ESP32 IDF 获取天气信息
一、注册天气获取账号
我使用的知心天气，没有获取天气账号的小伙伴可以去注册一下，知心天气官网：https://www.seniverse.com/
取得天气获取的API后，可以直接在浏览器中访问测试一下，如下图所示：
这里我就不赘述了，稍微花点信息就可以明白天气是怎么获取的了。
二、天气信息
获取到的天气格式是JSON的数据，直接在浏览器中不好观察，所以我将它整理了一下，如下所示：
{
"results":[
{
"location":{
"id":"WKEZD7MXE04F",
"name":"贵阳",
"country":"CN",
"path":"贵阳,贵阳,贵州,中国",
"timezone":"Asia/Shanghai",
"timezone_offset":"+08:00"
},
"daily":[
{
"date":"2022-10-24",
"text_day":"多云",
"code_day":"4",
"text_night":"多云",
"code_night":"4",
"high":"24",
"low":"12",
"rainfall":"0.00",
"precip":"0.00",
"wind_direction":"东南",
"wind_direction_degree":"135",
"wind_speed":"8.4",
"wind_scale":"2",
"humidity":"57"
},
{
"date":"2022-10-25",
"text_day":"多云",
"code_day":"4",
"text_night":"多云",
"code_night":"4",
"high":"24",
"low":"14",
"rainfall":"0.00",
"precip":"0.00",
"wind_direction":"南",
"wind_direction_degree":"180",
"wind_speed":"8.4",
"wind_scale":"2",
"humidity":"62"
},
{
"date":"2022-10-26",
"text_day":"阴",
"code_day":"9",
"text_night":"阵雨",
"code_night":"10",
"high":"24",
"low":"13",
"rainfall":"4.63",
"precip":"0.94",
"wind_direction":"南",
"wind_direction_degree":"180",
"wind_speed":"3.0",
"wind_scale":"1",
"humidity":"87"
}
],
"last_update":"2022-10-24T08:00:00+08:00"
}
]
}
其中有些格式可能看不知道什么意思，不要怕，看官方的注释，如下所示：
{
"results": [
{
"location": {
"id": "C23NB62W20TF",
"name": "西雅图",
"country": "US",
"path": "西雅图,华盛顿州,美国",
"timezone": "America/Los_Angeles",
"timezone_offset": "-07:00"
},
"now": {
"text": "多云", //天气现象文字
"code": "4", //天气现象代码
"temperature": "14", //温度，单位为c摄氏度或f华氏度
"feels_like": "14", //体感温度，单位为c摄氏度或f华氏度
"pressure": "1018", //气压，单位为mb百帕或in英寸
"humidity": "76", //相对湿度，0~100，单位为百分比
"visibility": "16.09", //能见度，单位为km公里或mi英里
"wind_direction": "西北", //风向文字
"wind_direction_degree": "340", //风向角度，范围0~360，0为正北，90为正东，180为正南，270为正西
"wind_speed": "8.05", //风速，单位为km/h公里每小时或mph英里每小时
"wind_scale": "2", //风力等级，请参考：http://baike.baidu.com/view/465076.htm
"clouds": "90", //云量，单位%，范围0~100，天空被云覆盖的百分比 #目前不支持中国城市#
"dew_point": "-12" //露点温度，请参考：http://baike.baidu.com/view/118348.htm #目前不支持中国城市#
},
"last_update": "2015-09-25T22:45:00-07:00" //数据更新时间（该城市的本地时间）
}
]
}
三、ESP32获取天气信息
这里我使用的是ESP-IDF环境，并且是通过 socket 的方式进行获取
-
socket 通信思路如下图所示：
-
创建socket连接
函数 int socket(int domain, int type, int protocol) 含义 函数socket()为通信创建一个端点，并为该套接字返回一个文件描述符。 返回值 int，若发生错误则返回-1 domain 表示需要创建的协议。
如：AF_INET表示IPv4，
AF_INET6表示IPv6，
AF_UNIX表示本地套接字type 创建时，选择需要的通行方式，如：
SOCK_STREAM表示TCP，
SOCK_DGRAM表示UDP，
SOCK_SEQPACKET表示可靠的顺序包服务，
SOCK_RAW表示网络层上的原始协议protocol 表示指定要使用的实际传输协议
最常见的有IPPROTO_TCP, IPPROTO_SCTP, IPPROTO_UDP, IPPROTO_DCCP等。
如果填0（IPPRORO_IP）则根据前两个参数自动选择协议/* 创建套接字 */ socket_handle = socket(dns_info->ai_family, dns_info->ai_socktype, 0); // 0（IPPROTO_IP）可以用来表示选择一个默认的协议。 if(socket_handle < 0) { ESP_LOGE(TAG, "... Failed to allocate socket"); close(socket_handle); freeaddrinfo(dns_info); false; } -
连接 connect
