本教程将手把手教你搭建一个基于 ESP8266 的温湿度监测系统，实现「每秒读取温湿度 + 点阵屏实时显示 + HTTP 局域网访问 + 每 5 分钟上传 LeanCloud 云端」的完整功能，适合新手快速上手。
一、项目功能清单
- 硬件：ESP8266 驱动 SHT30 温湿度传感器（高精度）+ 4 联 MAX7219 8*8 点阵屏；
- 数据读取：每秒读取一次温湿度，实时显示在点阵屏上；
- 局域网访问：ESP8266 搭建 HTTP 服务器，固定主机名，电脑 / 手机可访问温湿度数据；
- 云端存储：每 5 分钟自动将温湿度数据上传到 LeanCloud，支持远程查看历史数据。
二、硬件准备
| 器件 | 数量 | 备注 |
|---|---|---|
| ESP8266（NodeMCU） | 1 个 | 核心控制板 |
| SHT30 温湿度传感器 | 1 个 | I2C 通信，精度优于 DHT11 |
| 4 联 MAX7219 点阵屏 | 1 个 | SPI 通信，8*32 显示区域 |
| 杜邦线 | 若干 | 公对公 / 公对母 |
| Micro USB 数据线 | 1 根 | 供电 + 烧录程序 |
| 5V 电源（可选） | 1 个 | 脱离电脑供电使用 |
三、硬件接线（核心步骤）
1. SHT30 → ESP8266（I2C 通信，必须接 3.3V）
| SHT30 引脚 | ESP8266 引脚 | 重要说明 |
|---|---|---|
| VCC | 3.3V | 禁止接 5V！会烧毁传感器 |
| GND | GND | 共地，保证电压稳定 |
| SDA | D2 (GPIO4) | I2C 数据引脚 |
| SCL | D1 (GPIO5) | I2C 时钟引脚 |
2. MAX7219 点阵屏 → ESP8266（SPI 通信）
| MAX7219 引脚 | ESP8266 引脚 | 说明 |
|---|---|---|
| VCC | 5V | 推荐 5V 供电，显示更清晰 |
| GND | GND | 共地 |
| DIN | D7 (GPIO13) | SPI 数据引脚 |
| CS | D8 (GPIO15) | SPI 片选引脚 |
| CLK | D5 (GPIO14) | SPI 时钟引脚 |
接线提示：先接 GND，再接 VCC，最后接信号引脚（SDA/SCL/DIN/CLK/CS），避免接反烧毁器件。
四、软件准备
1. Arduino IDE 配置
- 安装 Arduino IDE（官网下载：https://www.arduino.cc/en/software）；
- 配置 ESP8266 开发板：
- 打开 Arduino IDE → 文件 → 首选项 → 附加开发板管理器网址，输入：
http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json； - 工具 → 开发板 → 开发板管理器，搜索「esp8266」并安装；
- 工具 → 开发板，选择「NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module)」。
- 打开 Arduino IDE → 文件 → 首选项 → 附加开发板管理器网址，输入：
2. 安装依赖库
打开 Arduino IDE → 项目 → 加载库 → 管理库，搜索并安装以下库：
Adafruit SHT31（SHT30 传感器驱动）；MD_Parola（MAX7219 点阵屏显示控制）；MD_MAX72XX（MAX7219 底层驱动）；ESP8266WiFi（自带，无需安装）。
3. LeanCloud 准备（云端存储）
- 注册 LeanCloud 账号（https://console.leancloud.app/），创建一个「应用」；
- 进入应用 → 设置 → 应用凭证，记录以下信息（后续填到代码里）：
- AppID、AppKey、MasterKey（注意保护 MasterKey，不要泄露）。
五、完整代码
将以下代码复制到 Arduino IDE，替换「配置项」中的 WiFi 信息、LeanCloud 凭证即可使用。
cpp
运行
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266WebServer.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <Adafruit_SHT31.h>
#include <MD_Parola.h>
#include <MD_MAX72xx.h>
#include <SPI.h>
// ====================== 【配置项 - 需修改】 ======================
// WiFi配置
const char* ssid = "你的WiFi名称"; // 替换为自家WiFi名称
const char* password = "你的WiFi密码"; // 替换为自家WiFi密码
// 局域网主机名（固定访问地址）
const char* espHostname = "esp8266-temphumi";
// MAX7219配置（4联8*8点阵屏，数量无需修改）
#define MAX_DEVICES 4 // 点阵屏数量（4联屏固定为4）
#define CLK_PIN 14 // D5（对应接线，无需修改）
#define DATA_PIN 13 // D7（对应接线，无需修改）
