引言

树莓派作为一款低成本、高性能的单板计算机，因其强大的扩展性和丰富的编程语言支持，在物联网、智能家居等领域得到了广泛应用。Python作为树莓派上最受欢迎的编程语言之一，提供了丰富的库和工具，可以帮助我们轻松实现数据实时保存与记录。本文将详细介绍如何利用Python在树莓派上实现这一功能。

准备工作

在开始之前，请确保您已经：

  1. 一台树莓派和对应的电源。
  2. 安装了Raspbian操作系统。
  3. 安装了Python环境。
  4. 连接了树莓派到网络。

数据采集

首先，我们需要采集数据。在树莓派上，数据采集可以通过多种方式实现，例如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。以下是一个使用DHT11温度和湿度传感器的简单示例。

import Adafruit_DHT

# 定义传感器类型和读取的GPIO引脚
sensor = Adafruit_DHT.DHT11
pin = 4

# 读取数据
humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)

# 打印数据
print("Temperature: {:.1f} C".format(temperature))
print("Humidity: {:.1f} %".format(humidity))

数据保存

接下来，我们需要将采集到的数据保存下来。Python提供了多种方式来保存数据，例如CSV文件、JSON文件、数据库等。以下是一个将数据保存到CSV文件的示例。

import csv

# 定义数据保存路径
filename = '/home/pi/data/temperature_humidity.csv'

# 创建CSV文件并写入标题
with open(filename, 'w', newline='') as csvfile:
    csvwriter = csv.writer(csvfile)
    csvwriter.writerow(['Timestamp', 'Temperature', 'Humidity'])

# 读取并写入数据
import time
while True:
    humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)
    timestamp = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime())
    with open(filename, 'a', newline='') as csvfile:
        csvwriter = csv.writer(csvfile)
        csvwriter.writerow([timestamp, temperature, humidity])
    time.sleep(60)  # 每分钟更新一次数据

实时监控

为了实时监控数据，我们可以使用Python的图形界面库，例如Tkinter，来创建一个简单的监控界面。

import tkinter as tk
from tkinter import ttk

# 初始化窗口
root = tk.Tk()
root.title('Data Monitor')

# 创建表格
table = ttk.Treeview(root, columns=('Timestamp', 'Temperature', 'Humidity'), show='headings')
table.heading('Timestamp', text='Timestamp')
table.heading('Temperature', text='Temperature')
table.heading('Humidity', text='Humidity')
table.pack(fill='both', expand=True)

# 更新表格数据
def update_data():
    humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)
    timestamp = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime())
    with open(filename, 'a', newline='') as csvfile:
        csvwriter = csv.writer(csvfile)
        csvwriter.writerow([timestamp, temperature, humidity])
    table.insert('', 'end', values=(timestamp, temperature, humidity))

# 启动定时任务
update_data()
root.after(60000, update_data)

# 运行窗口
root.mainloop()

总结

通过以上步骤，我们可以在树莓派上实现数据实时采集、保存和监控。这些技巧可以应用于各种场景，如智能家居、环境监测、工业自动化等。希望本文能帮助您更好地利用Python和树莓派进行数据采集和监控。