = self.X1 + self.X2

self.B3 = ((self.AC1*4+self.X3) + 2)/4

self.X1 = self.AC3 * self.B6 / (1<<13)

self.X2 = (self.B1 * (self.B6*self.B6/(1<<12))) / (1<<16)

self.X3 = (self.X1 + self.X2 + 2)/4

self.B4 = self.AC4 * (self.X3 + 32768)/(1<<15)

self.B7 = (self.UP-self.B3) * 50000

if self.B7 < 0x80000000:

p = (self.B7*2)/self.B4

else:

p = (self.B7/self.B4) * 2

self.X1 = (p/(1<<8))*(p/(1<<8))

self.X1 = (self.X1 * 3038)/(1<<16)

self.X2 = (-7357*p)/(1<<16)

p = p + (self.X1 + self.X2 + 3791)/16

return p

def getAltitude(self):

p = self.getPress()

return (44330*(1-(p/101325)**(1/5.255)))

def get(self):

t = []

t.append(self.getPress())

t.append(self.getAltitude())

t.append(self.getTemp())

return t