基于STM32的网络天气预报系统的设计与实现

气象网站的API接口，得到JSON格式的气象数据并解析，调用气象信息图标函数，在彩色液晶
屏幕上显示未来3天的天气信息。测试结果表明，该系统显示的天气信息形象，易于观察，成本
低，适合在家居生活中推广应用。
前言：天气预报是人们日常生活和工作中必不可少的信息，广泛用于工业、农业、渔业、
商业、能源、交通、运输、建筑、林业、水利、国土资源、海洋、盐业、环保、旅游、航空、
符串，通过API请求中的key参数传入。用户ID是在注册心知会员时得到的一个10位字符串，如
U123456789。用户ID会被使用在签名验证方式中。
现在以北京天气为例进行分析研究，查看北京当天的详细气象信息。获取指定城市的实况天
气，请求地址 https:///v3/weather/now.json?key=24qbvr1mjsnukavo&location=beijing&la
荣
的文本格式来存储和表示数据。它使得人们很容易的进行阅读和编写。同时也方便了机器进行
海
解析和生成，并有效地提升网络传输效率。JSON数据符号类型及功能如表1所示。
罗
表1 JSON符号类型
金
符号
说明
生
{}
双括号表示对象
[]
李
“”
中括号表示数组 双引号内是属性或值
岷
：
冒号表示后者是前者的值
对象是一个无序的“名称/值”对集合。一个对象以“{”开始，“}”结束。每个“名称”
资源的支持，数据量大，计算量大。对于一些小型组织和单位是难以负担的。
本文旨在设计一套适用于家居生活的天气预报终端显示设备，能够实时显示本地的天气信
息。系统采用C/S结构，从网络服务器获取天气信息再解析。采用ESP8266WIFI网络芯片来获取
网络上的天气信息并在STM32嵌入式处理器上实现数据解析然后将天气在LCD屏幕上的功能。
曹
后跟一个“:”（冒号）。“‘名称/值’ 对”之间使用“,”（逗号）分隔。数组是值的有序集
斌
合。一个数组以“[”开始，“]”结束。值之间使用“,”（逗号）分隔。值可以是双引号括起
来的字符串（string）、数值(number)、true、false、null、对象（object）或者数组（array）。字
2 系统总体设计
使用简单、开发方便等优势。 2.2 ESP8266WIFI模块
E S P 8 2 6 6 是 一 款 超 低 功 耗 的 U A RT- W i F i 透 传 模 块 ， 拥 有 行 业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术，专为移动设备和 物联网应用设计，可以将用户的物理设备连接到Wi-Fi 无线网络 上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能。Stm32的串口3 和ESP8266的串口0通信。引脚连接说明：ESP8266RXD管脚与 STM32的PB10(USARTT3_TX)连接，ESP8266TXD管脚与Stm32的 PB11(USARTT3_RX)连接，模块3.3V供电。
本系统的核心是解析来自网络JSON格式的天气数据，以此来 设计硬件电路和软件程序。选取STM32为主控芯片，ESP8266WIFI 模块负责网络通信，从天气网络服务器请求天气数据，液晶显示屏 显示天气信息。在加上电源、Flash、EEPROM、RTC和SD卡等模 块构成硬件系统，系统框图1所示。
图1 系统框图
邮电、保险、消防等多个行业和部门，给人们的生活、学习、工作和娱乐带来极大的方便。天
气预报主要是使用收集大量的数据（气温、湿度、风向和风速、气压等等），然后使用目前对
大气过程的认识（气象学）来确定未来空气变化。天气预报的信息一般是国家气象局经过计算
并通过互联网、手机或者电视等媒体发布。数值天气预报系统需要具有上万亿次的计算机能力
nguage=zh-Hans&unit=c。具体参数：key-API密钥，location-位置，language-语言，unit- 单位。
返回结果：
{“results”:[{
“location”:{
“id”:”WX4FBXXFKE4F”,
"name":"北京",
"country":"CN","path":"北京,北京,中国",
STM32
基 于
的 网 络 天 气 预 报 系 统 的 设 计 与 实 现
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ELECTRONICS WORLD・探索与观察
以家居生活天气预报作为研究对象，提出一种嵌入式系统的网络天气预报方案；该方案采
用STM32嵌入式处理器为主控芯片，无线网络采用ESP8266WIFI芯片构建，通过TCP协议访问
“timezone”:”Asia/Shanghai”,
“timezone_offset”:”+08:00”},
ELECTRONICS WORLD・探索与观察
“now”:{ "text":"晴", “code”:”1”, “temperature”:”24” }, “last_update”:”2018-09-09T19:40:00+08:00” }] } 根据API返回的数据，进行解析，得到2018年9月9日，北京当天的 气象信息为晴天，气温24度。
符串（string）是由双引号包围的任意数量Unicode字符的集合，使用反斜线转义。
1.2 气象信息JSON数据结构分析
解析以JSON方式提供的气象信息。从气象网站心知天气URL：https:///
doc获取API接口。在API中添加密钥key和用户ID。密钥是用来验证API请求合法性的一个唯一字
使用STM32的USRT2与ESP8266进行通信联网。ESP8266 配置为
station模式，然后打开TCP通信。STM32将心知天气某城市的API封装
为HTTP格式，并通过ESP8266发送出去。在HTTP返回的JSON格式数
本文设计的网络天气日历系统具有一下特点：
采用嵌入式解决方案；绵源自能够与WIFI网络互联；阳 职
能够显示本地的未来1-3天的气温、温度、风向和风速、气压等天气信息；
业
系统功能可扩展。
技
术
1.JSON数据和天气API接口概述
学
院
1.1 JSON数据简介
王
JSON(JavaScript Object Notation)是一种轻量级的数据交换格式。采用完全独立于编程语言