用BW21-CBV-Kit做一个蓝牙温湿度计

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本文介绍了安信可 BW21-CBV-Kit 开发板实现蓝牙温湿度计的DIY制作流程。

01简介

介绍了 DHT11 传感器（模块）以及该传感器与开发板的硬件连接。

DHT11

DHT11 温湿度传感器

图中引脚标识分别表示

外部电路原理图

这里采用 PCB 设计项目：DHT11 模块

https://oshwhub.com/jinleili/dht11-module

02硬件连接

这里将 DHT11 的 Data 引脚与开发板 Arduino Pin - 8 相连。

工程方案采用官方例程 DHT_over_BLEUart

默认串口发送数据的时间间隔为 5 秒，可调整更新时间。

03工程测试

这里介绍 Demo 测试流程及效果展示。

代码

#include "BLEDevice.h"
#include "DHT.h"
#define UART_SERVICE_UUID "6E400001-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E"
#define CHARACTERISTIC_UUID_RX "6E400002-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E"
#define CHARACTERISTIC_UUID_TX "6E400003-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E"
#define STRING_BUF_SIZE 100
// The digital pin we're connected to.
#define DHTPIN 8
// Uncomment whatever type you're using!
#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11
// #define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321
// #define DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
BLEService UartService(UART_SERVICE_UUID);
BLECharacteristic Rx(CHARACTERISTIC_UUID_RX);
BLECharacteristic Tx(CHARACTERISTIC_UUID_TX);
BLEAdvertData advdata;
BLEAdvertData scndata;
bool notify = false;
void writeCB(BLECharacteristic* chr, uint8_t connID)
{
printf("Characteristic %s write by connection %d :n", chr->getUUID().str(), connID);
if (chr->getDataLen() > 0) {
Serial.print("Received string: ");
Serial.print(chr->readString());
Serial.println();
}
}
void notifCB(BLECharacteristic* chr, uint8_t connID, uint16_t cccd)
{
if (cccd & GATT_CLIENT_CHAR_CONFIG_NOTIFY) {
printf("Notifications enabled on Characteristic %s for connection %d n", chr->getUUID().str(), connID);
notify = true;
} else {
printf("Notifications disabled on Characteristic %s for connection %d n", chr->getUUID().str(), connID);
notify = false;
}
}
void setup()
{
Serial.begin(115200);
advdata.addFlags();
advdata.addCompleteName("AMEBA_BLE_DEV");
scndata.addCompleteServices(BLEUUID(UART_SERVICE_UUID));
Rx.setWriteProperty(true);
Rx.setWritePermissions(GATT_PERM_WRITE);
Rx.setWriteCallback(writeCB);
Rx.setBufferLen(STRING_BUF_SIZE);
Tx.setReadProperty(true);
Tx.setReadPermissions(GATT_PERM_READ);
Tx.setNotifyProperty(true);
Tx.setCCCDCallback(notifCB);
Tx.setBufferLen(STRING_BUF_SIZE);
UartService.addCharacteristic(Rx);
UartService.addCharacteristic(Tx);
BLE.init();
BLE.configAdvert()->setAdvData(advdata);
BLE.configAdvert()->setScanRspData(scndata);
BLE.configServer(1);
BLE.addService(UartService);
BLE.beginPeripheral();
dht.begin();
}
void loop()
{
float h = dht.readHumidity();
float t = dht.readTemperature();
if (isnan(h) || isnan(t)) {
Serial.println("Failed to read from DHT sensor!");
return;
}
String msg = ("Humidity: " + String((int)h) + "%t" + "Temperature: " + String((int)t) + "°Cn");
Tx.writeString(msg);
if (BLE.connected(0) && notify) {
Tx.notify(0);
}
delay(2000);
}

细节请参考该代码的官方指导：BLE – DHT over BLE UART – Realtek IoT/Wi-Fi MCU Solutions

https://www.amebaiot.com/en/amebapro2-arduino-ble-dht/

上传

1.按住 BOOT（下载） 按钮的同时按一下 EN（复位）按钮，进入下载模式；

2.选择目标串口对应的端口号，点击 Download 按钮，待上传成功提示 Success，完成固件上传；

3.再次短按 EN 键复位，执行程序。

数据读取

1.手机端安装蓝牙调试应用，Realtek 官方推荐

Adafruit Bluefruit LE Connect 。

2.进入应用，扫描周围蓝牙设备，选择目标 AMEBA_BLE_DEV 设备 Connect，选择并进入 UART 选项。

3.此时接收到设备通过蓝牙串口发送的温湿度信息。

效果

注意到 UART 右上方的 MQTT 标识，点击进入并配置相关参数，即可实现远程数据监测。

04MQTT连接

介绍了蓝牙传输温湿度数据通过 MQTT 协议上传至 EMQX 平台的流程，以便实现远程数据监测及管理。

环境搭建

1.安装 Docker 容器

2.本地下载并部署 EMQX 平台

配置 EMQX
（1）浏览器打开网址 http://localhost:18083/ ，初始登录账户名 admin 密码 public ；
（2）依次打开 访问控制 - 客户端认证 - 创建 - Password-Based - 内置数据库 - （默认配置）- 创建 ；
（3）用户管理 - 新建用户 - 自定义用户名和密码（建议 admin）.
连接 EMQX 与 HA （1）命令行或 PowerShell 输入 ipconfig 获取本地计算机 IPv4 地址，如 42.34.25.153
（2）配置 Home Assistant ，依次点击设置 - 设备与服务 - 添加集成 - 搜索 MQTT - 填写代理信息。
代理栏输入计算机 IP 地址，端口 1883，用户名和密码为 EMQX 中创建的用户信息。
（3）点击 提交 后显示 成功创建 MQTT ，此时 集成 选项下出现 MQTT 条目，EMQX 网页 集群 的 总连接数 和 在线连接数 由 0 变为 1，表明 MQTT 设备已连接。

3.部署 HomeAssistant 智能家居平台

(1)下载部署文件 github 并解压得到 docker-compose.yml 保存至上述 homeassistant 文件夹；
(2)Windows 打开 命令提示符 或 Windows PowerShell，输入如下代码实现自动下载镜像
cd C:homeassistant
docker-compose.yml
docker-compose up
即可在 Docker 容器中创建 Home Assistant 镜像；
(3)浏览器输入网址 **http://localhost:8123/ 进入Home Assistant 主界面，创建智能家居账号。

4.安装部署完成后，可运行 EMQX 和 HA 平台，点击 Port 链接，进入后台并进行相关配置。

05客户端配置

打开 Bluefruit BLE Connect 应用，扫描并连接目标蓝牙设备，进入 UART - MQTT，设置参数如下

其中 Address 填写本地计算机 IP 地址，Publish 填写自定义监听主题，Usema 和 Pass 分别填写 EMQX 平台创建的用户名和密码，点击上方的 Connect 即可。

效果

这里使用 MQTTX 软件测试传输。

新建连接，配置名称和 ip 地址，新建主题（与手机应用设置的主题一致），启动。

MQTTX 软件测试数据传输效果

06总结

本文介绍了 Ai-Thinker BW21-CBV-Kit 开发套件结合 DHT11 温湿度传感器，实现蓝牙温湿度计的 DIY 项目设计流程，包括工程代码编译、上传、蓝牙设备调试，并在此基础上拓展实现基于 MQTT 协议的远程数据接收，还可在此基础上实现 HomeAssistant 平台的数据监控，为相关领域在传感器的智能化应用方面提供了参考。

审核编辑 黄宇