IoT-For-Beginners 实战：在 Wio Terminal 上使用 DHT11 传感器测量温度（Grove 温湿度传感器接入指南）

IoT-For-Beginners 实战：在 Wio Terminal 上使用 DHT11 传感器测量温度（Grove 温湿度传感器接入指南）

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导读

本篇技术指南源自开源课程 IoT-For-Beginners 的「用 IoT 预测植物生长」一课，讲解如何在 Seeed Wio Terminal 上接入 Grove DHT11 温湿度传感器并读取环境温度。你将完成硬件接线、PlatformIO 工程配置、DHT 库引入与串口读数，最终在串口监视器中持续输出摄氏温度——这是后续基于生长度日（Growing Degree Days, GDD）计算作物成熟度的第一步数据采集环节。

课程背景：为什么要测温度

在 2-farm 项目第 1 课 中，核心业务是"用 IoT 预测植物生长"。植物除了需要水、二氧化碳、光照和养分外，还需要热量才能生长。通过测量空气温度并计算 GDD（当日平均气温减去植物基准温度的累积值），农民可以预判作物何时接近成熟，从而减少人工巡查成本。

本课所处链路为：温度传感器采集 → 微控制器读取 → 串口输出。采集到可靠温度后，下一步才会上报 MQTT（参见 wio-terminal-temp-publish.md）并由服务端落盘 CSV 用于 GDD 计算。因此本文聚焦的 Wio Terminal 温度读取，是整个农业数字化方案中最底层的硬件采集环节。

硬件准备

DHT11 温湿度传感器

本课选用的传感器是DHT11 温湿度传感器（Grove 接口版本），它在同一个封装内集成了两个传感器：

• 温度传感组件：负温度系数（NTC）热敏电阻，其电阻值随温度升高而降低；
• 湿度传感组件：电容式湿度感应元件；
• 片上 ADC：DHT11 是数字传感器，内部集成模数转换器，将温度和湿度数据编码为数字信号，微控制器可直接读取，无需外接模拟采样电路。

补充：市场上常见的 DHT 系列还有 DHT22（AM2302），精度与量程优于 DHT11。本课使用的 Seeed Grove 温湿度传感器库同时支持多种 DHT 变体，代码中仅需改变构造函数第二个参数即可切换。

接线任务：连接温度传感器

连接步骤：

1. 将 Grove 4-pin 连接线的一端插入温湿度传感器插座——接口有防呆设计，只能以一个方向插入；
2. 在 Wio Terminal 断电状态下（从电脑或其它电源断开），将连接线另一端插入 Wio Terminal 的右侧 Grove 端口（正对屏幕时，离电源键最远的那个端口）。

为什么是右侧端口？右侧 Grove 端口在 Seeed Wio Terminal 的 Arduino 引脚映射中对应数字引脚D0，这是 DHT 库实例化时使用的引脚号（下文会看到DHT dht(D0, DHT11);）。

编程实现：读取温度

创建工程与配置依赖

1. 使用 PlatformIO 新建 Wio Terminal 工程，命名为temperature-sensor，并在setup函数中预留串口配置代码。若需要复习工程创建步骤，可参考 1-getting-started 项目第 1 课 Wio Terminal 指南。

2. 在工程的platformio.ini中添加 Seeed Grove 温湿度传感器库依赖：

lib_deps = seeed-studio/Grove Temperature And Humidity Sensor @ 1.0.1

仓库内完整工程配置文件见 code-temperature/wio-terminal/temperature-sensor/platformio.ini，其环境声明如下：

[env:seeed_wio_terminal] platform = atmelsam board = seeed_wio_terminal framework = arduino lib_deps = seeed-studio/Grove Temperature And Humidity Sensor @ 1.0.1

关键点说明：

• platform = atmelsam：Wio Terminal 基于 Microchip ATSAMD51 系列（ARM Cortex-M4F），需使用 atmel SAM 平台；
• board = seeed_wio_terminal：PlatformIO 内置的板卡标识；
• framework = arduino：使用 Arduino 框架编写固件；
• lib_deps：PlatformIO 会自动从官方库注册表拉取Grove Temperature And Humidity Sensor @ 1.0.1（固定版本 1.0.1）。

添加库的通用流程可参考 1-getting-started 项目第 4 课的 MQTT 章节。

3. 在main.cpp顶部、已有的#include <Arduino.h>之后加入两个头文件：

#include <DHT.h> #include <SPI.h>

• DHT.h：DHT 传感器驱动库，封装了读取温湿度的核心逻辑；
• SPI.h：确保编译时链接传感器通信所需的 SPI 相关代码。

说明：Seeed 的这款 Grove 温湿度传感器基于 DHT 协议（单总线时序），SPI 头文件用于满足库内部的底层依赖，保证链接完整。

声明 DHT 实例

在setup函数之前声明传感器对象：

DHT dht(D0, DHT11);