#define CS_PIN 15 // D8（对应接线，无需修改）
// LeanCloud配置（替换为自己的凭证）
const char* leanCloudServer = "2m";
const String leanCloudAppID = "2E#####";
const String leanCloudAppKey = "####";
const String leanCloudMasterKey = "####";
// ================================================================
// 全局变量初始化
MD_Parola matrix = MD_Parola(DATA_PIN, CLK_PIN, CS_PIN, MAX_DEVICES);
Adafruit_SHT31 sht30 = Adafruit_SHT31();
float temperature = 0.0, humidity = 0.0;
ESP8266WebServer server(80);
unsigned long lastUploadTime = 0;
const unsigned long uploadInterval = 5 * 60 * 1000; // 5分钟上传一次
// 【功能1】读取SHT30温湿度数据
bool readSHT30() {
float t, h;
// SHT30读取温湿度，地址默认0x44，失败可改为0x45
if (sht30.readTemperature(&t) && sht30.readHumidity(&h)) {
temperature = t;
humidity = h;
return true;
}
return false;
}
// 【功能2】HTTP服务接口：返回温湿度JSON数据
void handleTempHumi() {
String json = "{\"temperature\":" + String(temperature, 1) +
",\"humidity\":" + String(humidity, 1) + "}";
server.send(200, "application/json", json);
}
// 【功能3】上传数据到LeanCloud云端
void uploadToLeanCloud() {
WiFiClient client;
const int httpPort = 80;
// 连接LeanCloud服务器
if (!client.connect(leanCloudServer, httpPort)) {
Serial.println("❌ LeanCloud连接失败");
return;
}
// 构建上传的JSON数据
String postData = "{\"temperature\":" + String(temperature, 1) +
",\"humidity\":" + String(humidity, 1) + "}";
// 发送HTTP POST请求（MasterKey需加,master标识）
client.print(String("POST /1.1/classes/TempHumiData HTTP/1.1\r\n") +
"Host: " + leanCloudServer + "\r\n" +
"X-LC-Id: " + leanCloudAppID + "\r\n" +
"X-LC-Key: " + leanCloudMasterKey + ",master\r\n" +
"Content-Type: application/json\r\n" +
"Content-Length: " + String(postData.length()) + "\r\n" +
"Connection: close\r\n\r\n" +
postData);
// 打印响应（调试用）
delay(1000);
while (client.available()) {
String line = client.readStringUntil('\r');
Serial.print(line);
}
client.stop();
Serial.println("\n✅ LeanCloud上传完成");
}
// 【功能4】点阵屏显示温湿度
void displayOnMatrix() {
matrix.setTextAlignment(PA_CENTER); // 居中显示
matrix.setIntensity(5); // 亮度（0-15，数值越大越亮）
// 拼接显示内容：如「25.5C 60.0%」
String displayStr = String(temperature, 1) + "C " + String(humidity, 1) + "%";
matrix.print(displayStr);
delay(1000); // 显示1秒（和读取频率同步）
}
// 初始化函数（只执行一次）
void setup() {
Serial.begin(115200); // 串口波特率，用于调试
// 1. 初始化SHT30传感器
if (!sht30.begin(0x44)) {
Serial.println("❌ SHT30初始化失败！检查接线/地址");
while (1) delay(10); // 初始化失败则卡住，提示排查
}
Serial.println("✅ SHT30初始化成功");
