搭一个能跑生产的物联网小系统

一、需求：茶水间温湿度“肉眼可见”

行政妹子吐槽：“每次进去都像进了桑拿房。”
于是老板甩给我一句话：“三天内给我实时曲线，预算 100 以内。”
我翻了翻抽屉：

• 树莓派 3B（咸鱼 70 元）
• DHT22 模块（淘宝 15 元）
• 杜邦线若干（库存，算 0 元）
• 5 V 风扇（偷的台式机废旧，算 0 元）

预算 85 元，剩余 15 元请全组喝了蜜雪冰城。

二、协议解析：自己写的最小 TLV

MQTT 当然香，但行政电脑装不了客户端。
我用最简单粗暴的 Type-Length-Value 格式，UDP 广播到局域网：

[1B Type][1B Length][N B Value][2B CRC16]

Type 定义：

Python 解码就 6 行：

def parse_tlv(pkt):
    if len(pkt) < 4: return None
    t, l = pkt[0], pkt[1]
    value = int.from_bytes(pkt[2:2+l], 'big')
    crc = int.from_bytes(pkt[2+l:], 'big')
    if crc16(pkt[:-2]) != crc: return None
    return t, value

三、设备接入：三步上线法

为了不让树莓派每次改 Wi-Fi 都要拔卡，我做了“零接触”接入：

四、传感器接口：DHT22 的 1-Wire 玄学

DHT22 手册号称 ±0.5 ℃，但我的第一版数据每隔 20 分钟飘一次。
排查表：

最终采样稳定到 ±0.2 ℃，够用了。

五、Python 开发：327 行主循环

文件结构：

tea-mon/
├─ main.py          # 主循环
├─ tlv.py           # 编解码
├─ influx_client.py # 写时序库
├─ ota.py           # 极简 OTA
└─ boot.py          # 开机自动启动

主循环核心 30 行，贴关键：

while True:
    t, h = read_dht22()
    frame = build_tlv(0x01, int(t*10)) + build_tlv(0x02, int(h*10))
    sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
    sock.sendto(frame, ("255.255.255.255", 5005))
    write_influx(t, h)
    check_ota()
    sleep(60)

六、数据同步：InfluxDB + 一条 SQL 曲线

本地时序库 InfluxDB 2.7，只开 8086 端口，防火墙内网可见。
查询最近 24 小时平均温度：

from(bucket: "tea")
  |> range(start: -24h)
  |> filter(fn: (r) => r["_field"] == "temp")
  |> aggregateWindow(every: 10m, fn: mean)

Grafana 里拉一条折线图，挂在 42 寸旧电视上，行政妹子终于不用再摸黑猜温度。

七、云端管理：多设备批量升级

虽然只有 3 台树莓派，但还是写了 OTA：

• 打包：tar czf teamon_v1.2.tar.gz *.py
• 上传：私有 GitHub Release（带 token）
• 校验：本地 SHA256 比对
• 回滚：mv bak/main.py main.py && reboot

实测 30 秒完成静默升级，无人值守。

八、实时数据：WebSocket 推送到 Slack

行政没空盯着电视，于是我加了一个 Slack Bot：
当温度 > 28 ℃ 或 < 18 ℃，自动往 #general 丢一条消息：

🌡️ 茶水间 29.3 ℃，风扇已自动开启。

代码 10 行，用的 Slack Incoming WebHooks。

九、完整成本 & 功耗

电费 0.6 元/度，一天 2 分钱，行政表示“比开空调便宜”。

十、踩坑小结（血泪版）

1. UDP 广播跨 VLAN 被交换机吃掉 → 改用单播列表 + 轮询。
2. DHT22 在 3.3 V 时偶尔 NACK → 上拉电阻从 10 kΩ 降到 4.7 kΩ。
3. influx 写爆磁盘 → 开 7 天自动过期策略。
4. OTA 回滚忘备份 boot.py → 远程变砖，抱显示器去机房救场。

附：一键启动脚本

#!/bin/bash
git clone https://github.com/yourname/tea-mon.git
cd tea-mon
sudo apt update && sudo apt install python3-pip pigpio -y
pip3 install adafruit-circuitpython-dht influxdb-client
sudo systemctl enable pigpiod
sudo systemctl start pigpiod
python3 main.py

【结语】
从协议解析到实时数据，这套“奶茶级”物联网系统跑了 5 个月，CPU 占用 2 %，温度误差 ±0.2 ℃，行政妹子再也不吐槽桑拿房。