连接时需要用到服务器的信息，而获取天气信息是通过域名的方式获取的，在连接之前，我们需要使用getaddrinfo()函数进行DNS解析/* 域名解析 */ int err = getaddrinfo(WEB_SERVER, WEB_PORT, &hints, &dns_info); if(err != 0 || dns_info == NULL) { ESP_LOGE(TAG, "DNS lookup failed err=%d dns_info=%p", err, dns_info); return false; } /* 连接服务器 */ if(connect(socket_handle, dns_info->ai_addr, dns_info->ai_addrlen) != 0) { ESP_LOGE(TAG, "... socket connect failed errno=%d", errno); close(socket_handle); freeaddrinfo(dns_info); false; } -
通过写数据，发送get请求
/* 想缓冲区中写入服务请求信息 */ if (write(socket_handle, REQUEST, strlen(REQUEST)) < 0) { ESP_LOGE(TAG, "... socket send failed"); close(socket_handle); false; } -
设置请求超时
/* 设置请求超时 */ struct timeval receiving_timeout; receiving_timeout.tv_sec = 5; receiving_timeout.tv_usec = 0; if (setsockopt(socket_handle, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &receiving_timeout, sizeof(receiving_timeout)) < 0) { ESP_LOGE(TAG, "... failed to set socket receiving timeout"); close(socket_handle); false; } -
通过读取数据，获取get响应数据
bzero(weather_buf, buf_size); // 将内存 weather_buf 前的 sizeof(weather_buf) 全部设置为0 int read_size = read(socket_handle, weather_buf, buf_size-1); // 从缓冲区中读取指定长度的数据，当缓冲区中内容小于指定长度时，read() 返回实际读取的数据长度， ESP_LOGI(TAG, "get weather is： %s", weather_buf); // 打印获取的天气信息
四、天气获取案例
#include "lvgl_weather_view.h"
#include "cJSON.h"
#include "../../wifi/wifi.h"
#include <string.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_system.h"
#include "esp_wifi.h"
#include "esp_event.h"
#include "esp_log.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "lwip/err.h"
#include "lwip/sockets.h"
#include "lwip/sys.h"
#include "lwip/netdb.h"
#include "lwip/dns.h"
/* 获取天气的地址 */
#define WEB_SERVER "api.seniverse.com" // 服务器域名
#define WEB_PORT "80" // 服务器端口
#define WEB_PATH "https://api.seniverse.com/v3/weather/daily.json?key=xxxxxx=Guiyang&language=zh-Hans" // 天气获取路径
/* 存放json解析后的天气信息 */
static lvgl_user_weather_info_t user_weather_info = {0};
static const char *REQUEST = "GET " WEB_PATH " HTTP/1.0\r\n"
"Host: "WEB_SERVER":"WEB_PORT"\r\n"
"User-Agent: esp-idf/1.0 esp32\r\n"
"\r\n";
/**
* @brief 获取天气数据
*
* @param weather_buf 天气数据的存储空间
* @param buf_size 存储空间的大小
* @return true 获取成功
* @return false 获取失败
*/
static bool get_weather_buf(char *weather_buf, size_t buf_size)
{
const struct addrinfo hints = {
.ai_family = AF_INET, // AF_INET表示IPv4，AF_INET6表示IPv6
.ai_socktype = SOCK_STREAM, // SOCK_STREAM表示TCP、SOCK_DGRAM表示UDP、SOCK_RAW表示RAW
};
struct addrinfo *dns_info; // DNS 解析信息
int socket_handle; // socket句柄
/* 域名解析 */
int err = getaddrinfo(WEB_SERVER, WEB_PORT, &hints, &dns_info);
if(err != 0 || dns_info == NULL) {
ESP_LOGE(TAG, "DNS lookup failed err=%d dns_info=%p", err, dns_info);
return false;
}
/* 打印解析的服务器 IP */
struct in_addr *service_IP = &((struct sockaddr_in *)dns_info->ai_addr)->sin_addr;
ESP_LOGI(TAG, "DNS lookup succeeded. IP=%s", inet_ntoa(*service_IP));
/* 创建套接字 */
socket_handle = socket(dns_info->ai_family, dns_info->ai_socktype, 0); // 0（IPPROTO_IP）可以用来表示选择一个默认的协议。
if(socket_handle < 0) {
ESP_LOGE(TAG, "... Failed to allocate socket");
close(socket_handle);
freeaddrinfo(dns_info);
false;
}
// ESP_LOGI(TAG, "allocated socket... ");
/* 连接服务器 */
if(connect(socket_handle, dns_info->ai_addr, dns_info->ai_addrlen) != 0) {
ESP_LOGE(TAG, "... socket connect failed errno=%d", errno);
