树莓派Pico遇上DHT11：用MicroPython轻松玩转温湿度监测
你有没有试过刚进家门，发现屋里闷得像蒸笼？或者担心阳台的绿植是不是渴了？如果有一个小设备能实时告诉你温度和湿度，甚至自动提醒你开窗通风——听起来是不是很酷？
其实，这样的“智能环境管家”并不需要复杂的硬件或高昂的成本。今天我们就来动手实现一个超低成本、极易上手的温湿度监测系统：使用树莓派Pico + DHT11传感器 + MicroPython，三者联手，在不到30元的成本下，完成一次真实的物联网感知实践。
这不是实验室里的高深课题，而是一个你可以今晚就动手做的项目。不需要编译器、不用写寄存器配置、不必面对满屏报错的Makefile。我们只用几行Python代码，就能让这个小小的组合开始工作。
为什么选这套组合？因为它真的够简单
在嵌入式世界里，“简单”本身就是一种强大的竞争力。
树莓派Pico 搭载的是双核ARM Cortex-M0+的RP2040芯片，性能远超许多同类MCU，但价格却低至十几元。更关键的是，它原生支持MicroPython—— 这意味着你写的不是C语言那种“先定义再声明最后还可能段错误”的代码，而是像写脚本一样，直接控制硬件。
而DHT11呢？它是传感器界的“入门神U”。便宜（不到5块钱）、接口少（就一根数据线）、协议公开、资料齐全。虽然精度不如SHT30这类高端货，但对于日常环境监测来说，完全够用。
最关键的一点是：MicroPython 内置了dht驱动模块。也就是说，你不需要自己去数微秒级的脉冲宽度，也不用手动解析40位二进制数据。一切都被封装好了，调用几个函数就能拿到干净的数据。
这就像开车时有人已经帮你把发动机、变速箱、ECU都调校好，你只需要踩油门就行。
DHT11是怎么“说话”的？揭秘它的单总线通信
别看DHT11只有三个有效引脚（VCC、GND、DATA），它可是靠一根数据线就把温湿度信息传出来的。这种通信方式叫做单总线（One-Wire）协议，整个过程有点像一场严格的“对讲机对话”。
对话流程是这样的：
- 你先喊一声：“喂！我要读数据！”
- 方法：把数据引脚拉低至少18毫秒，然后释放。 - DHT11听到后回应：“我在线，请接收。”
- 它会主动拉低线路约80微秒，再拉高80微秒，表示应答成功。 - 接着它开始发数据：一共40位
- 每一位通过“高电平持续时间”来区分是0还是1：- 约26–28μs → 表示“0”
- 约70μs → 表示“1”
这40位具体是什么内容呢？
| 数据段 | 含义 |
|---|---|
| 第1字节 | 湿度整数部分 |
| 第2字节 | 湿度小数部分（DHT11固定为0） |
| 第3字节 | 温度整数部分 |
| 第4字节 | 温度小数部分（DHT11固定为0） |
| 第5字节 | 校验和（前四字节相加取低八位） |
收到数据后，程序会自动验证校验和。如果匹配不上，说明传输出错了，这时候返回异常而不是垃圾数据。
🛠️ 小贴士：建议两次读取间隔不少于2秒。频繁唤醒会让DHT11发热，反而影响准确性。
接线有多简单？三根线搞定
实物连接比你想的还要容易。以下是推荐接法：
| DHT11 引脚 | 连接到 Pico 的 |
|---|---|
| VCC | 3.3V |
| GND | GND |
| DATA | GPIO15 |
| NC（第3脚） | 不接 |
⚠️ 特别注意：不要将DHT11接到5V电源！尽管有些模块标称支持5V逻辑，但树莓派Pico IO口最大耐压为3.3V，接5V有烧毁风险。
另外，为了提高稳定性，强烈建议在DATA与VCC之间加一个10kΩ上拉电阻。虽然很多时候不加上也能工作，但在干扰较强的环境中，这个小小电阻能大幅降低通信失败的概率。
代码只有10行？没错，这就是MicroPython的魅力
现在进入最激动人心的部分——写代码。打开Thonny IDE（专为初学者设计的Python编辑器），粘贴以下内容并保存为main.py：
import dht import machine import time sensor = dht.DHT11(machine.Pin(15)) while True: try: sensor.measure() temp = sensor.temperature() humi = sensor.humidity() print("温度: {}°C, 湿度: {}%RH".format(temp, humi)) except OSError as e: print("读取失败:", e) time.sleep(2)就这么短，而且几乎每一行都能看懂：
