本篇介绍了如何使用ESP8266，通过WIFI连网获取网络天气和网络时间，然后借助U8g2库，在OLED上显示当前时间和天气信息。
1 HTTP获取网络天气
连网获取网络天气，一般需要通过http的方式，从天气信息提供商的网络地址获取天气信息。
1.1 注册开发者key
这里以心知天气为例，需要先注册一个开发者账号，然后获取自己的私钥，也就是等下要用到的key。
然后可以先在浏览器中输入如下链接，注意要将自己的key替换进去，然后就可以测试一下天气信息的获取情况。
代码语言：javascript复制https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=替换为你的私钥&location=HangZhou&language=en&unit=c如下即为获取的天气信息，是json格式的：
1.2 http请求基本原理
上面先通过浏览器的方式获取到了天气信息，而ESP8266没有浏览器功能，需要编写代码实现http数据请求。
在编写代码之前，需要先了解一下基础的http请求原理。
url全称是资源描述符，一个url地址，用于描述一个网络上的资源，而http中的get、post、put、delete就对于着这个资源的查、改、增、删4个操作，get一般用于获取/查询资源信息。
url的格式：【协议】：//【主机名(或者叫域名)】【：端口号（可选）】/【文件路径】/【文件名】
例如：
代码语言：javascript复制https://api.seniverse.com/v3/weather/now.json?key=替换为你的私钥&location=HangZhou&language=en&unit=c- 协议：https
- 域名：api.seniverse.com
客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成，下图给出了请求报文的一般格式。
服务器HTTP响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。
根据http协议，可以编写ESP8266进行http请求的代码：
代码语言：javascript复制const char* host = "api.seniverse.com"; // 将要连接的服务器地址
const int httpPort = 80; // 将要连接的服务器端口
// 心知天气HTTP请求所需信息
String reqUserKey = "xxxxxxxxxxxxxxxxx"; // 私钥
String reqLocation = "HangZhou"; // 城市
String reqUnit = "c"; // 摄氏/华氏
// 建立心知天气API当前天气请求资源地址
String reqRes = "/v3/weather/now.json?key=" reqUserKey
"&location=" reqLocation
"&language=en&unit=" reqUnit;
// 建立http请求信息
// 请求方法(GET) 空格 URL 空格 协议(HTTP/1.1) 回车 换行
// 头部字段(Host) 冒号 值(服务器地址) 回车 换行
// 头部字段(Connection) 冒号 值(close) 回车 换行 回车 换行
String httpRequest = String("GET ") reqRes " HTTP/1.1rn"
"Host: " host "rn"
"Connection: closernrn";
WiFiClient client;
// 尝试连接服务器
if (client.connect(host, 80))
{
// 向服务器发送http请求信息
client.print(httpRequest);
Serial.println("Sending request: ");
Serial.println(httpRequest);
// 获取并显示服务器响应状态行
String status_response = client.readStringUntil('n');
Serial.print("status_response: ");
Serial.println(status_response);
// 使用find跳过HTTP响应头
if (client.find("rnrn"))
{
Serial.println("Found Header End. Start Parsing.");
}
// 利用ArduinoJson库解析心知天气响应信息
parseInfo(client);
}
1.3 json数据解析
http请求获取到的天气数据是json格式的（关于json的介绍可参考：cJSON基础介绍与代码测试），需要对数据进行解析，获取到具体的天气和温度等数据。
可以将获取的json原始数据打印出来，方便确认程序是否获取到的天气数据。
具体代码如下：
代码语言：javascript复制void parseInfo(WiFiClient client)
{
const size_t capacity = JSON_ARRAY_SIZE(1) JSON_OBJECT_SIZE(1) 2 * JSON_OBJECT_SIZE(3) JSON_OBJECT_SIZE(6) 230;
DynamicJsonDocument doc(capacity);
deserializeJson(doc, client);
Serial.println(doc.as<String>());
JsonObject result0 = doc["results"][0];
JsonObject result0_now = result0["now"];
// 通过串口监视器显示以上信息
g_strWeather = result0_now["text"].as<String>();// "Sunny"
g_iCode = result0_now["code"].as<int>();// "0"
g_iTemperature = result0_now["temperature"].as<int>();// "32"
g_strUpdateTime = result0["last_update"].as<String>();// "2020-06-02T14:40:00 08:00"
Serial.println(F("======Weahter Now======="));
Serial.print(F("Weather Now: "));
Serial.print(g_strWeather);
Serial.print(F(" -> "));
Serial.println(g_iCode);
Serial.print(F("Temperature: "));
Serial.println(g_iTemperature);
Serial.print(F("Last Update: "));
Serial.println(g_strUpdateTime);
Serial.println(F("========================"));
}
原始json格式的天气数据和解析后的天气和温度数据如下：
天气现象代码对照表
解析到的天气数据，除了英文形式的天气信息(text)，还有一个对应的天气码(code)，如上图的Cloudy对应的天气码是4。通过天气码，也可以转换为天气。天气码的对照表可参考心知天气文档：https://docs.seniverse.com/api/start/code.html
简化起见，这里只使用常用的4种天气。
代码 | 中文 | 英文 |
