Funpack第12期 - 基于 Wio Terminal 实现的网络天气预报助理

内容介绍

一、项目概述

本项目实现如下功能：

- 制作一个自动联网的天气预报仪，在设计界面显示温湿度、天气情况、空气质量以及未来三天内的天气变化。

- 同时显示一个电子时钟信息，方便查看时间。

实现该项目的使用的套件是 Seeed 推出的 Wio Terminal，Wio Terminal 使用功基于SAMD51的微控制器，使用Realtek RTL8720DN 提供的无线连接，同时支持蓝牙和WIFI，为物联网项目提供了平台。与Arduino 和 MicroPython 兼容。

该套件有大量丰富的模块，对于这个项目我们主要使用到的模块和对应实现的功能如下：

2.4英寸的 LCD 屏幕 --> 显示信息

RTL8720DN 模块 --> 连接网络，获取天气和时钟信息

五向按键 --> 切换显示界面

二、功能实现

首先我们将要获取的数据定义为一个结构体，方便在各个模块中调用，包括的数据如下：

struct futureWeatherDef{
 char date[11];
 char weather[12];
 char humidity[5];
 char lowTemperature[5];
 char highTemperature[5];
};

struct weatherDef{
 char nowWeather[10];    //当前天气
 char nowTemperature[5]; //当前温度
 char nowHumidity[5];    //当前湿度
 char airQuality[10];    //空气质量
 char PM2_5[5];          //PM2.5
 char aqi[5];            //aqi指数
 struct futureWeatherDef futureDays[3];//未来三天的天气
};

2.1、获取天气数据

本项目要获取的数据包括当前的天气情况、温度、湿度和空气质量，以及未来三天的天气情况。

这里选取的天气 API 接口是心知天气，其提供的试用版完全满足我们这个项目的要求。

其使用说明可以看官方手册：《心知天气 API 使用手册》

下面我们分别说明如何获取所要的当地的天气信息（本文以我所在的深圳为例）。

（值得注意的是，下文中的http请求所用到的秘钥（key=）要使用自己注册的心知天气提供的秘钥，不然会失败。）

2.1.1、获取当前天气

在浏览器可以使用 https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=STsH4Cit44tZIFsMn&location=shenzhen&language=zh-Hans&unit=c 来请求深圳现在的天气，结果如下，

由上可知获取当前的天气数据是成功的。

2.1.2、获取当前空气质量

在浏览器可以使用 https://api.seniverse.com/v3/air/now.json?key=STsH4Cit44tZIFsMn&location=shenzhen&language=zh-Hans&scope=city 来请求深圳现在的天气，结果如下，

由返回的 json 数据我们可以知道很多有用的天气数据，比如 aqi、pm2.5等数据。

2.1.3、获取未来三天的天气情况

在浏览器可以使用 https://api.seniverse.com/v3/weather/daily.json?key=STsH4Cit44tZIFsMn&location=shenzhen&language=zh-Hans&unit=c&start=1&days=3 来请求深圳现在的天气，结果如下，

我们可以得到未来三天的天气状态，包括天气情况、温度、湿度等比较重要的数据。

2.1.4、具体到 arduino 如何获取？

首先，我们需要让套件连接网络，按照这篇官方文档实现即可：https://wiki.seeedstudio.com/Wio-Terminal-Network-Overview/

接下来就是使用该套件 arduino 库调用，具体内容可以参考这篇文章：《获取并解析心知天气数据》，已经描述地很清楚了。

这篇文章提供了将返回数据转换成 json 格式的方法，至此，我们已经成功获取到了所要的天气数据。

2.2、获取时间信息

这里要使用到 RTC 结合网络获取当天具体的时间，官方提供的这篇文章已经解决所有问题了：https://wiki.seeedstudio.com/Wio-Terminal-RTC/ 。

2.3、五向按键的使用

还是献上官方文档：https://wiki.seeedstudio.com/Wio-Terminal-Switch/，我们目前只实现了两个界面的切换，只使用了左右两个按键，就是简单的来回切换

if (buttonState != WIO_BUTTON_NONE) //如果有按键按下
{
   if (buttonState == WIO_5S_LEFT_EVENT)//向左
  {
       menu_index -= 1;
       if (menu_index < 0) menu_index = 1; //界面1
  }
   else if (buttonState == WIO_5S_RIGHT_EVENT) //向右
  {
       menu_index += 1;
       if (menu_index > 1) menu_index = 0; //界面0
  }

   buttonState = WIO_BUTTON_NONE;//清除状态
}

2.4、显示界面设计

对于这块模块提供的2.4寸彩色屏幕，如果颜色不搞地丰富点，都对不起它？

如何使用这个套件的LCD屏幕？官网的资料就很丰富了，请看：https://wiki.seeedstudio.com/Wio-Terminal-LCD-Overview/，我就无需赘言了。

首先先设计一个背景图片，我用 PS 大概做了一下如下的图片，大小就是这块屏幕的大小(320X240)-，由于美工不行，做的有点丑，勿喷。