Funpack第十二期 -- 基于WioTerminal的联网天气预报

内容介绍

简介

本项目的硬件平台是Seeed公司的WioTerminal，采用的软件开发平台是Arduino IDE，在官方通过的标准库的基础上，配合Arduino社区大量的第三方库，开发的难度得到的显著的降低。开发者不必要在具体的底层实现细节上耽误过多的时间，集中精力实现快速设计开发即可。

同时，Arduino IDE集成串口监视器和烧录功能于一体，给程序设计与开发节省了不少宝贵的时间。WioTerminal自带彩色LCD显示屏，只需调用官方对应的接口，就可以实现显示，这在我调试的过程中，通过将一些参数输出到显示屏，就可以快速判断程序有无异常。

更多这块板子库函数开发的相关细节，可以去官方文档仔细查阅（在左侧的目录里面可以切换各种你感兴趣的部分），上面还有关于各种模块和网络方面的丰富例程。虽然文档是英文的，还是推荐大家去阅读。

实现的功能

使用WioTerminal板载的WiFi模块，连接上指定的无线网，配合GET指令，以JSON格式获取我们想要的信息。为了提高这个系统的灵活性，先通过腾讯提供的IP地理位置查询的API，获取当前网络IP对应的地理位置（经纬度），在此基础上，通过天气网站API依次获取当前经纬度下的当日天气、未来三天天气和空气质量等信息。最后，将上述的数据解析完成后，将结果显示在LCD显示屏上。这里，我为了美观，额外添加了从SD卡读取素材图片并显示的操作。这里要注意，图片需要进行格式转换，才可以显示。

先来看一下程序的主体框架，首先是初始化部分：

void setup() {
    // put your setup code here, to run once:
    Data_Init();  //数据初始化
    TFT_Init();   //显示屏和显示相关外设（SD卡）的初始化
    WiFi_Init();  //WiFi的初始化
    
    strcpy(sysTime1,Get_Time());     //通过网络获取本地时间
    while(sysTime1[0]==' ')
    {
        strcpy(sysTime1,Get_Time()); 
        delay(500);
    }
    delay(500);
    strcpy(location,Get_Location()); //通过网络获取本地经纬度信息
    while(location[0]==' ')
    {
        strcpy(location,Get_Location()); 
        delay(500);
    }
    Update_Future(location);          //基于位置，更新未来三天的天气数据
    Update_Current_Temp(location);    //基于位置，更新现在的天气数据
    Update_Current_AQI(location);     //基于位置，更新现在的空气质量数据
    const char* sysTime = sysTime1;   //备份时间
}

上述的延时是必要的，我试过更短的延时，那样做会导致因为访问频率过高，而使得对方的服务器拒绝响应。接下来再看看程序的主体循环部分：

void loop() {
    // put your main code here, to run repeatedly:
    static int loop_daily = 0;
    static int future_flag = 1;
    delay(1000);
    strcpy(sysTime1,Get_Time());
    Update_Current_Temp(location);  //更新当地的温度
    delay(2000);
    Update_Current_AQI(location);   //更新当地的空气质量
    delay(2000);
    if(future_flag || loop_daily%7 == 0)
    {
        int flag = Update_Future(location);  //更新未来三天的空气质量
        if(flag == 1)
        {
            future_flag = 0;
        }
        loop_daily %= 7;
    }
    else
    {
        delay(2000);
    }
    
    loop_daily++;
    Update_Display((const char*)sysTime1, web_Signal);  //更新显示信息，其中web_Signal是信号
    delay(1000);
}

注意，该天气API对于访问的频率有严格的限制，如果相邻两次请求的间隔过短，会导致对面一直拒绝响应。因此，如果要仅仅只是测试JSON数据的解析，可以先用浏览器打开相应的API，复制其中的JSON数据，上传到自己的服务器或者网站上面，进行测试。这里我使用了我学校提供的个人主页服务，完成了测试。大家如果一直被拒绝访问，可以尝试一下我的这个网页，网址为：http://home.ustc.edu.cn/~tongkang/test.json。

功能演示

在开始演示前，需要在My_Web.h中完成对WiFi账号密码的配置，以便后续功能可以正常的执行。

const char* ssid = "1209";            //替换成你的WiFi名称
const char* password =  "ustc1209";   //替换成你的WiFi密码

1.WIFI连接与程序初始化时的界面

FoQGxTWvAP6IFFpV-lJSOQPahWlE

2.网络正常时所显示的界面（此时，注意右上角的是小绿点）

FtmjB2tmV1mJtv31XkWh9c3DNoX-

3.网络异常时所显示的界面（此时，注意右上角的是小红点）

Flek_hfu-pTJef7wNaJ3e1H24PeD

异常情况出现时，意味着本次显示的结果仍然是上一次网络正常时获取的值，只不过没有更新到最新。

心得体会

这次是我第三次参加硬禾学堂的活动了，很开心这次可以接触到这样一款带有彩色LCD显示屏且还有蓝牙和无线网络支持的板子。之前接触的板子主要集中在如STM32最小系统板或是Arduino这类相对基础的，一直对网络这块不太了解，这次我终于接触并实现了整个完整的网络应用流程。

非常感谢电子森林所提供的视频讲解，让我学会配置网络和解析数据，尽管目前对于HTML的学习还有待加强，但是我学会了通过网页API获取JSON格式的数据，并从中提取有效的信息。得益于Arduino IDE，我可以把主要的精力放在功能实现而非底层细节上，这是我之前用MDK开发所体验不到的乐趣。

最后，非常感谢电子森林和Digikey举办的此次活动，也很感谢交流群里的大佬和主办方的老师，帮助我们解决各种疑问。