close(socket_handle);
freeaddrinfo(dns_info);
false;
}
// ESP_LOGI(TAG, "... connected");
/* 释放 dns_info 指向的空间 */
freeaddrinfo(dns_info);
/* 想缓冲区中写入服务请求信息 */
if (write(socket_handle, REQUEST, strlen(REQUEST)) < 0) {
ESP_LOGE(TAG, "... socket send failed");
close(socket_handle);
false;
}
// ESP_LOGI(TAG, "... socket send success");
/* 设置请求超时 */
struct timeval receiving_timeout;
receiving_timeout.tv_sec = 5;
receiving_timeout.tv_usec = 0;
if (setsockopt(socket_handle, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &receiving_timeout, sizeof(receiving_timeout)) < 0)
{
ESP_LOGE(TAG, "... failed to set socket receiving timeout");
close(socket_handle);
false;
}
// ESP_LOGI(TAG, "... set socket receiving timeout success");
/* 从缓冲区中读取天气信息 */
bzero(weather_buf, buf_size); // 将内存 weather_buf 前的 sizeof(weather_buf) 全部设置为0
int read_size = read(socket_handle, weather_buf, buf_size-1); // 从缓冲区中读取指定长度的数据，当缓冲区中内容小于指定长度时，read() 返回实际读取的数据长度，
ESP_LOGI(TAG, "get weather is： %s", weather_buf); // 打印获取的天气信息
ESP_LOGI(TAG, "... done reading from socket. Last read return=%d errno=%d.", read_size, errno); // 打印读取到的数据长度
close(socket_handle);
return true;
}
五、JSON数据解析
/**
* @brief 解析天气数据（JSON）
*
* @param analysis_buf 数据的存储空间
* @return true 解析成功
* @return false 解析失败
*/
static bool parse_json_data(const char *analysis_buf)
{
cJSON *json_data = NULL;
/* 截取有效json */
char *index = strchr(analysis_buf, '{');
// strcpy(weather_buf, index);
json_data = cJSON_Parse(index);
if( json_data == NULL ) // 判断字段是否json格式
{
return false;
}
// ESP_LOGI(TAG, "Start parsing data");
cJSON* cjson_item =cJSON_GetObjectItem(json_data,"results");
cJSON* cjson_results = cJSON_GetArrayItem(cjson_item,0);
/* 获取天气的地址 */
cJSON* cjson_location = cJSON_GetObjectItem(cjson_results,"location");
cJSON* cjson_temperature_name = cJSON_GetObjectItem(cjson_location,"name");
strcpy(user_weather_info.location_name,cjson_temperature_name->valuestring);
/* 天气信息 */
cJSON* cjson_daily = cJSON_GetObjectItem(cjson_results,"daily");
/* 当天的天气信息 */
cJSON* cjson_daily_1 = cJSON_GetArrayItem(cjson_daily,0);
ESP_LOGI(TAG, "day_one_code is: %s", cJSON_GetObjectItem(cjson_daily_1,"code_day")->valuestring);
ESP_LOGI(TAG, "day_one_temp_high is: %s", cJSON_GetObjectItem(cjson_daily_1,"high")->valuestring);
ESP_LOGI(TAG, "day_three_temp_low is: %s", cJSON_GetObjectItem(cjson_daily_1,"low")->valuestring);
ESP_LOGI(TAG, "day_one_humi is: %s", cJSON_GetObjectItem(cjson_daily_1,"humidity")->valuestring);
ESP_LOGI(TAG, "day_one_windspeed is: %s", cJSON_GetObjectItem(cjson_daily_1,"wind_speed")->valuestring);
注意：解析JSON数据时，使用的都是 valuestring 数据类型，否则会出现无法解析的现象
参考文献
ESP32学习笔记（12）——JSON接口使用：https://blog.csdn.net/qq_36347513/article/details/116481167
ESP32学习笔记（14）——HTTP服务器 - 简书：https://www.jianshu.com/p/aa865ff71b05
ESP32_IDF学习8【HTTP服务器】 - redlightASl - 博客园：https://www.cnblogs.com/redlightASl/p/15542579.html
ESP32 之 ESP-IDF 教学（十二）WiFi篇—— LwIP 之 TCP 通信：https://blog.csdn.net/m0_50064262/article/details/120265731>
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