波仔
🍓 第十三章 IoT 实验范例：温湿度监控与 Node-RED
📄 一句话概括

DHT22 温湿度传感器接上 GPIO，Python 每半分钟读一次、经 HTTP 上传到 ThingSpeak 云端画成历史曲线——本章第一个完整 IoT 闭环：物理量→数据→云端图表；这一节也是全课【老教程死库】密度最高的一篇，四条老路全废，正路只有一条。

📝 本节和前面几节的关系

传感器接线是 7-1/7-3 的数字输入延伸（DHT 用一根数据线按时序协议传 40 位数据）；读数后【往哪送】是 13-1 说的平台层——ThingSpeak 是最轻的入门云（开个通道就能用）；上传用 13-2 见过的 HTTP 一问一答，只是这次树莓派反过来当【客户端】。

一、DHT22 接线：三条纪律

DHT11（蓝色、误差 ±2°C）与 DHT22（白色、更准）接线相同：

DHT22        树莓派
VCC   →      3.3V（物理 1 脚）
DATA  →      GPIO4（物理 7 脚）
GND   →      GND（物理 9 脚）
  1. 只用 3.3V 供电——DHT22 支持 5V，但 DATA 线的电平跟着供电走，5V 进 GPIO 会烧针（7-1 的铁律）；
  2. DATA 要上拉电阻——DATA 与 3.3V 之间接 4.7kΩ~10kΩ；买【三脚模块版】通常已焊好，可省；
  3. DATA 选 GPIO4——物理 7 脚，离 3.3V 和 GND 都近，走线最短（线越短时序越稳）。

二、读数库的四条老路与一条正路（2026 现状）

DHT 是单总线时序协议（微秒级脉冲），读它全靠库拼时序——而这正是老库坟场：

⚠️ 老教程哪几处已失效（本章防坑段 ②）
  1. wiringPi——2019 年作者宣布停止维护，Pi 4 之后的新板全不认，别再装；
  2. Adafruit_DHT（老版）——已废弃，装都装不上；
  3. RPi.GPIO 直拼时序——Pi 5 上整个库失效（7 章防坑段主角），实测只能收到十几个边沿、凑不齐 40 位数据；
  4. gpiozero 的 DHT22 类——它把时序交给 pigpio 守护进程，而 pigpio 不认识 Pi 5 的 RP1 芯片（Trixie 仓库里 pigpiod 也已退场）——在 Pi 5 上此路不通；
  5. 正路＝Adafruit CircuitPython 版 DHT 库：底层走 libgpiod 字符设备（7 章讲过的现代 GPIO 接口），Pi 4/Pi 5 通吃。

三、动手 Demo：读 DHT22 并上传 ThingSpeak

先备环境（在 11-1 的 --system-site-packages venv 里）：

sudo apt install -y libgpiod2          # DHT 库的底层依赖
pip install adafruit-circuitpython-dht

再到 thingspeak.com 注册 → Channels → New Channel → 勾上 field1（温度）、field2（湿度）→ 建好后在 API Keys 页复制 16 位 Write API Key。

# demo13_3_thingspeak.py —— DHT22 读数上传 ThingSpeak
import time, urllib.request
import board, adafruit_dht

dht = adafruit_dht.DHT22(board.D4, use_pulseio=False)
KEY = "你的16位WriteKey"               # 换成自己的

def upload(t, h):
    url = ("https://api.thingspeak.com/update"
           f"?api_key={KEY}&field1={t}&field2={h}")
    with urllib.request.urlopen(url, timeout=10) as r:
        return r.read().decode()        # 成功返回条目编号，0 表示被拒

while True:
    try:
        t, h = dht.temperature, dht.humidity
        print(f"T={t:.1f}C  H={h:.1f}%")
        print("upload ->", upload(f"{t:.1f}", f"{h:.1f}"))
    except RuntimeError as e:
        print("read retry:", e)         # DHT 读失败是常态，不是故障
    time.sleep(30)                      # 免费层 15 秒限速，30 秒留余量

看到什么算成功：

T=24.8C  H=61.3%
upload -> 137

读结果：upload -> 137 的 137 是这个通道收到的第 137 条数据——返回 0 说明被拒（最常见原因：距上次上传不足 15 秒）。read retry 行不用担心，DHT 单总线没有应答机制，偶尔读空是协议常态，Adafruit 官方建议就是捕获 RuntimeError 后隔 2 秒再试——use_pulseio=False 也是必需的（树莓派上没有 CircuitPython 的 pulseio 底层，缺了它 import 都过不去）。打开 ThingSpeak 通道页，几分钟后 Start Private View 能看到温度湿度两条曲线在生长。

四、30 秒实验：亲测 15 秒限速

不接传感器也能做——用假数据连传两次，中间不睡觉：

import urllib.request, time
KEY = "你的16位WriteKey"
for i in range(2):
    url = f"https://api.thingspeak.com/update?api_key={KEY}&field1={20+i}"
    with urllib.request.urlopen(url, timeout=10) as r:
        print("try", i + 1, "->", r.read().decode())
    time.sleep(1)

看到什么算成功：第一次返回一个条目编号、第二次返回 0——这就是免费层 15 秒限速的现场证据。把 time.sleep(1) 改成 time.sleep(16) 再跑，两次都有编号。先亲手触发一次拒绝，比背文档记得牢；真实项目里【本地缓存、攒批上传】的设计就是被这个限速逼出来的。

五、常见误区

  1. 读到 None 就以为传感器坏了——dht.temperature 读空时返回 None，下一步格式化会抛错；正确姿势是 try/except 整段包住读数（协议常态），连续多分钟全失败才查接线。
  2. 把 Write Key 硬编码后传上网——Key 等于通道的钥匙，泄露即任何人可写；实验代码至少别提交到公开仓库，泄露就去 API Keys 页重新生成。
  3. 每秒上传刷曲线——免费层 15 秒一次（付费 1 秒），刷快了全变 0；温度本来变化就慢，30~60 秒一传完全够用。
  4. 以为 ThingSpeak 存的是原始数据——它适合存【特征化后的结果】（每分钟均值这类）；毫秒级原始波形请存本地数据库。
自测三问（点开对答案） 1. DHT22 接线的三条纪律是什么？——只用 3.3V 供电（防 5V 进 GPIO）、DATA 加 4.7k~10k 上拉、DATA 选 GPIO4 走线最短。 2. 为什么 gpiozero 的 DHT 类在 Pi 5 上不能用？——它依赖 pigpio 守护进程拼时序，而 pigpio 不支持 Pi 5 的 RP1 芯片（Trixie 仓库也已移除）；正路是 adafruit-circuitpython-dht＋libgpiod。 3. `update` 接口返回 0 意味着什么？——写入被拒，最常见是距上次上传不足免费层 15 秒限速；成功时返回的是条目编号。

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