在树莓派3/4上读取DHT11温湿度传感器-Python代码实现及常见问题梳理

 

最近由于自己的课题需要,想要用在树莓派上使用DHT11温湿度传感器来读取空气中温湿度,遇到了几个问题,解决之后也对之前的知识进行了回顾,总结,特整理如下,希望能给也在学习树莓派的小伙伴们带来一些帮助。总的来说操作很简单,但很容易出现细节方面的问题,我也把我遇到的问题进行了简单整理,如果有其他问题可以直接在评论区提出,我看到了就会回答。

本篇文章主要对DHT11进行了简单梳理,主要分为四大模块,分别为:

一、DHT11温湿度传感器

二、实验所需设备与连线方式

三、Python代码实现

四、常见问题

(一)TypeError: unsupported format string passed to NoneType.__format__

(二)SyntaxError: invalid syntax

(三)ModuleNotFoundError: No module named 'Adafruit_DHT'

(四)ImportError: cannot import name 'Beaglebone_Black_Driver' from 'Adafruit_DHT'

(五)RuntimeError: Error accessing GPIO. 

 

对哪个模块感兴趣也直接翻到相应部分阅读即可。

 

一、DHT11温湿度传感器

 

DHT11温湿度传感器是一个性能很棒的模块,它提供温度和湿度读数。价格低廉,精准度高使用简单,并且有python库可以直接导入使用,应用也很广泛,在远程气象站、土壤监测器和家庭自动化系统都可以看见它的身影。 

在日常工作学习中,我们接触到的DHT11主要有两种形式。一种是三引脚的焊有PCB的模块,另一款是是四引脚的独立模块。如下图所示:

第一种传感器从左到右分别是信号引脚,VCC引脚(连接电源正极),ground接地引脚(连接电源负极)。需要注意的是,关于三引脚传感器,不同厂商的传感器引脚的顺序可能不同,大家在连接之前需要看准传感器上标的符号来进行判断,比如我的传感器就是这样的,从左到右的第一个引脚(+)是连接电源正极的。

二、实验所需设备与连线方式

(一)实验所需设备

1. DHT11 温室度传感器

2. 树莓派 3 B+/树莓派 4 B

 

 

 

3. 三根杜邦线(母对母)

 

(二)软件环境:Thonny

(三)DHT11与树莓派连线方式

根据DHT11传感器两种形式不同,连线不太相同,却也大同小异,你有哪一种传感器都可以。此处的连线与后面的代码相关,直接按照图示方式连接即可。

1.三针引脚DHT11温湿度传感器与树莓派的连接方式(我也把树莓派的引脚功能图放到下方了,不熟悉树莓派引脚功能的同学可以直接在本页面进行比对查看。)

 

2.四针引脚DHT11温湿度传感器与树莓派的连接方式

树莓派引脚对照图:树莓派3B(3B+)(下图左),树莓派3B(3B+)(下图右)

 

 注意:

1.一定要看好传感器引脚的顺序再进行连接。(vcc-树莓派pin2,ground-树莓派pin6,signal-树莓派pin7(gpio4))

2.vcc只要连接的是树莓派上标有“5v”标识的引脚(pin2或pin4),ground连接树莓派上标有“GND”标识的引脚(pin6,pin9,pin14,pin25,pin30,pin39),signal连接任意标有“GPIO”的引脚,但最后连接pin7,这样后面的代码直接复制粘贴的即可,建议第一次连接的同学直接按照我的方式连接即可,避免后期不必要的错误。

三、Python代码实现

Python代码实现数据读取有很多现成的库可供使用,DHT系列传感器的库可以使用Adafruit DHT。在写代码之前,先把python和Adafruit DHT库下载下来。

sudo apt-get install git-core

git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git

cd Adafruit_Python_DHT

sudo apt-get install build-essential python-dev

sudo python3 setup.py install

1.sudo apt-get install git-core

(注意:如果下载失败,则先运行sudo apt-get update并且再试一遍,其实不管下载什么,都可以先update到最新) 