dht.DHT11(machine.Pin(15))：告诉Pico，“我在GPIO15上接了一个DHT11”sensor.measure()：发出启动信号，等待传感器响应并采集数据temperature()和humidity()：直接获取数值，单位已处理好try-except：防止因信号干扰导致程序崩溃time.sleep(2)：遵守最小采样间隔规范
上传后重启Pico，串口终端就会每隔两秒输出一行数据：
温度: 26°C, 湿度: 58%RH 温度: 26°C, 湿度: 57%RH 读取失败: [Errno 110] ETIMEDOUT 温度: 26°C, 湿度: 57%RH看到那个ETIMEDOUT了吗？别慌，这是正常的。传感器偶尔没响应，捕获异常后程序继续运行，这才是健壮系统的做法。
💡 如果你想升级到更高精度的DHT22（AM2302），只需把
DHT11改成DHT22即可，其他代码一行都不用改！
实际应用中常见的坑和应对策略
理论很美好，现实总有意外。以下是我在多个项目中总结出的实战经验：
❌ 问题1：总是读取失败或数据跳变大
- 可能原因：电源不稳定、数据线过长、缺少上拉电阻
- 解决方案：
- 使用Pico的3.3V供电，避免外接不可靠电源
- 数据线尽量短（<30cm）
- 加装10kΩ上拉电阻
- 在代码中加入简单的滤波逻辑：
# 示例：三次数值取平均 values = [] for _ in range(3): try: sensor.measure() values.append((sensor.temperature(), sensor.humidity())) time.sleep(0.5) except: pass if values: avg_temp = sum(t for t,h in values) / len(values) avg_humi = sum(h for t,h in values) / len(values) print(f"平均温度: {avg_temp:.1f}°C, 平均湿度: {avg_humi:.1f}%RH")❌ 问题2：程序跑着跑着卡住了
- 可能原因：长时间运行导致内存碎片化或死循环
- 解决方案：
- 添加看门狗定时器（Watchdog Timer）保底：
from machine import WDT wdt = WDT(timeout=8000) # 8秒内必须喂狗 while True: wdt.feed() # 别忘了喂！ # 其他逻辑... time.sleep(2)还能怎么玩？让它变得更聪明
基础功能实现了，接下来就是扩展时刻。这套系统天生具备极强的可扩展性：
🔹 加个OLED屏幕，本地显示数据
用I²C接口接一块0.96寸OLED屏，无需电脑也能查看当前环境状态。
from ssd1306 import SSD1306_I2C i2c = machine.I2C(0, sda=machine.Pin(4), scl=machine.Pin(5)) oled = SSD1306_I2C(128, 64, i2c) oled.fill(0) oled.text('Temp: {}C'.format(temp), 0, 20) oled.text('Humi: {}%'.format(humi), 0, 40) oled.show()🔹 接Wi-Fi模块，把数据传上云端
搭配ESP-01S模块，通过MQTT协议发送到Home Assistant、ThingsBoard或Blynk平台，实现远程监控。
🔹 做个自动控制系统
连上继电器，当湿度超过阈值时自动开启除湿机；温度过高则触发风扇。真正的“感知-判断-执行”闭环。
🔹 记录历史数据
插入microSD卡模块，定期将数据写入CSV文件，后期可以用Python绘图分析趋势。
写在最后：从一个小项目出发，通往更大的世界
很多人觉得嵌入式开发门槛很高，要懂电路、会调试JTAG、能看懂数据手册里的时序图……但时代变了。
今天的树莓派Pico + MicroPython 组合，正在重新定义“谁可以做硬件开发”。学生、教师、设计师、甚至文科生，都可以借助高级语言快速构建原型。你不再需要成为“全能战士”，也能做出有价值的作品。
这个DHT11项目看似简单，但它涵盖了物联网节点的核心要素：
- 传感器接入
- 数据采集
- 错误处理
- 用户交互
- 可靠性设计
掌握了这些思维模式，下一步无论是换成PM2.5传感器、土壤湿度计，还是搭建LoRa远距离传输网络，都会变得水到渠成。
所以，别再犹豫了。找一块Pico，买一个DHT11，花半小时搭起来，看看你的房间此刻到底是干是湿、是冷是热。
也许，改变生活的智能系统，就始于这一行print()。
如果你在实现过程中遇到了其他挑战，欢迎在评论区分享讨论。
