代码收藏家 使用单片机和ESP8266模块获取网络时间与天气预报
前几天发布了开源4.3寸触摸屏的文章 《开源4.3寸触摸屏》，里面有WIFI获取时间和天气预报相关的功能，今天就来介绍一下这个功能是怎样实现的。
1.底层驱动
首先，硬件上，单片机通过串口AT指令访问WIFI模块（ESP12S）。具体AT指令怎样是写，可以参考之前的文章《AT指令程序的编写》。上电后，先配置WIFI模块的工作模式等，用到的AT指令如下：
1. 关闭回显
ATE0
2. 设置为STA模式
AT+CWMODE_DEF=1
3. 设置WIFI名称和密码
AT+CWJAP_DEF=”SSID”,”Password”
4. 开启DHCP
AT+CWDHCP_DEF=1,1
5. 设置为单连接模式
AT+CIPMUX=0
6. 透传模式
AT+CIPMODE=1
2.获取网络时间
获取网络时间的方式有两种，对于较新版本的固件，可以直接通过AT指令来获取。（可以通过AT+GMR指令来查询固件的版本。）
AT+CIPSNTPTIME?
对于较老版本的固件，不支持该AT指令，只能通过自己链接网络服务器来获取当前时间。具体需要的AT指令如下：
1.建立TCP链接
AT+CIPSTART="TCP","www.beijing-time.org",80
2.打开传透模式
AT+CIPSEND
3.收到‘>’符号后，随便发送个数据
4.等待接收数据
接收的数据可以先用网络调试助手来测试，如下，可以看大，数据中包含了当前的日期和时间信息，我们可以先找到字符串中“Data”的位置，再解析后面的数据。数据格式固定，直接按照字符位置解析就行。
需要注意的是，获取的这个时间是格林威治时间，与北京时间相差8个小时。
当然，也可以通过连接其它NTP时间服务器来获取时间，步骤是类似的。
3.获取天气预报
天气的获取就要比时间稍复杂一些，网上有很多可以提供天气预报的服务器，有些可以免费试用，一般都需要注册一个账号，这里以“心知天气”为例进行介绍。步骤如下：
1.在该网站注册一个账号：
心知天气 – 高精度气象数据 – 天气数据API接口 – 行业气象解决方案。
注册之后就可以通过其开放的API来获取天气预报。有免费版和付费版，区别在于访问频次和获取的天气信息内容不同。如下：
2.在控制台查看账号的私钥，这个在程序用要用。
3.有了这个私钥，我们就可以通过API来获取天气预报了，相关的API可以在这里查询：
先用网络调试助手测试一下：
可以看到，通过TCP连接服务器后，发送GET请求就可以收到天气预报数据，接下来就是解析数据了。
4.接收的数据是JSON格式的字符串，在单片机中我们可以移植cJSON来进行解析。cJSON是一个开源的C语音解析库，只有cJSON.c、cJSON.h两个文件，直接添加到工程中就可以使用相关函数。程序如下：
void Weather_JSON( )
{
char *data;
cJSON *root;
cJSON *results;
cJSON *last_update;
cJSON *loc_json, *daily_json;
cJSON *forecast_json;
char *loc_tmp, *weather_tmp;
int i = 0;
data = (char*)(Uart1.RxBuf);//接受到的数据
root = cJSON_Parse(data);
if(root)
{
//printf("JSON格式正确:\n%s\n\n",cJSON_Print(root)); //输出json字符串
results = cJSON_GetObjectItem(root, "results");
results = cJSON_GetArrayItem(results,0);
if(results)
{
loc_json = cJSON_GetObjectItem(results, "location"); //得到location键对应的值，是一个对象
loc_tmp = cJSON_GetObjectItem(loc_json, "id") -> valuestring;
//printf("城市ID:%s\n",loc_tmp);
loc_tmp = cJSON_GetObjectItem(loc_json, "name") -> valuestring;
memset(loc_str,0,20);
memcpy(loc_str,loc_tmp,strlen(loc_tmp));
loc_tmp = cJSON_GetObjectItem(loc_json, "timezone") -> valuestring;
//printf("城市时区:%s\n\n",loc_tmp);
daily_json = cJSON_GetObjectItem(results, "daily");
if(daily_json)
{
Weather_Dat[0].Flag = 1;
for(i = 0; i < 3; i++)
{
forecast_json = cJSON_GetArrayItem(daily_json, i);
//weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "date") -> valuestring;//日期
weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "code_day") -> valuestring;//白天天气代码
Weather_Dat[i].Weathcode = atoi(weather_tmp);
//weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "code_night") -> valuestring;//晚上天气代码
weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "high") -> valuestring;//最高温度
memset(Weather_Dat[i].HighT,0,4);
memcpy(Weather_Dat[i].HighT,weather_tmp,strlen(weather_tmp));
weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "low") -> valuestring;//最低温度
memset(Weather_Dat[i].LowT,0,4);
memcpy(Weather_Dat[i].LowT,weather_tmp,strlen(weather_tmp));
weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "wind_direction") -> valuestring;//风向
memset(Weather_Dat[i].Wind_Dir,0,10);
memcpy(Weather_Dat[i].Wind_Dir,weather_tmp,strlen(weather_tmp));
weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "wind_scale") -> valuestring;//风力
memset(Weather_Dat[i].WindScale,0,4);
memcpy(Weather_Dat[i].WindScale,weather_tmp,strlen(weather_tmp));
weather_tmp = cJSON_GetObjectItem(forecast_json, "humidity") -> valuestring;//湿度
memset(Weather_Dat[i].Humi,0,4);
memcpy(Weather_Dat[i].Humi,weather_tmp,strlen(weather_tmp));
}
}
else
{
//printf("daily json格式错误\r\n");
Weather_Dat[0].Flag = 0;
}
// last_update = cJSON_GetObjectItem(results, "last_update");
// update_tmp = last_update->valuestring;
// if(last_update)
// {
// //printf("更新时间:%s\r\n", update_tmp);
// }
}
else
{
Weather_Dat[0].Flag = 0;
//printf("results格式错误:%s\r\n", cJSON_GetErrorPtr());
}
}
else
{
Weather_Dat[0].Flag = 0;
//printf("JSON格式错误\r\n");
}
cJSON_Delete(root);
}解析后，将有用数据转换为自己想要的格式存储在变量中。需要注意的是，cJSON可能占用较大的堆栈，因此堆栈需要设大一些。
总结一下，获取天气预报的步骤如下：
1.注册账号
2.获取私钥
3.连接服务器
AT+CIPSTART="TCP”,” api.seniverse.com”,80
4..打开传透模式
AT+CIPSEND
5..收到‘>’符号后，发送GET请求
6.等待接收数据，并解析
以上就是单片机通过AT指令访问WIFI模块获取网络时间和天气预报的方法，需要注意的是上述所有指令后面别忘了加回车换行符。