• 第一个参数D0：传感器所连接的引脚，即 Wio Terminal 右侧 Grove 端口对应的数字引脚；
• 第二个参数DHT11：指定传感器型号。该库还支持 DHT22 等其它 DHT 变体，直接替换型号即可。

初始化串口与传感器

在setup函数中配置串口，等待串口就绪后调用dht.begin()启动传感器：

void setup() { Serial.begin(9600); while (!Serial) ; // Wait for Serial to be ready delay(1000); dht.begin(); }

• Serial.begin(9600)：以 9600 波特率初始化串口；
• while (!Serial) ;：阻塞等待 USB 串口枚举完成（Wio Terminal 经 USB 连接时很有必要）；
• delay(1000)：留出稳定时间；
• dht.begin()：必须在读取前调用，完成传感器初始化。

循环读取并打印温度

在loop函数中读取传感器数据并输出到串口：

void loop() { float temp_hum_val[2] = {0}; dht.readTempAndHumidity(temp_hum_val); Serial.print("Temperature: "); Serial.print(temp_hum_val[1]); Serial.println ("°C"); delay(10000); }

工作原理解析：

1. float temp_hum_val[2] = {0};声明一个包含 2 个元素的浮点数组；
2. dht.readTempAndHumidity(temp_hum_val);由库内部读取一次完整测量，并就地填充该数组：
   • temp_hum_val[0]为相对湿度（C++ 数组索引从 0 开始）；
   • temp_hum_val[1]为温度（单位摄氏度）；
3. 取出温度元素打印Temperature: 25.00°C；
4. delay(10000);每 10 秒采样一次——环境温度变化缓慢，无需更频繁读取，也避免对传感器造成过高的读取压力。

温度单位为摄氏度。如需换算华氏度：°F = (°C / 5) × 9 + 32，例如 20°C → (20/5)×9+32 = 68°F。

编译烧录与验证

1. 编译并烧录到 Wio Terminal（上传与构建流程可参考 第 1 课的 Hello World 应用指南）；
2. 使用 PlatformIO 的串口监视器查看输出，仓库中对应实跑输出如下：

> Executing task: platformio device monitor < --- Available filters and text transformations: colorize, debug, default, direct, hexlify, log2file, nocontrol, printable, send_on_enter, time --- More details at http://bit.ly/pio-monitor-filters --- Miniterm on /dev/cu.usbmodem1201 9600,8,N,1 --- --- Quit: Ctrl+C | Menu: Ctrl+T | Help: Ctrl+T followed by Ctrl+H --- Temperature: 25.00°C Temperature: 25.00°C Temperature: 25.00°C Temperature: 24.00°C

监视器每 10 秒刷新一条Temperature: xx.xx°C记录，说明 DHT11 已正常工作。若数值跳动，属于传感器正常精度波动（DHT11 温度精度典型值为 ±2°C）。

源码参考

完整可运行工程位于仓库 2-farm/lessons/1-predict-plant-growth/code-temperature/wio-terminal，核心实现见 main.cpp。它与上文代码一一对应：

#include <Arduino.h> #include <DHT.h> #include <SPI.h> #include "config.h" DHT dht(D0, DHT11); void setup() { Serial.begin(9600); while (!Serial) ; // Wait for Serial to be ready delay(1000); dht.begin(); } void loop() { float temp_hum_val[2] = {0}; dht.readTempAndHumidity(temp_hum_val); Serial.print("Temperature: "); Serial.print(temp_hum_val[1]); Serial.println ("°C"); delay(10000); }

下一步：温度数据如何走向 GDD

本课完成的温度读取仅是数据链路的起点。在 课程主文档 的后续任务中：

1. 发布温度：通过 MQTT 将{"temperature":25}形式的 JSON 遥测发布到公共 Mosquitto Broker（参见 wio-terminal-temp-publish.md），其中温度同样取自temp_hum_val[1]，并将采样间隔放宽到 10 分钟（delay(10 * 60 * 1000);）；
2. 服务端落盘：服务端订阅遥测主题，把date与temperature写入 CSV（见 code-server/temperature-sensor-server），并补充时间戳（ISO 8601 格式）；
3. GDD 计算：取当天最高与最低温，按简化公式GDD = (Tmax + Tmin) / 2 − Tbase计算当日生长度日，累加后即可判断作物是否接近成熟。

例如草莓基准温度为 10°C，某日最高 25°C、最低 12°C，则当日 GDD = (25+12)/2 − 10 = 8.5，而草莓结果约需累计 250 GDD。

总结

本文完整复现了 Wio Terminal 接入 Grove DHT11 的四个关键环节：硬件接线（右侧 D0 端口）、platformio.ini库依赖配置、DHT dht(D0, DHT11)实例化与初始化、以及readTempAndHumidity数组式读取温度。掌握这些步骤后，你便拥有了可靠的温度采集能力，可无缝衔接 MQTT 遥测发布与 GDD 计算，构建完整的"预测植物生长"IoT 应用。

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