HaaS輕應用（Python）: si7006溫濕度傳感器案例

1、概述

si7006是一個SILICON LABS生産的溫濕度傳感器， 具有低功耗，高精度的溫濕度檢測，它是工廠校準，I2C接口的數字晶片。可檢測溫度-10~85°C (誤差+1°C), 濕度 0~90% RH（誤差5%RH）。

HaaS EDU K1物聯網教育開發闆已經內建了這款晶片， 用于溫濕度檢測的演練。

AliOS Things 3.3系統提供了Python輕應用架構，其包括對底層裝置驅動的封裝，開發者可以利用python輕松實作對底層裝置的程式設計。

下面示範如何通過簡短的python代碼實作對I2C裝置si7006的程式設計。

2、硬體環境

HaaS EDU K1中自帶si7006傳感器，相關購買連結如下:

HaaS EDU K1購買連結

3、軟體環境

下載下傳和燒錄Python輕應用的最新的EDK固件。參考 

HaaS EDU K1 Python輕應用固件下載下傳

4、SI7006驅動代碼

利用python控制外設的前提是需要把外設的相關資訊，提供給python輕應用架構。  我們提供了board.json配置檔案，用來描述闆子的配置資訊。

HaaS EDU K1開發闆的board.json 中si7006的配置片段如下， 裡面包含這款晶片的I2C的關鍵配置包括I2C port， devAddr等。

1.   "si7006": {
2.       "type": "I2C",
3.       "port": 1,
4.       "addrWidth": 7,
5.       "freq": 400000,
6.       "mode": "master",
7.       "devAddr": 64
8.     },

si7006的主要實作代碼子產品在si7006.py。 AliOS Things 3.3的python輕應用架構，提供driver的子產品，實作對底層裝置驅動的封裝， 要想操作底層裝置需要導入這個子產品。

si7006晶片是I2C接口的，是以主要依賴driver子產品中的I2C class提供的方法。 如果你操作的裝置也是I2C接口的，可以參考本示例如下代碼。

1. # -*- coding: UTF-8 -*-
2. """
3. The driver for Si7006 chip, it is a temperature and humidity sensor.
5. from driver import I2C
6. from utime import sleep_ms
7. # The register address in Si7006 controller.
8. Si7006_MEAS_REL_HUMIDITY_MASTER_MODE    = 0xE5
9. Si7006_MEAS_REL_HUMIDITY_NO_MASTER_MODE = 0xF5
10. Si7006_MEAS_TEMP_MASTER_MODE            = 0xE3
11. Si7006_MEAS_TEMP_NO_MASTER_MODE         = 0xF3
12. Si7006_READ_OLD_TEMP                    = 0xE0
13. Si7006_RESET                            = 0xFE
14. Si7006_READ_ID_LOW_0                    = 0xFA
15. Si7006_READ_ID_LOW_1                    = 0x0F
16. Si7006_READ_ID_HIGH_0                   = 0xFC
17. Si7006_READ_ID_HIGH_1                   = 0xC9
18. Si7006_READ_Firmware_Revision_0         = 0x84
19. Si7006_READ_Firmware_Revision_1         = 0xB8
20. class SI7006Error(Exception):
21.     def __init__(self, value=0, msg="si7006 common error"):
22.         self.value = value
23.         self.msg = msg
24.     def __str__(self):
25.         return "Error code:%d, Error message: %s" % (self.value, str(self.msg))
26.     __repr__ = __str__
27. class SI7006(object):
28.     """
29.     This class implements SI7006 chip's functions.
31.     def __init__(self):
32.         self.i2cDev = None
33.     def open(self, devid):
34.         self.i2cDev = I2C()
35.         self.i2cDev.open(devid)
36.     def getVer(self):
37.         """
38.         Get the firmware version of the chip.
40.         reg = bytearray([Si7006_READ_Firmware_Revision_0, Si7006_READ_Firmware_Revision_1])
41.         self.i2cDev.write(reg)
42.         sleep_ms(30)
43.         version = bytearray(1)
44.         self.i2cDev.read(version)
45.         return version[0]
46.     def getID(self):
47.         """Get the chip ID."""
48.         reg = bytearray([Si7006_READ_ID_LOW_0, Si7006_READ_ID_LOW_1])
51.         id_buf_low = bytearray(4)
52.         self.i2cDev.read(id_buf_low)
53.         reg = bytearray([Si7006_READ_ID_HIGH_0, Si7006_READ_ID_HIGH_1])
54.         id_buf_high = bytearray(4)
55.         self.i2cDev.read(id_buf_high)
56.         return id_buf_low + id_buf_high
57.     def getTemperature(self):
58.         """Get temperature."""
59.         reg = bytearray([Si7006_MEAS_TEMP_NO_MASTER_MODE])
62.         readData = bytearray(2)
63.         self.i2cDev.read(readData)
64.         value = (readData[0] << 8 | readData[1])
65.         if (value & 0xFFFC):
66.             temperature = (175.72 * value) / 65536.0 - 46.85
67.             return temperature
68.         else:
69.             raise SI7006Error("failed to get temperature.")
70.     def getHumidity(self):
71.         """Get humidity."""
72.         reg = bytearray([Si7006_MEAS_REL_HUMIDITY_NO_MASTER_MODE])
77.         value = (readData[0] << 8) | readData[1]
78.         if (value & 0xFFFE):
79.             humidity = (125.0 * value) / 65535.0 - 6.0
80.             return humidity
82.             raise SI7006Error("failed to get humidity.")
83.     def getTempHumidity(self):
84.         """Get temperature and humidity."""
85.         temphumidity = [0, 0]
86.         temphumidity[0] = self.getTemperature()
87.         temphumidity[1] = self.getHumidity()
88.         return temphumidity
89.     def close(self):
90.         self.i2cDev.close()

