使用ESP8266和DHT11传感器，构建一个简单的基于物联网的冷库监控系统

冷库设施需要持续监测温度和湿度，以保存食品、药品、疫苗和乳制品等易腐物品。保持适宜的环境条件有助于防止变质、保障产品质量并减少储存损耗。

本项目采用ESP8266 NodeMCU搭配DHT11温湿度传感器，对冷库环境进行实时监测。当温度超过预设阈值时，LED灯会发出本地警报。ESP8266通过Wi-Fi使用MQTT协议将传感器数据发送至KiwisIoT云平台，用户可通过网页仪表盘实时查看温度和湿度信息。

功能

•实时温度监测

•实时湿度监测

•使用ESP8266的Wi-Fi连接

•基于MQTT的云通信

•KiwisIoT网页仪表盘

•本地LED温度报警

•串口监视器输出用于调试

•每2秒自动更新一次数据

所需硬件组件

•ESP8266 NodeMCU → 1个

•DHT11温湿度传感器 → 1个

•LED → 1个

•220Ω电阻 → 1个

•面包板 → 1个

•跳线 → 根据需要

•Micro USB数据线 → 1根

1 – 硬件连接

将DHT11传感器连接到ESP8266 NodeMCU，以测量温度和湿度。同时连接一个LED作为本地温度警告指示灯。

Node MCU

DHT11连接方式

•DHT11 VCC → ESP8266 3.3V

•DHT11 GND → ESP8266 GND

•DHT11 DATA → ESP8266 D4

LED连接方式

•LED正极(+)→ 220Ω电阻 → ESP8266 D5

•LED负极(-)→ ESP8266 GND

连接总结

注意：DHT11持续测量温度和湿度。当温度超过8°C时，ESP8266会点亮LED作为本地警告指示。

电路图

图1：基于物联网的冷库监控系统的硬件连接

2 – 上传程序

所需软件和库

在上传程序之前，请安装以下库：

•ESP8266WiFi

•KiwisIoT

•DHT传感器库

•Adafruit统一传感器库

同时通过Arduino IDE的板子管理器安装ESP8266板子包。

配置Wi-Fi和KiwisIoT

在上传程序之前，请将以下值替换为您的实际凭证：

主题值将在第3步从KiwisIoT仪表板中获取。

Arduino程序

上传前

请确保将以下内容替换为您的实际Wi-Fi凭据和KiwisIoT主题ID。

选择正确的ESP8266 NodeMCU板卡和COM端口后，编译并上传程序。

3 – 配置KiwisIoT仪表板

上传程序后，在KiwisIoT上创建一个仪表板，用于接收和可视化传感器数据。

登录KiwisIoT

登录您的KiwisIoT账户。

创建仪表板

•新建一个面板/仪表板。

•为该面板命名，例如“冷库监控”。

•复制生成的主题ID。

•将生成的主题ID替换到Arduino代码中。

例如：

替换主题ID后重新上传代码。

添加小工具

为两个传感器参数创建小工具：

温度

使用量规或显示小部件。

湿度

使用另一个仪表或显示小部件。

通道映射

请按以下方式配置KiwisIoT通道：

•通道1 → 温度

•通道2 → 湿度

Arduino程序通过以下方式发送数值：

因此：

•通道1 → 温度

•通道2 → 湿度

配置完成后，仪表板即可接收来自ESP8266的实时数据。

在此插入KiwisIoT仪表板截图。

4 – 实时监控

完成硬件连接、上传程序并配置KiwisIoT仪表板后，ESP8266将连接到Wi-Fi网络并开始传输传感器数据。

KiwisIoT仪表板会显示：

•温度

•湿度

数据大约每2秒更新一次。

同时，ESP8266会将温度与设定的阈值进行比对。

温度警报

如果：

LED灯亮起。

如果：

LED灯保持熄灭状态。

这既实现了远程云监控，也提供了本地视觉报警功能。

5 – 串口监视器

ESP8266还会将传感器读数输出到Arduino IDE的串口监视器上。

请将串口监视器的波特率设置为：

典型的输出示例如下：

这对检查传感器读数以及排查系统故障非常有用。

系统工作原理

整个工作流程可总结如下：

•DHT11传感器测量温度和湿度。

•ESP8266 NodeMCU读取传感器数值。

•ESP8266检查温度是否超过8°C。

如果温度高于阈值，LED灯将亮起。

•ESP8266连接Wi-Fi，并通过MQTT与KiwisIoT通信。

•温度数据发送至通道1。

•湿度数据发送至通道2。

•用户可通过KiwisIoT仪表盘远程监控读数。

•该过程每2秒重复一次。

系统流程

应用

该监控系统可适用于多种需要监测环境条件的应用场景。

•冷藏设施

•食品仓储仓库

•药品储存

•疫苗储存室

•乳制品储存

•冷藏运输

•农业与食品加工

•物联网及嵌入式系统教学

•对温度敏感设备的监控

优点

•低成本硬件

•简单电路设计

•无线监测

•实时云端可视化

•本地温度预警

•可轻松扩展，支持额外传感器

•适合物联网学习与原型开发

限制

•DHT11 适用于基础演示和低成本监测，但与更先进的温湿度传感器相比，其精度和测量范围有限。

•在实际冷链应用中，应考虑使用更精确的传感器，并配合合理设计的报警系统、数据记录、电源备份和通信系统。

•本项目中使用的8°C阈值仅为示例。具体温度限值需根据产品特性及其存储要求确定。

结论

本项目展示了如何将ESP8266 NodeMCU与DHT11传感器结合KiwisIoT，构建一个简单的基于物联网的冷库监控系统。

该系统可测量温度和湿度，通过Wi-Fi将数据上传至云端，并在网页仪表盘上实时显示。当温度超过设定阈值时，本地LED灯会立即亮起，提供视觉提示。

该项目为物联网技术在远程环境监测和基于状态的报警中的应用提供了实际范例。

此外，还可通过添加更多传感器、报警功能、数据记录、通知服务、继电器控制或自动制冷系统控制等功能进行扩展。

本文编译自hackster.io