你知道網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的精度是0.02到0.10秒嗎?在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將制作一個(gè)基于ESP32的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)鐘，用于在16x2 LCD顯示器上顯示互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間。在互聯(lián)網(wǎng)上同步時(shí)間最常用和最流行的協(xié)議是NTP(網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議)。參考時(shí)間取自連接的無(wú)線電時(shí)鐘或原子鐘。

在這里，我們將使用ESP32控制器從互聯(lián)網(wǎng)獲取時(shí)間數(shù)據(jù)。ESP32是流行的ESP8266 Wi-Fi模塊的繼承者，具有許多先進(jìn)的功能，例如該模塊是一個(gè)雙核32位CPU，內(nèi)置Wi-Fi和雙模藍(lán)牙。我們將使用Arduino IDE將代碼上傳到ESP32，并使用I2C連接器將16x2 LCD與ESP32接口。

什么是NTP (Network Time Protocol)?

NTP是一種TCP/IP協(xié)議，用于系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的時(shí)間同步。為了以極高的精度同步計(jì)算機(jī)時(shí)鐘時(shí)間NTP使用協(xié)調(diào)世界時(shí)，在較小的網(wǎng)絡(luò)上提供更高的準(zhǔn)確性-在局域網(wǎng)中低至單毫秒。NTP依賴于主機(jī)來(lái)解釋時(shí)區(qū)。

使用NTP的一些優(yōu)點(diǎn)包括：

?NTP可以很容易地部署在承載不同服務(wù)的服務(wù)器上。

?NTP需要較少的資源開(kāi)銷(xiāo)。

?NTP對(duì)帶寬要求最低。

?NTP可以同時(shí)處理數(shù)百個(gè)客戶端，CPU使用率最低

組件的要求

?ESP32

?16*2液晶顯示

?I2C LCD控制器

?跳線

?電路試驗(yàn)板

線路圖

下面給出了LCD與ESP32接口的連接

?將I2C模塊的引腳1-16連接到LCD顯示器的引腳1-16。

?I2C模塊的SDA引腳-> ESP32的SDA引腳即D21

?I2C模塊的SCL引腳-> ESP32的SCL引腳即D22

我已經(jīng)將ESP32的3v連接到I2C的Vcc引腳僅用于演示，但我們需要5V電源供I2C模塊清晰顯示數(shù)據(jù)。因?yàn)镋SP32只能提供3.3伏，這對(duì)于I2C模塊來(lái)說(shuō)很低，數(shù)據(jù)不會(huì)清晰可見(jiàn)。所以，最好使用外接5V電源。

編程代碼說(shuō)明

本文最后給出了ESP32網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的完整代碼。這里我們將解釋代碼的幾個(gè)重要部分。

在編譯代碼之前，我們需要在Arduino IDE中安裝3個(gè)庫(kù)，第一個(gè)庫(kù)用于I2C LCD。第二個(gè)庫(kù)用于NTPClient，該庫(kù)將ESP32 WiFi連接到時(shí)間服務(wù)器，時(shí)間服務(wù)器將時(shí)間信息發(fā)送給模塊。最后一個(gè)是Arduino Time庫(kù)，這個(gè)庫(kù)將Unix時(shí)間戳(Unix epoch)轉(zhuǎn)換為：秒，分，小時(shí)，星期，日，月和年。

基本上，時(shí)間服務(wù)器以需要轉(zhuǎn)換的Unix epoch格式發(fā)送時(shí)間。

現(xiàn)在，從包含代碼中的所有庫(kù)開(kāi)始：

配置I2C LCD，地址為0x27, 16列2行，代碼如下：

連接時(shí)間服務(wù)器使用NTPClient.h庫(kù)，發(fā)送和接收UDP消息使用WiFiUdp.h庫(kù)。

UDP也是一個(gè)協(xié)議，它發(fā)送和接收短消息從我們的系統(tǒng)到NTP服務(wù)器。因此，為了從Internet獲取時(shí)間，我們必須在程序中為NTP定義三個(gè)變量。

NTP_OFFSET -定義您所在國(guó)家的時(shí)區(qū)

NTP_INTERVAL—NTP更新時(shí)間所需的時(shí)間。

NTP_ADDRESS -定義您所在國(guó)家的NTP服務(wù)器。

現(xiàn)在，在下面的代碼中，‘time.nist.gov’(默認(rèn)服務(wù)器)使用+1小時(shí)偏移量(3600秒)60秒(60000毫秒)更新間隔

在setup Function中，通過(guò)定義用于I2C通信的SDA和DCL引腳來(lái)初始化I2C LCD模塊，(SDA = GPIO21, SCL = GPIO22)

在循環(huán)函數(shù)中，我們使用了timeClient.update()函數(shù)以字符串的形式從NTP獲取更新的時(shí)間，并將其存儲(chǔ)在formattedTime變量中

在16x2 I2C LCD上顯示互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)

獲取完整的代碼，并使用Arduino IDE將其上傳到ESP32。

然后，打開(kāi)串行監(jiān)視器來(lái)檢查我們是否在那里獲得互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間。串行監(jiān)視器應(yīng)該看起來(lái)像下面給出的圖像：

如果工作正常，你肯定會(huì)在16x2 I2C顯示器上獲得互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間，硬件應(yīng)該是這樣的

因此，我們已經(jīng)成功地使用ESP32從互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器獲取互聯(lián)網(wǎng)時(shí)間。

本文編譯自iotdesignpro