搭建综合档案管理系统配套树莓派温湿度监控零门槛实操指南

一、前置准备清单

1.1 硬件清单

• 树莓派3B+及以上版本（二手30-80元可解决）
• DHT22温湿度传感器（精度优于±0.5℃/±2%RH，适合档案场景）
• 4.7kΩ电阻（DHT22单总线通信必备）
• 杜邦线3根（公对母、母对母均可）
• 树莓派电源适配器（5V/2A及以上）
• SD卡（8G以上Class10）

1.2 软件准备

• Raspberry Pi Imager（树莓派官方烧录工具：https://downloads.raspberrypi.com/imager/）
• MobaXterm Home Edition（Windows端SSH连接工具：https://mobaxterm.mobatek.net/download-home-edition.html；Mac/Linux直接用终端）

二、树莓派基础环境搭建

2.1 烧录Raspberry Pi OS Lite

打开Raspberry Pi Imager，点击「选择设备」选对应树莓派型号，点击「选择操作系统」→「Raspberry Pi OS (Other)」→「Raspberry Pi OS Lite (64-bit)」，点击「选择存储」选SD卡，务必点击右下角齿轮图标配置：

• 勾选「设置主机名」，填raspberry-archive（便于识别）
• 勾选「启用SSH」，选「使用密码验证」
• 勾选「设置用户名和密码」，设固定值：用户名pi，密码raspberry（后续可改）
• 勾选「配置无线局域网」，填你的WiFi SSID和密码，国家选CN

配置好点击「烧录」，完成后SD卡插入树莓派，通电等待2-3分钟启动。

2.2 连接树莓派并更新系统

Windows打开MobaXterm，点击左上角「Session」→「SSH」，远程主机填raspberry-archive.local，用户名pi，点击OK输入密码登录；Mac/Linux终端输入：

``` ssh pi@raspberry-archive.local ```

登录成功后执行以下命令更新系统：

``` sudo apt update && sudo apt upgrade -y ```

三、DHT22硬件连接与驱动配置

3.1 硬件接线（避免接反烧坏传感器）

树莓派GPIO引脚对应关系可通过SSH输入gpio readall查看（64位OS需先安装工具：sudo apt install wiringpi -y），按以下顺序连接：

• DHT22 VCC → 树莓派3.3V（Pin1或Pin17）
• DHT22 GND → 树莓派GND（Pin6或Pin9）
• DHT22 DATA → 树莓派GPIO4（Pin7）+ 电阻一端 → 电阻另一端接3.3V

3.2 安装DHT22 Python驱动

执行以下命令：

``` sudo apt install python3-pip -y sudo pip3 install Adafruit_DHT ```

四、本地温湿度采集与存储

4.1 创建SQLite数据库（无需额外安装数据库服务）

输入以下命令创建数据库和数据表：

``` python3 << 'EOF' import sqlite3 conn = sqlite3.connect('/home/pi/archive_env.db') c = conn.cursor() c.execute('''CREATE TABLE env_data (id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, temperature REAL NOT NULL, humidity REAL NOT NULL, record_time DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP)''') conn.commit() conn.close() EOF ```

4.2 编写采集存储脚本

输入以下命令创建脚本文件：

``` nano /home/pi/get_env_data.py ```

将以下代码完整复制粘贴（Ctrl+Shift+V在MobaXterm中有效，Mac/Linux终端直接粘贴）：

```python import Adafruit_DHT import sqlite3 import time 固定配置：传感器型号DHT22，GPIO4 sensor = Adafruit_DHT.DHT22 pin = 4 db_path = '/home/pi/archive_env.db' def read_and_save(): humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin) if humidity is not None and temperature is not None: 保留1位小数，符合档案温湿度精度要求 temp_rounded = round(temperature, 1) humi_rounded = round(humidity, 1) conn = sqlite3.connect(db_path) c = conn.cursor() c.execute('INSERT INTO env_data (temperature, humidity) VALUES (?, ?)', (temp_rounded, humi_rounded)) conn.commit() conn.close() if __name__ == "__main__": while True: read_and_save() 档案场景建议每5分钟采集1次，可修改此处调整间隔（单位：秒） time.sleep(300) ```

按Ctrl+X，输入Y，按Enter保存退出。

4.3 测试并设置开机自启动

先测试脚本：

``` python3 /home/pi/get_env_data.py & ```

按Ctrl+C退出前台，验证数据是否写入：

``` python3 << 'EOF' import sqlite3 conn = sqlite3.connect('/home/pi/archive_env.db') c = conn.cursor() print(c.execute('SELECT FROM env_data ORDER BY id DESC LIMIT 1').fetchall()) conn.close() EOF ```

设置开机自启动：

``` sudo nano /etc/systemd/system/archive-env.service ```

粘贴以下内容：

``` [Unit] Description=Archive Environment Monitor Service After=network.target [Service] User=pi WorkingDirectory=/home/pi ExecStart=/usr/bin/python3 /home/pi/get_env_data.py Restart=always [Install] WantedBy=multi-user.target ```

保存退出后执行：

``` sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl enable archive-env.service sudo systemctl start archive-env.service ```

查看服务状态：

``` sudo systemctl status archive-env.service ```

显示active (running)即为成功。

五、对接现有综合档案管理系统（HTTP接口方式）

5.1 前置条件

现有系统需提供接收JSON格式温湿度数据的POST接口，接口示例字段：temperature（浮点数）、humidity（浮点数）、device_id（字符串，设备唯一标识）、record_time（ISO格式时间）。

5.2 修改采集脚本添加接口对接

输入以下命令打开原有脚本：

``` nano /home/pi/get_env_data.py ```

替换为以下完整代码（替换前请修改第13-15行的接口配置）：

```python import Adafruit_DHT import sqlite3 import time import requests from datetime import datetime 固定硬件配置 sensor = Adafruit_DHT.DHT22 pin = 4 db_path = '/home/pi/archive_env.db' 请修改此处对接配置 API_URL = "http://your-archive-system.com/api/env-data" 替换为你的档案系统接口地址 DEVICE_ID = "archive-001" 替换为你的设备唯一标识 def read_and_save(): humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin) if humidity is not None and temperature is not None: temp_rounded = round(temperature, 1) humi_rounded = round(humidity, 1) record_time_iso = datetime.now().isoformat() 本地存储备份 conn = sqlite3.connect(db_path) c = conn.cursor() c.execute('INSERT INTO env_data (temperature, humidity, record_time) VALUES (?, ?, ?)', (temp_rounded, humi_rounded, record_time_iso)) conn.commit() conn.close() 对接档案系统 try: payload = { "temperature": temp_rounded, "humidity": humi_rounded, "device_id": DEVICE_ID, "record_time": record_time_iso } headers = {"Content-Type": "application/json"} response = requests.post(API_URL, json=payload, headers=headers, timeout=5) response.raise_for_status() 接口返回4xx/5xx会抛出异常 except Exception as e: print(f"接口对接失败：{e}") 错误信息仅本地记录，不影响采集 if __name__ == "__main__": while True: read_and_save() time.sleep(300) ```

保存退出后重启服务：

``` sudo systemctl restart archive-env.service ```

六、异常阈值本地预警（可选但实用）

档案温湿度标准：温度14-24℃，相对湿度45-60%RH。修改脚本添加本地LED或邮件预警（邮件预警需配置SMTP，此处以LED为例）。

6.1 LED硬件连接

• LED正极 → 树莓派GPIO17（Pin11）
• LED负极 → 树莓派GND（Pin14）+ 220Ω电阻

6.2 修改脚本添加LED预警

修改脚本开头和read_and_save函数，添加LED控制代码即可。