树莓派自制智能时钟
引言
最近更换了生活地点，发现家里少了个钟表，为了弘扬艰苦奋斗、能省就省的革命精神，利用家里废弃的七英寸显示器，开发了一个智能时钟，功能包括显示当前的时间、当天的天气与室内的温湿度。
一、本文所需材料
1.1 本文所需的硬件
● DHT11温湿度传感器
图1 DHT11温湿度传感器
DHT11温湿度传感器包含一个感湿元件、测温元件和一个高性能单片机，图1所示的DHT11温湿度传感器有三个引脚，左侧引脚接电源，电源为3.3V~5.5V直流电源，中间引脚接GPIO引脚，右侧引脚接地，即0V。
● 母对母杜邦线
图2 母对母对绑线
● 显示器
图3 七英寸显示器
如果没有上述显示器也可以使用电视等显示器。
● 树莓派
图4 树莓派
1.2 本文所需的软件
●Python3环境
●RPi.GPIO库
●Adafruit DHT11库
上述软件的安装方法已在公众号“树莓派对rasparty”中的其他文章进行了详细介绍，这里姑且不提。
二、树莓派实现方法
2.1 硬件接线方法
图5 DHT11传感器接线方法
我们采用Board的树莓派引脚编号方法，分别将DHT11传感器的正极接到1号引脚，负极接到9号引脚，输出接到7号引脚。
2.2 程序代码说明
本文所需代码可通过百度文库下载，下载地址如下：
链接：https://pan.baidu.com/s/15smX04gpHUe9C0GhIEsVOg
提取码：d8o7
下面是代码说明：
#!/usr/bin/env python
# encoding: utf-8
说明：#!/usr/bin/envpython表示调用系统环境变量中Python解释器，# encoding: utf-8表示采用utf-8的格式对代码进行编码。
import turtle
from datetime import *
import string
import socket
from xml.dom.minidom import *
import time
import Adafruit_DHT
import RPi.GPIO as gpio
import fcntl
import struct
from urllib.parse import quote
import urllib.request
def get_weather():
page_url =
"http://www.webxml.com.cn/WebServices/WeatherWebService.asmx/getWeatherbyCityName?theCityName=北京"
url_quote =quote(page_url, safe=string.printable)
page = urllib.request.urlopen(url_quote)
lines = page.readlines()
page.close()
document = ""
for line in lines :
document = document +line.decode('utf-8')
dom = parseString(document)
strings = dom.getElementsByTagName("string")
weather_info = strings[10].childNodes[0].data
return weather_info[0:33]
说明：get_weather()函数功能是从互联网获取北京当天的天气信息，并保存在weather_info字符串中，由于所获取的天气信息过多，这里仅仅选取部分信息作为函数的返回值。
def print_weather_info():
printer = turtle.Turtle()
printer.penup()
printer.pencolor('white')
weather_info = get_weather()
printer.backward(90)
printer.write(weather_info, align="center", font=("Courier", 14,"bold"))
printer.forward(90)
return None
说明：print_weather_info()函数功能是单独显示天气信息。由于我们获取天气信息的网站规定每天免费查询的次数是有限的，同时后续时间信息的显示需要不断的更新数据，因此本程序采用单独显示天气信息的方法。
def get_ipaddr(name):
s = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
return socket.inet_ntoa(fcntl.ioctl(s.fileno(),0x8915, struct.pack('256s', name[:15].encode('utf-8')))[20:24])
说明：get_ipaddr()函数功能是获取指定网卡的ip地址，即函数的参数可以是wlan0、eth0或lo等。
def get_time(t):
second = t.second + t.microsecond * 0.000001
minute = t.minute +second / 60.0
hour = t.hour +minute / 60.0
return "%d点%d分%d秒" % (hour, minute,second)
说明：get_time()函数功能是获取当前时刻，并以几点几分几秒的字符串形式进行返回。函数的参数是函数datetime.today()函数的返回值。
def get_week(t):
week = ["星期一", "星期二", "星期三","星期四", "星期五", "星期六", "星期日"]
return week[t.weekday()]
说明：get_week()函数功能是获取当前时间的星期信息。函数的参数是函数datetime.today()函数的返回值。
def get_date(t):
y = t.year
m = t.month
d = t.day
return "%s年%d月%d日" % (y, m, d)
说明：get_date()函数功能是获取当前时间的年月日信息。函数的参数是函数datetime.today()函数的返回值。
def sensor():
gpio.setmode(gpio.BCM)
sensor = Adafruit_DHT.DHT11
pin_sensor = 4
gpio.setup(pin_sensor,gpio.IN)
humidity, temperature =Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin_sensor)
return "室内温度：{0:0.1f}*C 室内湿度：{1:0.1f}%".format(temperature,humidity)
说明：sensor()函数功能是获取DHT11温湿度传感器测量信息，并以字符串的形式返回测量结果。
def screen_printer():
printer = turtle.Turtle()
printer.hideturtle()
printer.pencolor('white')
printer.penup()
t = datetime.today()
printer.forward(60)
printer.write(get_date(t),
align="center", font=("Courier", 14,"bold"))
printer.backward(60)
printer.forward(30)
printer.write(get_week(t),
align="center", font=("Courier", 14,"bold"))
printer.backward(30)
printer.write(get_time(t),
align="center", font=("Courier", 14,"bold"))
printer.backward(30)
printer.write(get_ipaddr('wlan0'), align="center", font=("Courier",14, "bold"))
printer.backward(30)
printer.write(sensor(),
align="center", font=("Courier", 14, "bold"))
printer.clear()
return None
说明：screen_printer()函数功能是显示时间与温湿度传感器信息。
def perform():
while(1):
screen_printer()
time.sleep(1)
return None
说明：perform()函数的功能是更新当前屏幕所显示的信息。
def setup():
turtle.mode("logo")
turtle.tracer(False)
turtle.hideturtle()
turtle.bgcolor('black')
return None
说明：setup()函数的功能是设置屏幕显示配置，包括屏幕朝向与屏幕背景颜色等。
def main():
setup()
print_weather_info()
perform()
turtle.mainloop()
return None
说明：main()函数功能是规定了上述函数的执行流程。
if __name__ == "__main__":
main()
2.3 实现效果
将上述代码保存为smart_clock.py文件，并在终端输入sudo python3 smart_clock.py命令运行上述代码，可看到如图6所示界面。注意，这里需要使用python3命令来运行，否则会出现python2与python3不兼容的问题。
图6 实现效果
ps：笔者自己也是树莓派爱好者，会在公众号“树莓派对rasparty”中持续更新树莓派相关的文章，欢迎关注交流！
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