DHT11温湿度传感器（配合树莓派使用）

DHT11温湿度传感器（配合树莓派使用）

传感器基本介绍以及参数

基本介绍以及接口

DHT11是一种数字温湿度传感器，可以测量周围环境的温度和相对湿度。该传感器使用单个数字信号线与微控制器通信，具有较高的可靠性和稳定性。它适用于许多应用领域，如气象观测、室内环境监测、工业控制等。

DHT11传感器使用的基本原理是通过感应元件测量周围环境的温度和湿度，并将这些值转换成数字信号。该传感器包括一个感应元件和一个数字信号处理芯片，具有较高的抗干扰性和稳定性。在测量时，传感器通过单个数字信号线向微控制器发送数据，包括温度和湿度值，以及校验和等信息。

DHT11传感器的优点是价格低廉，使用方便，同时具有较高的精度和稳定性。

需要注意的是，上图所购买的DHT11传感器是自带电阻的，如果买的是没有电阻的传感器（如下图所示），就需要在DHT11传感器的信号线（DATA）上，需要加入一个4.7K ~ 10K欧姆的上拉电阻。这个电阻的作用是将传感器的信号线拉高，以确保在没有数据传输时，信号线的电平为高电平。如果不加上拉电阻，传感器的信号线可能会漂移，导致数据传输错误。（注：3号NC引脚悬空即可，什么都不接）

工作过程（大概理解即可，后面配合程序可以更好理解）

DHT11传感器的工作过程可以分为三个阶段：启动、数据传输和结束。

启动阶段

当微控制器需要获取DHT11传感器的温湿度数据时，它会向传感器发送一个启动信号。启动信号包括一个低电平信号，持续时间至少18毫秒，然后再发送一个高电平信号，持续时间为20至40微秒。这个过程称为启动阶段，目的是唤醒传感器，并准备开始数据传输。

数据传输阶段

在启动阶段结束后，DHT11传感器会向微控制器发送40位的数据，其中包括16位的湿度数据、16位的温度数据和8位的校验和。每一位数据都是通过连续的50微秒的高电平或低电平来表示的。

具体地说，湿度和温度数据的高位先传输，低位后传输，每一位数据的高电平时间表示"1"，低电平时间表示"0"，数据总共需要传输40位。

传输数据过程中，如果传输的数据出现错误，传感器会重新发送数据，直到正确接收为止。在传输完成后，微控制器会对数据进行校验和验证，确保数据的准确性。

结束阶段

当数据传输完成后，传感器会将信号线拉高，以结束本次数据传输。此时，微控制器可以继续发送启动信号，以获取传感器的下一次温湿度数据。

总体来说，DHT11传感器通过感应元件和数字信号处理芯片测量温湿度，然后将数据转换成数字信号传输给微控制器。它的工作过程比较简单，但需要注意一些细节，如启动信号的发送、数据传输的顺序和校验和的验证等。