以上是Python輕應用對于SI7006傳感器的封裝，預設已經內建到了Python輕應用的固件當中，通過以下指令導入到Python 輕應用中使用

from si7006 import SI7006

5、Python 輕應用測試代碼

2. Testing si7006 python driver
3. The below i2c configuration is needed in your board.json.
4. "si7006": {
5.   "type": "I2C",
6.   "port": 1,
7.   "addrWidth": 7,
8.   "freq": 400000,
9.   "mode": "master",
10.   "devAddr": 64
11. }
14. print("Testing si7006 ...")
15. si7006Dev = SI7006()
16. si7006Dev.open("si7006")
17. version = si7006Dev.getVer()
18. print("si7006 version is: %d" % version)
19. chipID = si7006Dev.getID()
20. print("si7006 chip id is:", chipID)
21. temperature = si7006Dev.getTemperature()
22. print("The temperature is: %f" % temperature)
23. humidity = si7006Dev.getHumidity()
24. print("The humidity is: %f" % humidity)
25. si7006Dev.close()
26. print("Test si7006 success!")

示範過程

測試結果

1. (ash:/data)# python /data/python-apps/driver/i2c/test_si7006.py
2. Testing si7006 ...
3. si7006 version is: 32
4. si7006 chip id is:_space_bytearray(b'\x00\x00?\xeb\xe1\xf0\xbe"')
5. The temperature is: 53.182993
6. The humidity is: 17.785000
7. Test si7006 success!
8. free python heap mm

測試結果是53°C， 濕度約為17.8%，注意測試使用的HaaS EDU K1物聯網教育開發闆隻是教學用的，不是産品。是以它的溫濕度傳感器是完全封閉在闆子上的，測試結果顯示的是闆子的溫濕度，而不是環境中的溫濕度。

6、總結

使用Python輕應用架構開發控制一個I2C裝置， 隻需要很簡短的代碼就可以實作，而且還可以利用Python語言的簡潔和豐富的元件庫的能力，省去傳統嵌入式開發中編譯，燒錄等繁瑣的步驟，大大縮短産品開發周期，快來一試吧。

技術交流

Python輕應用繼承了Python易學易用的特點，同時提供了基于嵌入式硬體的基礎庫封裝，讓開發者可以很友善的通過互動式的環境，實時進行嵌入式開發，讓嵌入式開發也變得簡單友善。

如需更多技術支援，可加入釘釘開發者群，享受一對一的技術支援。