2.安装Adafruit DHT11库

(1)下载库: git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git

(2)使用cd命令进到 Adafruit_Python_DHT文件夹: cd Adafruit_Python_DHT

(3)sudo apt-get install build-essential python-dev

(4)下载python3:sudo python3 setup.py install

新建py文件

#!/usr/bin/python
import sys
import Adafruit_DHT

while True:
    # “11”代表你使用的是DHT11传感器,如果你使用的是DHT22传感器,则把数字改成“22”即可。
    #数字“4”代表你的信号引脚连接的是gpio4,而不是“pin4”
       humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(11, 26)
       #直接输出空气湿度和空气温度的值,如果没有拿到那么值是None
       #print(humidity)
       #print(temperature)

        #空气温度以小数点后一位展示,加上℃单位,空气湿度加上%。注意,如果湿度或温度的值为None,这个语句就会报错。
       print ('Temp: {0:0.1f} C Humidity: {1:0.1f} %'.format(temperature, humidity))

  

  

然后点运行就可以了

这是运行结果

代码解释:

(1)输出的温度以摄氏度为单位,相对湿度是以百分比的形式呈现。

(2)在shell框中会连续不断的输出温度和相对湿度,暂停点击右上角的stop即可。

其实每个库的包都包含示例和相关文件,打开你下载的Adafruit_Python_DHT库,可以看到里面example文件夹,在里面可以查看一些示例文件

 

 你的库怎么用和相关代码细节都在里面,就不给大家赘述了,想深入了解的同学打开文件查看即可。

 

 

四、 常见问题:

其实整个过程下来,连线方式或者代码的编写都是没有多大难度的,但是细节的问题一旦忽视,就会报错。结合其他网友的经验和我自己的问题总结如下。

(一)报错:

TypeError: unsupported format string passed to NoneType.__format__(出现情况一般是先没有读数,过10秒钟左右后报这个错误。在调试过程中它是最常出现的,造成这个报错的原因比较多)

出现这个报错的根本原因是树莓派没有成功的拿到humidity和temperture参数,导致这两个值为none,从而使得.format方法出错。拿不到dht11数值的可能性有:

1. 杜邦线与树莓派的连线问题。连线没有插紧、线序有问题、线有损坏、代码与使用的信号引脚不对应、没有插到树莓派5v电源引脚上(树莓派与传感器的连接方式最好使用树莓派5v,电源,但确实存在使用3.3v电源最后得到数值的情况)

2. 传感器有问题(一直盯着查看代码排错,结果发现换了个传感器就好了,哭晕)

3. 电源供电不足(我这里是指树莓派引脚,在使用5V引脚和接地引脚给传感器供电时)我上次是就是控制继电器的同时想要拿到传感器读数,导致DHT传感器供电不足报错。解决方法是接一个外接电源来保证电源电压的稳定。

(二)报错:SyntaxError: invalid syntax

这句话的意思是Python代码语法有问题。Python对语法的要求非常严格,有时候代码是网上直接找来复制粘贴的,就有可能导致明明看上去没错,但就一直报语法错误,代码短的话可以重新打一遍,或者格式化后再粘贴。

另外需要注意的是Python2和Python3的语法有区别,比如Python2的print后面不用加括号,而Python3中就会报错。

(三)报错:ModuleNotFoundError: No module named 'Adafruit_DHT'

“import Adafruit_DHT ”语句错误,提示找不到Adafruit_DHT模块,但是在terminal里输入“import Adafruit_DHT”不报错,并且已经下载了相关库。可能是python版本的问题,先明确你运行程序时使用的是哪个Python版本。

使用的是Python2使用的语句是:sudo pip install Adafruit_Python_DHT; sudo python setup.py install,

但使用的是Python3使用的语句是:sudo pip3 install Adafruit_Python_DHT; sudo python3 setup.py install

--------------假装我是分割线--------------

隔了一段时间,我用树莓派4B(我之前用的树莓派3B+)进行相同操作的时候出了新的问题,所以再更新一下

(四)报错:ImportError: cannot import name 'Beaglebone_Black_Driver' from 'Adafruit_DHT' (/usr/local/lib/python3.7/dist-packages/Adafruit_DHT/__init__.py)

完整错误信息:

Traceback (most recent call last):

  File "/home/pi/Desktop/ec and ph/temp.py", line 7, in <module>

    humidity,temperature = Adafruit_DHT.read_retry(11, 4)

