# ESP8266开发Oled天气时钟

**Repository Path**: lisxi/ESP8266

## Basic Information

- **Project Name**: ESP8266开发Oled天气时钟
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: C/C++
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 3
- **Forks**: 0
- **Created**: 2021-01-26
- **Last Updated**: 2024-07-20

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

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【材料】

●ESP8266主板一块  15.00

●Oled屏（0.96或1.3英寸）一块 IIC或SPI接口均可  12.00或22.00

【程序】
一、ESP8266联网方式
1.用ESP8266实现自动配网
用ESP8266实现连接WiFi网络，可以通过固定路由器登录方式（方法一），为使程序更加通用，可以利用ESP8266的自动配网功能（方法二，实现在任意路由器登录。
方法一：固定登录方式

```
#include <ESP8266WiFi.h>          // ESP8266WiFi库
const char *ssid = "xxxxx";          // 要连接的WiFi名称
const char *password = "xxxxxxxx";   // WiFi密码
void setup() {
  Serial.begin(9600);              // 启动串口通讯
  WiFi.softAP(ssid, password);      // 启动NodeMCU的AP模式。
  Serial.print("Access Point: ");      // 通过串口监视器输出信息
  Serial.println(ssid);              // 告知用户NodeMCU所建立的WiFi名
  Serial.print("IP address: ");        // 输出获得的IP地址
  Serial.println(WiFi.softAPIP());   
}
 
void loop()
 {}
```

方法二：自动配网功能

```
#include <ESP8266WiFi.h>          
#include <DNSServer.h>
#include <ESP8266WebServer.h>
#include <WiFiManager.h> 
 
void setup() {
  Serial.begin(9600);       
  WiFiManager wifiManager;
  wifiManager.autoConnect("AutoConnectAP");  //配网时连接到AP的名称，可修改
  // wifiManager.resetSettings();  //用于测试时清除联网信息
  Serial.println("ESP8266 WiFi Settings Cleared");
}
 
void loop() {}
```

2.用手机配网
配网时，打开手机WiFi页面，选择搜到的“AutoConnectAP”并连接，然后在搜到的WiFi中选择要连接的设备（如XXXXXX），输入WiFi密码，完成配网。

![手机配网](https://images.gitee.com/uploads/images/2021/0205/210042_4e7bf020_8005245.png "图片2.png")


二、Oled屏

3.规格与参数

Oled屏有多种规格，通常使用的、价格比较便宜的有0.96寸、0.91寸（细长形）、1.3寸，其中0.96和1.3寸显示分辨率通常为128x64，显示屏的接口类型有I2S、SPI两种，显示驱动芯片种类也比较多，最常见的有SSD1306、ST7920、SH1106等，要根据不同类型的芯片选择不同的驱动方式。

4.驱动程序

Arduino中Oled驱动库是U8gLib，它是一种嵌入式设备的单色图形库，U8g2是它的增强版，包括所有图形和字体，但需要占用内存来显示。U8x8是它的简化版，只能纯文本输出字符，直接写屏，不需要内存缓冲。本例程使用的是U8x8驱动程序。

针对不同接口和驱动芯片的显示屏，需要用不同的驱动程序。本例程使用的SSD1306芯片IIC和SPI接口驱动如下：

●IIC接口：U8X8_SSD1306_128X64_NONAME_SW_I2C u8x8(SCL, SDA, U8X8_PIN_NONE);  //SCL接D1，SDA接D2

●SPI接口：U8X8_SSD1306_128X64_NONAME_4W_SW_SPI u8x8(/* clock=*/ 14, /* data=*/ 13, /* cs=*/ 4, /* dc=*/5, /* reset=*/ 32);   //Oled-ESP8266对应接口：D0-D5 ,D1-D7,RES-RES,DC-D1,CS-D2

（参考资料：https://github.com/olikraus/u8g2/wiki/u8x8reference）

2.显示控制

```
 u8x8.begin();  //打开显示控制程序
  u8x8.clear();   //清除屏幕信息
u8x8.setFont(u8x8_font_7x14B_1x2_f);   //设置字体
//参考资料 https://github.com/olikraus/u8g2/wiki/u8x8reference#setfont
//         https://github.com/olikraus/u8g2/wiki/fntlist8x8
  u8x8.drawString(0, 0, "Connecting");   //在指定位置显示文本信息
```

三、关键程序

5.获取时间信息

(1)定义变量，发送请求：

```
const long timezoneOffset = 8 * 60 * 60;   // ? hours * 60 * 60 中国位于东8区
String now_address = "", now_weather = "", now_temperature = ""; 
//用来存储报文得到的字符串
const char  *ntpServer  = "pool.ntp.org";   //时间服务器地址
WiFiUDP ntpUDP;   //定义类，基于WiFiUDP.h
timeClient.setTimeOffset(timezoneOffset);
NTPClient timeClient(ntpUDP, ntpServer); 
timeClient.begin();   //发送服务请求
```


