HaaS轻应用（Python）: si7006温湿度传感器案例

1、概述

si7006是一个SILICON LABS生产的温湿度传感器， 具有低功耗，高精度的温湿度检测，它是工厂校准，I2C接口的数字芯片。可检测温度-10~85°C (误差+1°C), 湿度 0~90% RH（误差5%RH）。

HaaS EDU K1物联网教育开发板已经集成了这款芯片， 用于温湿度检测的演练。

AliOS Things 3.3系统提供了Python轻应用框架，其包括对底层设备驱动的封装，开发者可以利用python轻松实现对底层设备的编程。

下面演示如何通过简短的python代码实现对I2C设备si7006的编程。

2、硬件环境

HaaS EDU K1中自带si7006传感器，相关购买链接如下:

HaaS EDU K1购买链接

3、软件环境

下载和烧录Python轻应用的最新的EDK固件。参考 

HaaS EDU K1 Python轻应用固件下载

4、SI7006驱动代码

利用python控制外设的前提是需要把外设的相关信息，提供给python轻应用框架。  我们提供了board.json配置文件，用来描述板子的配置信息。

HaaS EDU K1开发板的board.json 中si7006的配置片段如下， 里面包含这款芯片的I2C的关键配置包括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的主要实现代码模块在si7006.py。 AliOS Things 3.3的python轻应用框架，提供driver的模块，实现对底层设备驱动的封装， 要想操作底层设备需要导入这个模块。

si7006芯片是I2C接口的，所以主要依赖driver模块中的I2C class提供的方法。 如果你操作的设备也是I2C接口的，可以参考本示例如下代码。

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轻应用对于SI7006传感器的封装，默认已经集成到了Python轻应用的固件当中，通过以下命令导入到Python 轻应用中使用

from si7006 import SI7006

5、Python 轻应用测试代码

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!")

演示过程

测试结果

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

测试结果是53°C， 湿度约为17.8%，注意测试使用的HaaS EDU K1物联网教育开发板只是教学用的，不是产品。所以它的温湿度传感器是完全封闭在板子上的，测试结果显示的是板子的温湿度，而不是环境中的温湿度。

6、总结

使用Python轻应用框架开发控制一个I2C设备， 只需要很简短的代码就可以实现，而且还可以利用Python语言的简洁和丰富的组件库的能力，省去传统嵌入式开发中编译，烧录等繁琐的步骤，大大缩短产品开发周期，快来一试吧。

技术交流

Python轻应用继承了Python易学易用的特点，同时提供了基于嵌入式硬件的基础库封装，让开发者可以很方便的通过交互式的环境，实时进行嵌入式开发，让嵌入式开发也变得简单方便。

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