使用树莓派和Python读取DS18B20传感器测量的温度

在树莓派项目中，我们经常需要使用传感器来获取环境数据。其中，DS18B20 是一种常用的数字温度传感器，可以通过树莓派上的 GPIO 接口读取温度值。本文将介绍如何连接 DS18B20 传感器，并使用 Python 编写代码实现循环读取温度的功能。

首先，让我们了解一下 DS18B20 传感器的基本原理。DS18B20 是一种数字温度传感器，具有高精度和相对较大的测量范围。它通过单总线接口与树莓派通信，并通过 GPIO 引脚提供电源和数据传输。

1. 连接：

连接 DS18B20 传感器到树莓派的步骤如下：

将 DS18B20 传感器的 VCC 引脚连接到树莓派上的 3.3V 电源引脚。
将 DS18B20 传感器的 GND 引脚连接到树莓派上的地（GND）引脚。
将 DS18B20 传感器的数据引脚连接到树莓派上的 GPIO 引脚。我们建议使用 GPIO4 引脚。

以下是连接方式的示意图：

DS18B20 模块 +-------+ 3.3V---->|VCC | | | GPIO4 <--------|DATA | | | Ground------->|GND | +-------+

2. 配置与手工读取：

以下是通过 DS18B20 测温模块来读取温度的基本步骤：

在树莓派上启用 DS18B20 支持：打开终端，在命令行中输入以下命令，并确认开启了“w1-gpio”和“w1-therm”内核模块：

sudo nano /boot/config.txt

在文件末尾添加以下两行：

dtoverlay=w1-gpio dtoverlay=w1-therm

保存并退出文件，然后重启树莓派使更改生效。

连接 DS18B20 模块：将 DS18B20 模块连接到树莓派上的 GPIO 接口，具体连接方式请参考模块文档或资料。
读取温度值：打开终端，在命令行中输入以下命令，以读取 DS18B20 模块的温度值：

cd /sys/bus/w1/devices/ ls

此时，应该会输出一串以“28-”开头的目录名称，该名称是 DS18B20 模块的唯一标识符。将该名称替换为以下命令中的“<device_id>”，以读取温度值：

cat /sys/bus/w1/devices/<device_id>/w1_slave

此命令将返回一个包含温度值的文本字符串，其中温度值以“t=”开头。将该字符串中“t=”之后的数值除以 1000，即可得到以摄氏度为单位的温度值。

请注意，由于 DS18B20 模块需要一定的时间来进行精确温度测量，因此在读取温度值之前需要等待一段时间（例如 1 秒钟）以确保测量完成。此外，还应该注意树莓派和 DS18B20 模块的电气连接，以确保正确读取温度值。

3.Python 循环读取：

确保连接正确后，我们可以使用 Python 编写代码来读取 DS18B20 传感器测量的温度值。以下是示例代码：

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|  | import time |
| --- | --- |
|  |  |
|  | # 定义 DS18B20 传感器的文件路径 |
|  | sensor_file = '/sys/bus/w1/devices/28-<device_id>/w1_slave'  # 将 <device_id> 替换为实际的设备 ID |
|  |  |
|  | def read_temperature(): |
|  | try: |
|  | # 打开传感器文件 |
|  | with open(sensor_file, 'r') as file: |
|  | lines = file.readlines() |
|  |  |
|  | # 获取温度数值所在行 |
|  | temperature_line = lines[1] |
|  |  |
|  | # 提取温度数值 |
|  | temperature = float(temperature_line.split('=')[1]) / 1000.0 |
|  |  |
|  | return temperature |
|  |  |
|  | except IOError as e: |
|  | print("无法读取温度传感器:", str(e)) |
|  | return None |
|  |  |
|  | # 循环读取温度并打印 |
|  | while True: |
|  | temperature = read_temperature() |
|  | if temperature is not None: |
|  | print("当前温度:", temperature, "℃") |
|  | time.sleep(1)  # 延时 1 秒 |

需要将上述代码中的 <device_id> 替换为你实际的 DS18B20 传感器设备 ID。你可以通过运行 ls /sys/bus/w1/devices/ 命令来查找正确的设备 ID。

上述代码会不断循环读取温度，并每秒钟打印一次当前的温度值。你可以根据需要进行修改和扩展，以适应你的具体应用场景。

通过以上步骤，我们可以轻松地使用树莓派和 Python 读取 DS18B20 传感器测量的温度值。这为我们的项目提供了一个简单而可靠的方法来获取环境温度数据。希望本文对你在使用树莓派中读取温度传感器有所帮助！