凯萨薇1. 项目背景与目标
这是我第四次使用Arduino进行项目开发的完整记录。作为一个持续更新的技术日志系列，这次的项目重点在于探索Arduino在物联网边缘计算中的应用可能性。相比前三次的基础功能验证，这次尝试将传感器网络、无线通信和简单机器学习算法整合到一个完整的原型系统中。
在实际操作中，我选择了温湿度监测作为切入点，通过DHT22传感器采集环境数据，结合ESP8266的WiFi模块实现数据上传，最后在本地端实现了一个基于阈值的简单异常检测算法。整个过程涉及硬件选型、电路设计、嵌入式编程和云端对接等多个环节，对Arduino生态的扩展能力进行了全面测试。
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2. 硬件配置与电路设计
2.1 核心组件选型
主控板最终选择了Arduino Uno R3，主要考虑到：
- 丰富的GPIO接口（14个数字I/O，6个模拟输入）
- 稳定的5V工作电压
- 广泛的社区支持
- 与ESP8266模块的良好兼容性
传感器方面使用了DHT22，相比DHT11：
- 测量范围更广（-40~80℃）
- 精度更高（±0.5℃）
- 响应速度更快（2s）
无线模块选用ESP-01S，优势在于：
- 超小尺寸（24.8mm×16mm）
- 低功耗（工作电流约80mA）
- 内置TCP/IP协议栈
2.2 电路连接细节
具体接线方案如下：
| Arduino引脚 | 连接组件 | 注意事项 |
|---|---|---|
| 5V | DHT22 VCC | 需并联100nF电容滤波 |
| GND | DHT22 GND | 与ESP8266共地 |
| Digital 2 | DHT22 DATA | 上拉电阻10kΩ |
| 3.3V | ESP8266 VCC | 不可接5V！ |
| Digital 7 | ESP8266 TX | 需电平转换 |
| Digital 8 | ESP8266 RX | 需电平转换 |
特别注意：ESP8266的工作电压为3.3V，直接连接Arduino的5V输出会烧毁模块。我使用了分压电阻方案（1kΩ+2kΩ）实现电平转换，也可以选用专用电平转换芯片如TXB0108。