  File "/usr/local/lib/python3.7/dist-packages/Adafruit_DHT/common.py", line 94, in read_retry

    humidity, temperature = read(sensor, pin, platform)

  File "/usr/local/lib/python3.7/dist-packages/Adafruit_DHT/common.py", line 80, in read

    platform = get_platform()

  File "/usr/local/lib/python3.7/dist-packages/Adafruit_DHT/common.py", line 60, in get_platform

    from . import Beaglebone_Black

  File "/usr/local/lib/python3.7/dist-packages/Adafruit_DHT/Beaglebone_Black.py", line 24, in <module>

    from . import Beaglebone_Black_Driver as driver

ImportError: cannot import name 'Beaglebone_Black_Driver' from 'Adafruit_DHT' (/usr/local/lib/python3.7/dist-packages/Adafruit_DHT/__init__.py)

分析:通过报错信息,我们可以发现是库中的common.py里引用get_latform有问题

 

再去platform_detect.py里查看发现树莓派的版本定义里没有4B,导致返回了None

 

解决:出现这个原因是AdaFruit不再更新这个旧的Adafruit_DHT库,所以里面没有更新树莓派4B对应的cpu。有两种解决方法,使用这个传感器的新库“Adafruit_CircuitPython_DHT”,或者在你原来的Adadruit_DHT库中自己手动更新,具体操作如下:

(1)找到Adafruit_DHT文件夹,有时候可能时间久远忘记保存到哪个文件夹里了,可以通过报错信息查看是“/usr/local/lib/python3.7/dist-packages/Adafruit_DHT/”,

(2)打开文件夹里的platform_detect.py文件,可以看到把下面这两行代码添加到最后。 

elif match.group(1) == 'BCM2711':
    return 3

 

其中BCM2711是树莓派4B的CPU,它是四核Cortex-A72 64位。其它的BCMxxxx是其它树莓派版本的CPU。

 

 

修改完文件保存的时候可能遇见permission denied的情况:

需要你打开Terminal运行这条命令,最后的库的位置需要你根据自己库存放的位置修改。更详细的可以看这里树莓派里常用的Linux命令——在terminal中修改文件夹读写权限

sudo chmod -R 777 /usr/local/lib/python3.7/dist-packages/Adafruit_DHT

 成功保存之后再运行原代码就可以顺利拿到读数啦!

(五)报错:RuntimeError: Error accessing GPIO. 

Traceback (most recent call last):
File "/home/pi/shan.py", line 8, in <module>
humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(11, 4)
File "/usr/local/lib/python3.7/dist-packages/Adafruit_DHT-1.4.0-py3.7-linux-armv7l.egg/Adafruit_DHT/common.py", line 94, in read_retry
humidity, temperature = read(sensor, pin, platform)
File "/usr/local/lib/python3.7/dist-packages/Adafruit_DHT-1.4.0-py3.7-linux-armv7l.egg/Adafruit_DHT/common.py", line 81, in read
return platform.read(sensor, pin)
File "/usr/local/lib/python3.7/dist-packages/Adafruit_DHT-1.4.0-py3.7-linux-armv7l.egg/Adafruit_DHT/Beaglebone_Black.py", line 213, in read
raise RuntimeError('Error accessing GPIO. Make sure program is run as root with sudo!')
RuntimeError: Error accessing GPIO. Make sure program is run as root with sudo!

raise RuntimeError('Error accessing GPIO. Make sure program is run as root with sudo!')
RuntimeError: Error accessing GPIO. Make sure program is run as root with sudo!、

分析:报错的原因是你当前登录的账户不是root账户,所以Adafruit_DHT库里需要拿GPIO数据的时候被阻止了。你可以在terminal中测试一下,先使用cd进入你代码所在文件夹,再执行“sudo python3 你的文件名.py”(如“sudo python3 temp.py”)。如果你使用的是python2, 那么就用“sudo python 你的文件名.py”。如果不报错,就说明是这个问题。

解决:两种解决方法。

1. 把当前用户授权所有root的权限,再执行代码

2. 直接使用root账户登录

 

最后祝大家都玩派顺利~~

posted @ 2020-07-03 10:18  滴漏咖啡  阅读(2289)  评论(0编辑  收藏  举报