|---|---|---|
0 | 晴（国内城市白天晴） | Sunny |
4 | 多云 | Cloudy |
9 | 阴 | Overcast |
13 | 小雨 | Light Rain0 |
2 NTP网络时间
NTP(Network Time Protocol) 是网络时间协议，它是用来同步网络中各个计算机时间的协议。
ESP8266可以连网，那就也可以通过获取网络时间来得到当前的时间：
代码语言：javascript复制time_t getNtpTime()
{
IPAddress ntpServerIP; // NTP服务器的地址
while(Udp.parsePacket() > 0); // 丢弃以前接收的任何数据包
Serial.println("Transmit NTP Request");
// 从池中获取随机服务器
WiFi.hostByName(ntpServerName, ntpServerIP);
Serial.print(ntpServerName);
Serial.print(": ");
Serial.println(ntpServerIP);
sendNTPpacket(ntpServerIP);
uint32_t beginWait = millis();
while (millis() - beginWait < 1500)
{
int size = Udp.parsePacket();
if (size >= NTP_PACKET_SIZE)
{
Serial.println("Receive NTP Response");
isNTPConnected = true;
Udp.read(packetBuffer, NTP_PACKET_SIZE); // 将数据包读取到缓冲区
unsigned long secsSince1900;
// 将从位置40开始的四个字节转换为长整型，只取前32位整数部分
secsSince1900 = (unsigned long)packetBuffer[40] << 24;
secsSince1900 |= (unsigned long)packetBuffer[41] << 16;
secsSince1900 |= (unsigned long)packetBuffer[42] << 8;
secsSince1900 |= (unsigned long)packetBuffer[43];
Serial.println(secsSince1900);
Serial.println(secsSince1900 - 2208988800UL timeZone * SECS_PER_HOUR);
return secsSince1900 - 2208988800UL timeZone * SECS_PER_HOUR;
}
}
Serial.println("No NTP Response :-("); //无NTP响应
isNTPConnected = false;
return 0; //如果未得到时间则返回0
}
3 OLED显示页面设计
获取到天气信息和时间后，需要将这些信息显示出来。
这里使用0.96寸OLED显示屏来显示，借助U8g2库，显示文字与天气图标（U8g2库的使用，可参考：【实例演示】ESP8266 U8g2库，玩转OLED显示）。
具体的显示代码如下：
代码语言：javascript复制void testShowTimeAndWeather(rtc_time_t &now_time, weather_info_t &weather_info)
{
u8g2.clearBuffer();
int tm_year = now_time.tm_year;
int tm_month = now_time.tm_mon;
int tm_day = now_time.tm_mday;
int tm_hour = now_time.tm_hour;
int tm_minute = now_time.tm_min;
int tm_sec = now_time.tm_sec;
int tm_week = now_time.tm_week;
//时分
char str_big_time[] = "";
my_strcat(str_big_time, tm_hour);
strcat(str_big_time,":");
my_strcat(str_big_time, tm_minute);
u8g2.setFont(u8g2_font_logisoso24_tf);
u8g2.drawStr(0, 30, str_big_time);
//秒
char str_small_sec[] = "";
my_strcat(str_small_sec, tm_sec);
u8g2.setFont(u8g2_font_wqy14_t_gb2312);
u8g2.drawStr(73, 30, str_small_sec);
//日期
char str_date[] = "";
char str_temp[6];
itoa(tm_year,str_temp,10);
strcat(str_date,str_temp);
strcat(str_date,"-");
my_strcat(str_date, tm_month);
strcat(str_date,"-");
my_strcat(str_date, tm_day);
u8g2.drawStr(0, 47, str_date);
u8g2.setCursor(0, 63);
u8g2.print("星期");
switch (tm_week)
{
case 1: u8g2.print("日"); break;
case 2: u8g2.print("一"); break;
case 3: u8g2.print("二"); break;
case 4: u8g2.print("三"); break;
case 5: u8g2.print("四"); break;
case 6: u8g2.print("五"); break;
case 7: u8g2.print("六"); break;
default: break;
}
u8g2.setCursor(60, 63);
u8g2.print("杭州");
//分割线
u8g2.drawLine(90, 0, 90, 63);
//天气
if (weather_info.iconIdx<0 || weather_info.iconIdx>3) //没有对应的天气图标
{
Serial.print("no icon for weather: ");
Serial.println(weather_info.weather);
}
else
{
u8g2.setFont(u8g2_font_open_iconic_weather_4x_t );
u8g2.drawStr(96, 34, icon_index[weather_info.iconIdx]);
}
char temperature_tmp[25];
itoa(weather_info.temp, temperature_tmp, 10);
strcat(temperature_tmp,"℃");
u8g2.setFont(u8g2_font_wqy16_t_gb2312);
u8g2.setCursor(96, 55);
u8g2.print(temperature_tmp);
u8g2.sendBuffer();
}
4 最终效果
5 总结
本篇介绍了http获取网络天气的基本原理，并通过实践，使用ESP8266连网获取网络天气和网络时间，借助U8g2库，在OLED上显示当前时间和天气信息。