// 2. 初始化点阵屏
matrix.begin();
matrix.displayClear();
matrix.print("Init..."); // 开机提示
delay(1000);
Serial.println("✅ 点阵屏初始化成功");
// 3. 设置局域网主机名
WiFi.hostname(espHostname);
// 4. 连接WiFi
Serial.print("🔌 连接WiFi...");
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("\n✅ WiFi已连接");
Serial.print("📡 主机名: "); Serial.println(WiFi.hostname());
Serial.print("📡 IP地址: "); Serial.println(WiFi.localIP());
// 5. 启动HTTP服务器
server.on("/temp_humi", handleTempHumi); // 注册接口
server.begin();
Serial.println("✅ HTTP服务器已启动");
// 6. 首次读取温湿度
readSHT30();
}
// 主循环（反复执行）
void loop() {
// 1. 每秒读取一次温湿度并显示
static unsigned long lastReadTime = 0;
if (millis() - lastReadTime >= 1000) {
lastReadTime = millis();
if (readSHT30()) {
Serial.printf("🌡️ 温度: %.1f°C, 湿度: %.1f%%\n", temperature, humidity);
displayOnMatrix();
} else {
Serial.println("❌ SHT30读取失败");
matrix.print("Read Err");
delay(1000);
}
}
// 2. 处理HTTP客户端请求（电脑/手机访问）
server.handleClient();
// 3. 每5分钟上传数据到LeanCloud
if (millis() - lastUploadTime >= uploadInterval) {
lastUploadTime = millis();
Serial.println("\n📤 开始上传到LeanCloud...");
uploadToLeanCloud();
}
}六、程序烧录与测试
1. 烧录程序
- 将 ESP8266 通过 Micro USB 连接到电脑；
- Arduino IDE → 工具 → 端口，选择 ESP8266 对应的 COM 口；
- 点击「上传」按钮（右箭头），等待烧录完成（底部提示「上传成功」）。
2. 功能测试
测试 1：串口调试（看日志）
打开 Arduino IDE → 工具 → 串口监视器，波特率选 115200，可看到：
- 传感器 / 点阵屏初始化成功提示；
- WiFi 连接成功，显示主机名和 IP；
- 每秒刷新的温湿度数据；
- 每 5 分钟一次的 LeanCloud 上传日志。
测试 2：点阵屏显示
正常情况下，点阵屏会显示当前温湿度（如「25.5C 60.0%」），若显示「Read Err」，说明 SHT30 读取失败，需检查接线。
测试 3：局域网 HTTP 访问
在同一 WiFi 下的电脑 / 手机浏览器输入：http://esp8266-temphumi/temp_humi或 http://ESP8266的IP地址/temp_humi会返回 JSON 格式数据：{"temperature":25.5,"humidity":60.0}。
测试 4：LeanCloud 云端查看
登录 LeanCloud 控制台 → 数据存储 → 结构化数据 → TempHumiData表，可看到每 5 分钟上传的温湿度记录。
七、常见问题排查
| 问题现象 | 排查方向 |
|---|---|
| SHT30 初始化失败 | 1. 接线：SDA→D2、SCL→D1；2. 供电：必须接 3.3V；3. 地址：改 0x44 为 0x45 重试 |
| 点阵屏不显示 | 1. 接线：DIN→D7、CLK→D5、CS→D8；2. 确认是 4 联屏（MAX_DEVICES=4） |
| HTTP 访问失败 | 1. 电脑和 ESP8266 连同一 WiFi；2. 关闭电脑防火墙；3. 核对 IP / 主机名 |
| LeanCloud 上传失败 | 1. 凭证是否正确；2. MasterKey 后是否加,master；3. ESP8266 能否访问外网 |
| 点阵屏亮度太亮 / 太暗 | 修改代码中matrix.setIntensity(5)的数值（0-15） |
八、总结
- 本项目核心是 ESP8266 作为主控，整合了 SHT30（数据采集）、MAX7219（本地显示）、HTTP 服务（局域网访问）、LeanCloud（云端存储）四大功能；
- 接线是基础：SHT30 必须接 3.3V，MAX7219 推荐接 5V，信号引脚严格对应；
- 关键配置：WiFi 信息、LeanCloud 凭证需替换为自己的，SHT30 地址可根据实际调整；
- 扩展方向：可修改上传频率、点阵屏显示样式，或在 LeanCloud 添加数据可视化面板。
整个系统实现了「本地采集 - 本地显示 - 局域网访问 - 云端存储」的完整闭环，适合物联网入门学习。