基于arduino的气象站

bmp180的简介：

• 压力范围：300~1100hPa（海拔 9000 米~-500 米）

• 电源电压：1.8V~3.6V（VDDA）， 1.62V~3.6V（VDDD）

• 尺寸：3.6mmx3.8x0.93mm

• 低功耗：5μA，在标准模式

• 高精度：低功耗模式下，分辨率为 0.06hPa（0.5 米）

• 高线性模式下，分辨率为 0.03hPa（0.25 米）

• 含温度输出

• I2C 接口

• 温度补偿

• MSL 1 反应时间：7.5ms

• 待机电流：0.1μA

可以同时获得所处环境的温度和气压，甚至还可以通过气压、温度间接求出海拔，此换算过程较为复杂，可自行百度，在此给出数值较为粗糙的公式：（p₀指的是标准海平面大气压，并不是此时此地的海拔为0m的大气压，p₀=101.325kpa）

凭个人观点，相比于温湿度传感器dht11，实现的功能可能会更多一些，但不知道，两者哪个精度会高一点。dht11是数字信号输入，bmp系列是模拟信号输入，但是我发现利用公式测算的海拔高度altitude时钟为负值，不知道这是什么情况，暂时且用fabs函数套上，转换为绝对值。

年前tb了一个bmp180的传感器，想用arduino获得实现的可能。当然bmp085也可以，我才用的库就是bmp085的库，当时网络上找不到bmp180的库，甚至动用了某工具。还有，最近在国内似乎连不上arduino的库管理器，于是我从GitHub那获得了库文件，链接在此：https://github.com/drophair/BMP180-BMP085（这个库比较早，而且bmp085已经停产了，其中计算海拔的方法粗在错误）https://github.com/drophair/bmp180（这个是专门用于bmp180的，不妨两个都试一下，而且不用自己去推算海拔，有自己封装的函数，直接就可以用了）

注意，利用以上公式求的是绝对海拔，误差较大；相比之下，可以计算相对海拔，其计算原理下文详细介绍。

接线方式：
arduino        bmp180
----------------------
VIN            VCC
GND            GND
SCL            A5
SDA            A4

代码：

 1 #include <SFE_BMP180.h>
 2 #include <Wire.h>
 3 SFE_BMP180 pressure;
 4 double baseline; // baseline pressure
 5 
 6 void setup()
 7 {
 8   Serial.begin(9600);
 9   Serial.print("重启中");
10   Serial.print("，正在获取最新校准值");
11   if (pressure.begin())
12   {
13     int i;
14     for(i=0;i<3;i++){
15     Serial.print(".");
16     delay(1000);}
17     Serial.println();
18     Serial.println("BMP180传感器初始化成功");
19   }
20   else
21   {
22     Serial.println("BMP180传感器初始化失败  (请检查连接是否正确)

");
23     while(1); 
24   }
25   baseline = getPressure();
26   Serial.print("海平面气压: ");
27   Serial.print(baseline);
28   Serial.println(" 百帕");  
29 }
30 
31 void loop()
32 {
33   double a,P,T,status;
34   P = getPressure();
35   a = pressure.altitude(P,baseline);
36   Serial.print("实时气压: ");
37   Serial.print(P,2);
38   Serial.print(" 百帕, ");
39   Serial.print("相对高度: ");
40   if (a >= 0.0) Serial.print(" "); // add a space for positive numbers
41   Serial.print(a,2);
42   Serial.print(" 米, ");
43   status = pressure.startTemperature();
44   if(status!=0)
45   {
46     delay(status);
47     status = pressure.getTemperature(T);
48   
49   Serial.print("温度: ");
50   Serial.print(T,2);
51   Serial.println(" 摄氏度");
52   }
53   delay(1000);
54 }
55  
56 double getPressure()
57 {
58   char status;
59   double T,P,p0,a;
60   status = pressure.startTemperature();
61   if (status != 0)
62   {
63     delay(status);
64     status = pressure.getTemperature(T);
65     if (status != 0)
66     {
67       status = pressure.startPressure(3);
68       if (status != 0)
69       {
70          for a number of pressure measurements.)
71                status = pressure.getPressure(P,T);
72         if (status != 0)
73         {
74           return(P);
75         }
76         else Serial.println("error retrieving pressure measurement
");
77       }
78       else Serial.println("error starting pressure measurement
");
79     }
80     else Serial.println("error retrieving temperature measurement
");
81   }
82   else Serial.println("error starting temperature measurement
");
83 }

工作原理:

1、首先传感器会进行一次重启，之后才会正常工作；

2、内部先进行10次大气压的测量，然后计算平均值，作为基准压强（baseline）；

3、先测一次温度，然后再测大气压，若大气压的值较为稳定则利用内部的封装函数，直接求得（至于封装函数是怎么样的就不去深究了），若大气压不稳定就会一直等待稳定的时候，因此不管怎么设置delay，时间间隔都会有偏差；

4、输出打印。

总结：

代码在example中就有只是将多个示例结合为一个整体代码。

目前只在arduino上进行搭建，未来还会继续增加温湿度传感器dht11；由于对软串口、串口通讯等方面的不了解，无法在esp8266上实现一旦时机成熟最终会整体移植到esp8266、树莓派上。