树莓派使用 NodeJS 读取并监控 DHT11/22 温度湿度传感器
本文详细介绍了如何在树莓派上使用 nodejs 读取 dht11/22/AM2302 温度湿度传感器，并提供完整的驱动包，真正的开箱即用。并且介绍了如何使用 RxJS 以观察者模式监控温度和湿度的变化，并发出通知。
dht11 温度湿度传感器使用很广泛，价格也相对便宜，并且使用单总线传输数据，这使得编写驱动变得容易不少。下面我们会重点介绍如何去监控温度和湿度的变化，并且在达到触发条件时发出通知，从而达到自动化控制的目的。除此之外，作者也会提供封装好的 RxJS 包，让开发变得更容易。
先介绍一下 DHT11 传感器，这个模块使用单总线进行数据传输，并且输出的是数字信号，意外着我们只需要一个 GPIO 口就能读取温度和湿度了。
上面的图片是本店中出售的 DHT11 温度湿度传感器，电源支持 3.3v - 5v，可用在树莓派、51单片机、stm32、arduino、ESP系列上。
下面是该传感器的详细介绍：
下面我们使用 NodeJS 的 rx-dht-sensor 库来驱动传感器。感谢开源社区和作者给我们提供这么好用的库。
安装驱动库
我们在树莓派上默认使用 nodejs (v8.10.0) 进行安装和使用。当然其它版本也是可以的。如果你的树莓派还没有 nodejs 环境，请先 下载 nodejs，然后参照这个 安装 nodejs。
假设到这里 nodejs 环境已经准备好了。
$ cd your-project-dir
$ npm install rx-dht-sensor
上面的命令会在当前目录下安装 rx-dht-sensor 包。
硬件接线
该传感器仅需要 3 根线就可以，其中 2 根是电源，另外 1 根是 data。下面是树莓派的默认接线图。
注意：请一定注意电源正负极。电源反接必烧毁。 本模块兼容 3.3v 和 5v，树莓派的 3.3v 可能由于电源质量问题，实际不足数。如发现传感器读数偏差较大或不稳定工作，可接到 5v 引脚上。 其它店铺购买的模块，请一定确认清楚电源，理论上 3.3v 的模块接 5v 必定会烧毁的。本人不负责。
至此，传感器的线接好了，下面开始写程序读取传感器的值。
hello dht! 代码
新建 hello-dht.js 文件，代码如下：
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var DHTSeries = require('rx-dht-sensor');
// 创建驱动实例
var dht11 = new DHTSeries({
model: 'dht11',
address: 4
});
// 简单的使用 fetch 方法读取传感器的值，如读取失败，err 参数不为 null
dht11.fetch(function (err, temperature, humidity) {
if (err) {
return console.error('a error occur when read dht-sensor:', err);
}
console.log('temperature: ' + temperature.toFixed(1) + ', humidity: ' + humidity.toFixed(1));
});
然后使用下面命令运行它：
$ node hello-dht.js
如果没有显示传感器的值，检查传感器的接线是否正确。如果程序有报错，能看懂的错误自己解决，看不懂的请在文章下面留言，或使用页面右下角的站内信邮件。在本店购买的用户，有问题请直接联系旺旺客服或售后技术群，将会第一时间给你解答。
如果显示：a error occur when read dht-sensor: ，使用 ctrl + c 中断程序，然后多重试几次。这可能是由于数据传输不稳定造成的。
驱动支持型号：dht11, dht22, am2302
address：GPIO BCM 编号
使用观察者模式监控数值
上面我们使用了 fetch 方法一次性读取传感器的数值，主要是测试一下驱动是否正常。通常，我们使用温度湿度传感器都需要一直读取它，以达到实时更新的目的。比如屏幕上实时更新、自动化控制等。
下面我们使用驱动提供的观察者模式，来自动完成这些功能。
实时刷新
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var DHTSeries = require('rx-dht-sensor');
// 创建实例
var dht11 = new DHTSeries({
model: 'dht11',
address: 4
});
// 每隔 2000毫秒（2秒） 刷新一次
var observable = dht11.observe(2000);
// 开始实时刷新，把结果打印出来
var subscription = observable.then(function subscribe(value) {
console.log('temperature: ' + value.t.toFixed(1) + ', humidity: ' + value.h.toFixed(1));
}, function onError(err) {
console.error('dht-sensor monitoring error.');
});
// 如果想停止刷新，可以使用 dispose() 停止.
// subscription.dispose()
提示：上面出现了一些陌生的词语，如果你只是想学会怎么使用，那你完全可以忽略它们。如果你想更深入了解，你可以学习 RxJS，然后在 GitHub 查看 then 操作符的源代码。
上面我们使用 RxJS 提供的观察者模式进行监控数据。使用 observe(interval, type=’all’) 同时进行温度和湿度的监控。
observe 会返回 observable（观察者） 对象，然后我们订阅温度和湿度的值。
注意： observe 只返回 观察者，此时它并不会真正的去读取传感器的数值，因为 观察者 是惰性的，现在还没有人订阅它。 必须使用驱动提供的 then 操作符去订阅它，或者使用 RxJS 自带的 subscribe 函数订阅。
订阅后，每隔 2s 就会打印 温度和湿度 的数值。如果想根据温度和湿度的变化进行一系列的操作，就可以在 then 回调函数里面进行。
observe 可以同时监控温度和湿度，也可以只监控 温度 (t) 或者 湿度 (h)，通过 type 来筛选。
只监控 温度
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var DHTSeries = require('rx-dht-sensor');
// 创建实例
var dht11 = new DHTSeries({
model: 'dht11',
address: 4
});
// 每隔 2000毫秒（2秒） 刷新一次，只监听 温度
var observable = dht11.observe(2000, 't');
// 开始实时刷新，把结果打印出来
var subscription = observable.then(function subscribe(value) {
console.log('temperature: ' + value.toFixed(1));
}, function onError(err) {
console.error('dht-sensor monitoring error.');
});
// 如果想停止刷新，可以使用 dispose() 停止.
// subscription.dispose()
当你指定了 type 后，返回的 value 值是不同的，请注意取值，否则会发生 undefined 报错。
当然，驱动提供了常用的操作符用于简化业务代码。下面我们介绍驱动提供的几种操作符。
操作符
max: 当数值大于设定条件的时候触发
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// 只有当温度大于 28 度时才会触发 then 回调函数
var subscription = dht11.observe(2000, 't').max(28).then(function(value){
console.log('好热啊！当前温度是: ', value);
});
min: 当数值小于设定条件的时候触发
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// 只有当湿度小于 20% 时才会触发 then 回调函数
var subscription = dht11.observe(2000, 'h').min(20).then(function(value){
console.log('好干燥啊！当前湿度是: ', value);
});
when: 当数值等于给定条件的时候触发
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// 只有当温度等于 20度 时才会触发 then 回调函数
var subscription = dht11.observe(2000, 't').when(20).then(function(value){
console.log('设定的温度到了！当前温度是: ', value);
});
between: 当数值大于左区间并且小于右区间的时候触发
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// 只有当温度 大于20度 并且 小于26度 时才会触发 then 回调函数
var subscription = dht11.observe(2000, 't').between(20, 26).then(function(value){
console.log('当前温度是: ', value);
});