(2)返回参数：

```
unsigned long epochTime = timeClient.getEpochTime();
  struct tm *ptm = gmtime ((time_t *)&epochTime);  //定义时间参数结构体
  String year = String(ptm->tm_year + 1900);   // 提取年月日时分秒星期
  unsigned int month = ptm->tm_mon + 1;
  unsigned int day = ptm->tm_mday;
  unsigned int hour = timeClient.getHours() + 8;  //东8区时差，这是有问题的表达
  unsigned int minute = timeClient.getMinutes();
  unsigned int second = timeClient.getSeconds();
  String weekDay = weekDays[timeClient.getDay()];
```

6.获取天气信息

天气信息提供网站常用的是“心知天气（https://www.seniverse.com/）”和“和风天气（https://dev.qweather.com/）”，需要注册免费用户、添加产品，获取网站提供的密钥（KEY），用http.begin()命令获得天气参数，命令格式为：

"http://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=xxxxxxxx&location=xxxxxx&language=zh-Hans&unit=c");

其中：key=用户密钥，location=地区或城市。

●心知天气城市列表查询：https://docs.seniverse.com/api/start/start.html

●和风天气城市列表下载：https://github.com/qwd/LocationList

本示例是用心知天气获取天气数据，和风天气请查询相关资料。

```
int httpget_now = http.GET(); //赋值，如果正确获取信息，httpget_now 返回值“HTTP_CODE_OK”
String respone =  http.getString();  //获取返回字符串
JsonObject& root = doc.parseObject(respone);
JsonObject& results_0 = root["results"][0];
JsonObject& root = doc.parseObject(respone);
JsonObject& results_0 = root["results"][0];
JsonObject& results_0_location = results_0["location"];  //提取位置或城市信息
const char* results_0_location_id = results_0_location["id"]; 
```

各种天气数据都被保存在Results_0的JSON字符串中，如天气状况、气温、风力、最低/最高温度待，使用需要提取。

需要注意的是：ESP8266主要获取日期信息时，只需要“读取”请求，所以可以多次反复获取服务器信息来不断获得时间，而天气信息需要向服务器发送GET请求，因而请求次数不能太频繁，否则服务器会拒绝请求。程序中设计了一个updateDelay变量，用于控制向服务器发出请求的时间间隔。

四、技术难点

7.天气状况表达

Oled属于较简单的显示设备，显示缓存比较小，一般不带汉字库，所以天气状况不方便用汉字表达（U8x8只能支持字符方式），用英语表达会比较长，占屏幕空间，而且不太符合中国人的习惯，所以我想到用特殊字符来表达。查找大量资料后，最后找到u8x8_font_open_iconic_weather_2x2库中有天气符号，尽管只有简单的6个符号，也基本够用了。
![天气图标](https://images.gitee.com/uploads/images/2021/0205/210233_0dc1f6dc_8005245.png "图片3.png")

8.字库中字符的显示

每一个字符在字库中都有一个地址，如64/40（前一个是十进制地址，后一个是十六进制地址），如何才能让字符在Oled屏上显示出来？通过查找资料结果，可用地址访问方式（“\x80”）显示十六进制字符，如要显示太阳字符命令形式为：u8x8.drawString(8, 0,”\x45”);

（由此我想到这种方法可以应用在其他很多地方，如可以用“实心矩形+空心矩形”图案来表示电池电量多少，还可以用来表示喇叭音量大小、音乐的播放状态、无线或蓝牙是否连接或信号强弱等信息。）

9.天气代码转变为字符

向心知天气发送GET请求后，返回的天气状况是用代码表示的（参考地址：https://docs.seniverse.com/api/start/code.html），须将代码转换成天气字符显示在Oled屏上，本示例用了一个swich…case语句，将天气代码与对应的天气图标关联起来。

```
 switch (tq) {
case 0:
...
case 3:
      tq_code = "\x45";  break;  //晴
case 4:
...
case 8:
      tq_code = "\x41";  break;  //多云
case 9:
      tq_code = "\x40";  break;  //阴
case 10:
...
case 20:
      tq_code = "\x43"; break;  //雨
    default:
      tq_code = "\x44";  //其他情况显示★表示“特殊天气”
  }
u8x8.setFont(u8x8_font_open_iconic_weather_2x2);
  u8x8.drawString(8, 0, strcpy(new char[tq_code.length() + 1], tq_code.c_str())); 
```