一张图概括：

树莓派上使用Python编程读取传感器数据

DHT11和树莓派的连接

关于树莓派的基本介绍和环境搭建，可以看上一篇： /HeX_Maker/article/details/130050637

树莓派上的各个引脚和接口非常简单，看下面两张图就够了：

我在树莓派上同时连接了三个DHT11传感器，分别用的17 22 27三个GPIO口

Python编程

代码

树莓派中的Python代码如下：

import RPi.GPIO as GPIOimport timeimport serialser = serial.Serial("/dev/ttyAMA0",9600)def delayMicrosecond(t): start,end=0,0 start=time.time()t=(t-3)/1000000while end-start<t: end=time.time()tmp0=[]# Used to store the read datatmp1=[]tmp2=[]data0 = 17 # DHT11 BCMdata1 = 27data2 = 22a,b=0,0def DHT11_0():GPIO.setup(data0, GPIO.OUT) # GPIO OUTPUTGPIO.output(data0,GPIO.HIGH) delayMicrosecond(10*1000) # delay 10msGPIO.output(data0,GPIO.LOW) delayMicrosecond(25*1000) # delay 25ms GPIO.output(data0,GPIO.HIGH) GPIO.setup(data0, GPIO.IN) # GPIO INPUTa=time.time() # Recording cycle start timewhile GPIO.input(data0): b=time.time() # time the record ended if (b-a)>0.1: #Determine whether the cycle time exceeds 0.1 seconds to avoid the program from entering an infinite loop and getting stuck break a=time.time()while GPIO.input(data0)==0: b=time.time()if (b-a)>0.1:breaka=time.time()while GPIO.input(data0): b=time.time()if (b-a)>=0.1:break for i in range(40): a=time.time()while GPIO.input(data0)==0: b=time.time()if (b-a)>0.1:breakdelayMicrosecond(28) # delay 28 microsecondsif GPIO.input(data0): # After more than 28 microseconds, it is judged whether it is still at a high leveltmp0.append(1) # Record the received bit as 1a=time.time()while GPIO.input(data0): # Loop until the input is lowb=time.time()if (b-a)>0.1:breakelse:tmp0.append(0) # Record the received bit as 0def DHT11_1():GPIO.setup(data1, GPIO.OUT) GPIO.output(data1,GPIO.HIGH) delayMicrosecond(10*1000) GPIO.output(data1,GPIO.LOW) delayMicrosecond(25*1000) GPIO.output(data1,GPIO.HIGH) GPIO.setup(data1, GPIO.IN) a=time.time() while GPIO.input(data1):b=time.time() if (b-a)>0.1: break a=time.time()while GPIO.input(data1)==0: b=time.time()if (b-a)>0.1:breaka=time.time()while GPIO.input(data1): b=time.time()if (b-a)>=0.1:break for i in range(40): a=time.time()while GPIO.input(data1)==0: b=time.time()if (b-a)>0.1:breakdelayMicrosecond(28) if GPIO.input(data1): tmp1.append(1) a=time.time()while GPIO.input(data1): b=time.time()if (b-a)>0.1:breakelse:tmp1.append(0)def DHT11_2():GPIO.setup(data2, GPIO.OUT) GPIO.output(data2,GPIO.HIGH) delayMicrosecond(10*1000) GPIO.output(data2,GPIO.LOW) delayMicrosecond(25*1000) GPIO.output(data2,GPIO.HIGH) GPIO.setup(data2, GPIO.IN) a=time.time()while GPIO.input(data2): b=time.time() if (b-a)>0.1: breaka=time.time()while GPIO.input(data2)==0: b=time.time()if (b-a)>0.1:breaka=time.time()while GPIO.input(data2): b=time.time()if (b-a)>=0.1:break for i in range(40): a=time.time()while GPIO.input(data2)==0: b=time.time()if (b-a)>0.1:breakdelayMicrosecond(28) if GPIO.input(data2): tmp2.append(1) a=time.time()while GPIO.input(data2): b=time.time()if (b-a)>0.1:breakelse:tmp2.append(0) while True:GPIO.setmode(GPIO.BCM)GPIO.setwarnings(False)del tmp0[0:] #delete listdel tmp1[0:] del tmp2[0:] time.sleep(1)# Delay 1 secondDHT11_0()DHT11_1()DHT11_2()humidity0_bit=tmp0[0:8] # Delimited list, bits 0 to 7 are humidity integer datahumidity0_point_bit=tmp0[8:16]# Humidity Decimalstemperature0_bit=tmp0[16:24] # Integer temperaturetemperature0_point_bit=tmp0[24:32] # temperature decimalcheck0_bit=tmp0[32:40] # check datahumidity1_bit=tmp1[0:8] humidity1_point_bit=tmp1[8:16]temperature1_bit=tmp1[16:24] temperature1_point_bit=tmp1[24:32] check1_bit=tmp1[32:40] humidity2_bit=tmp2[0:8] humidity2_point_bit=tmp2[8:16]temperature2_bit=tmp2[16:24] temperature2_point_bit=tmp2[24:32] check2_bit=tmp2[32:40] humidity0_int=0humidity0_point=0temperature0_int=0temperature0_point=0humidity1_int=0humidity1_point=0temperature1_int=0temperature1_point=0humidity2_int=0humidity2_point=0temperature2_int=0temperature2_point=0check0=0check1=0check2=0for i in range(8):# convert binary to decimalhumidity0_int+=humidity0_bit[i]*2**(7-i)humidity1_int+=humidity1_bit[i]*2**(7-i)humidity2_int+=humidity2_bit[i]*2**(7-i)humidity0_point+=humidity0_point_bit[i]*2**(7-i)humidity1_point+=humidity1_point_bit[i]*2**(7-i)humidity2_point+=humidity2_point_bit[i]*2**(7-i)temperature0_int+=temperature0_bit[i]*2**(7-i)temperature1_int+=temperature1_bit[i]*2**(7-i)temperature2_int+=temperature2_bit[i]*2**(7-i)temperature0_point+=temperature0_point_bit[i]*2**(7-i)temperature1_point+=temperature1_point_bit[i]*2**(7-i)temperature2_point+=temperature2_point_bit[i]*2**(7-i)check0+=check0_bit[i]*2**(7-i)check1+=check1_bit[i]*2**(7-i)check2+=check2_bit[i]*2**(7-i)humidity0=humidity0_int+humidity0_point/10temperature0=temperature0_int+temperature0_point/10humidity1=humidity1_int+humidity1_point/10temperature1=temperature1_int+temperature1_point/10humidity2=humidity2_int+humidity2_point/10temperature2=temperature2_int+temperature2_point/10 check0_tmp0=humidity0_int+humidity0_point+temperature0_int+temperature0_pointcheck1_tmp1=humidity1_int+humidity1_point+temperature1_int+temperature1_pointcheck2_tmp2=humidity2_int+humidity2_point+temperature2_int+temperature2_pointif check0==check0_tmp0 and temperature0!=0 and temperature0!=0 and check1==check1_tmp1 and temperature1!=0 and temperature1!=0 and check2==check2_tmp2 and temperature2!=0 and temperature2!=0 : # Determine if the data is normalprint("Temperature0 is ", temperature0,"C\nHumidity0 is ",humidity0,"%")# Print the temperature and humidity dataprint("Temperature1 is ", temperature1,"C\nHumidity1 is ",humidity1,"%")print("Temperature2 is ", temperature2,"C\nHumidity2 is ",humidity2,"%")#ser.write(temperature0_int)temperature00 = str(temperature0)humidity00 = str(humidity0)#th00 = temperature00 + ";" + humidity00#ser.write(th00.encode())#ser.write(temperature00.encode())temperature11 = str(temperature1)humidity11 = str(humidity1)#th11 = temperature11 + ";" + humidity11#ser.write(th11.encode())temperature22 = str(temperature2)humidity22 = str(humidity2)th = temperature00 + ";" + humidity00 + ";" + temperature11 + ";" + humidity11 + ";" + temperature22 + ";" + humidity22ser.write(th.encode())else:print("error")time.sleep(1)GPIO.cleanup()

结果

运行结果如下图所示：

大功告成！