传感器概述
DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器。 其精度湿度±5%RH, 温度±2℃,量程湿度20-90%RH, 温度0~50℃。分为3个接口,分别为:VCC, DATA, GND。
产品图片

主要用途
检测环境温湿度
GPIO控制DHT11温湿度传感器实操
引脚接线
我用的是三个头的dht11传感器,因此连线方式是:
VCC(或正极) --- 树莓派的3v电源
GND (地线或者负极)--- 树莓派的gnd接口
DATA (D或者out) ---树莓派的GPIO引脚
1.VCC接上3V,可以选择1口或者17口
2.DATA接上GPIO口,我选的是GPIO4,第7口
3.GND接上接地口,我选的是第14口
模块原理图

硬件连接
硬件只涉及树莓派、DHT11传感器。
DHT11的信号引脚连接树莓派的GPIO17, DHT11的Vdd(+)和GND引脚(-)分别连接树莓派的电源正极和GND引脚。
实际线路

安装 Python3
本项目使用 Python3 进行开发,一般情况下,树莓派系统会内置 Python3,如果不确定系统内是否已经安装,可以使用下面的命令进行确认。
bash
python3 --version
如果显示 Python 3.x.x(x 表示数字)则表示已经安装,否则请使用 apt 命令安装
bash
sudo apt install python3
从源代码编译安装python3.9
如果你需要安装的Python版本不在apt仓库中,你可以从源代码编译安装。
bash
wget https://www.python.org/ftp/python/3.9.1/Python-3.9.1.tar.xz
tar -xf Python-3.9.1.tar.xz
cd Python-3.9.1
./configure --enable-optimizations
make -j 4
sudo make altinstall
使用altinstall可以避免与系统自带的Python版本冲突。
使用Pyenv管理Python版本
管理多个Python版本,可以使用pyenv。需要安装pyenv和pyenv-virtualenv:
1、安装依赖项:
bash
sudo apt-get install -y make build-essential libssl-dev zlib1g-dev libbz2-dev libreadline-dev libsqlite3-dev wget curl llvm libncurses5-dev libncursesw5-dev xz-utils tk-dev libffi-dev liblzma-dev python-openssl git
2、安装pyenv:
bash
curl -L https://github.com/pyenv/pyenv-installer/raw/master/bin/pyenv-installer | bash
3、配置环境变量(将以下内容添加到你的/.bashrc或/.profile文件中):
bash
export PATH="HOME/.pyenv/bin:PATH"
eval "$(pyenv init -)"
eval "$(pyenv virtualenv-init -)"
4、重新加载配置文件:
bash
source ~/.bashrc
5、使用pyenv安装最新版本的Python:
bash
pyenv install -l # 查看可用的Python版本
pyenv install 3.9.0 # 安装特定版本,例如3.9.0,
或者使用最新的稳定版号,如 pyenv install 3.9 或 pyenv install 3.10 等。
pyenv global 3.9.0 # 设置全局Python版本为3.9.0,或者使用最新的稳定版号。
Adafruit DHT库下载
bash
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
注:安装失败,Adafruit_Python_DHT库无法安装成功,树莓派4b主板不支持。
关于虚拟环境
所谓虚拟环境是在python中把我们环境做成一个沙箱,不跟其他环境冲突。
另外,在类似树莓派这样的环境中不允许直接安装python的库,我们又需要用这些库,我们可以安装一个python的虚拟环境,由于虚拟环境不会影响外部环境,所以我可以在虚拟环境中安装python库。
python的虚拟环境安装步骤:
#创建一个文件夹用来安装虚拟环境:
bash
mkdir adafruit_env
cd adafruit_env
安装虚拟环境:
bash
sudo apt-get install python3-venv
创建虚拟环境:
bash
python3 -m venv adafruit_env
激活虚拟环境:
bash
source adafruit_env/bin/activate

退出虚拟环境:
bash
deactivate
开启树莓派1-Wire接口
控制台终端输入命令
bash
sudo raspi-config
选择确认退出即可。
安装adafruit-circuitpython-dht库
先进入虚拟环境
使用pip安装adafruit-circuitpython-dht库。打开终端,然后输入以下命令:
bash
pip3 install adafruit-circuitpython-dht

GPIO控制传感器读取数据
编写Python获取温湿度代码,命名为demo1.py
代码如下:
bash
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import RPi.GPIO as GPIO
import numpy as np
import time
import sys
DHTPIN = 17
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
def read_dht11_dat():
try:
GPIO.setup(DHTPIN, GPIO.OUT)
GPIO.output(DHTPIN, GPIO.LOW)
time.sleep(0.02)
GPIO.output(DHTPIN, GPIO.HIGH)
GPIO.setup(DHTPIN, GPIO.IN)
# Wait for sensor response
timeout = time.time() + 0.1
while GPIO.input(DHTPIN) == GPIO.LOW:
if time.time() > timeout:
raise RuntimeError("Sensor response timeout (LOW)")
timeout = time.time() + 0.1
while GPIO.input(DHTPIN) == GPIO.HIGH:
if time.time() > timeout:
raise RuntimeError("Sensor response timeout (HIGH)")
# Read 40 bits of data
data = []
for _ in range(40):
# Wait for start of bit
timeout = time.time() + 0.001
while GPIO.input(DHTPIN) == GPIO.LOW:
if time.time() > timeout:
raise RuntimeError("Bit start timeout")
# Measure duration of high pulse
start = time.time()
timeout = start + 0.001
while GPIO.input(DHTPIN) == GPIO.HIGH:
if time.time() > timeout:
break
duration = time.time() - start
data.append(1 if duration > 0.00005 else 0)
# Convert bits to values
m = np.logspace(7, 0, 8, base=2, dtype=int)
data_array = np.array(data)
humidity = m.dot(data_array[0:8])
humidity_point = m.dot(data_array[8:16])
temperature = m.dot(data_array[16:24])
temperature_point = m.dot(data_array[24:32])
check = m.dot(data_array[32:40])
tmp = humidity + humidity_point + temperature + temperature_point
if check == tmp and humidity + temperature < 1000: # Sanity check
return humidity, temperature
return False
except Exception as e:
print(f"Error reading sensor: {str(e)}", file=sys.stderr)
return False
def main():
print("Raspberry Pi DHT11 Temperature test program\n")
time.sleep(1)
try:
while True:
result = read_dht11_dat()
if result:
humidity, temperature = result
print(f"humidity: {humidity}%, Temperature: {temperature}C\n")
else:
print("Data are wrong, skip\n")
time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
pass
def destroy():
GPIO.cleanup()
if __name__ == '__main__':
try:
main()
finally:
destroy()
运行脚本程序
可以看到humidity 和 Temperature数据打印在控制台。