树莓派室温监测系统：Gnuplot 绘图与邮件报警

高性能计算环境中维持最佳环境温度至关重要。本指南讲解如何用树莓派、USB 温湿度传感器、Gnuplot 可视化分析、Gmail 自动报警构建可靠实时温度监测系统。

步骤 1：硬件连接

USB 温湿度传感器直插树莓派 USB 口。低功耗传感器树莓派原生 5V 供电即可；高功耗设备建议用带电源集线器避免过载。

传感器持续输出串口字符串，格式如：

temperature=20.9°C humidity=62.7% dewpoint=13.0°C

Python 脚本每 5 分钟读取一次，加时间戳写入三个滚动日志：daily.dat、24hour.dat、48hour.dat。这些文件供 Gnuplot 生成最新图表。

步骤 2：软件 – Web 服务器与依赖

安装 Apache 托管监控面板：

sudo apt-get install apache2

安装 Python 依赖：

sudo apt-get install python-serial python-gnuplot

将面板 HTML 文件放入 /var/www/html。页面每分钟刷新 Gnuplot 生成的最新 PNG 图片（daily.png、24hour.png、48hour.png）。

步骤 3：邮件报警配置

创建专用 Gmail 账号发报警（任何支持 SMTP 的服务器配合正确端口均可）。Python 脚本配置 SMTP：

from_address = "[email protected]"
username = "[email protected]"
password = "your_email_password"

定义收件人：

to_addresses = ["recipient1@example.com", "recipient2@example.com"]

温度超阈值时，脚本发送邮件并附带最新 Gnuplot 图片，收件人即时看到严重程度。

步骤 4：串口解析与数据记录

配置串口匹配传感器 9600 bps、8-N-1 格式：

import serial
ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600, timeout=1)

解析输入字符串：定位 “temperature” 关键字提取数值。带时间戳写入三个日志文件：

from time import strftime, localtime
timestamp = strftime("%d%b%Y %H:%M:%S", localtime())
# 追加写入文件

步骤 5：Gnuplot 图表生成

用 Gnuplot 将日志转 PNG。每日图表示例脚本：

import Gnuplot
p = Gnuplot.Gnuplot(debug=0)
p('cd "{path}"')
p('set xdata time')
p('set timefmt "%d%b%Y %H:%M:%S"')
p('set format x "%H:%M\n%d%b"')
p('set title "Daily Current Temperature Display"')
p('set key off')
p('set grid')
p('set xlabel "Time\nDate"')
p('set yrange [15:35]')
p('set ylabel "Temperature (°C)"')
p('set datafile missing "NaN"')
p('set terminal png size 800,400')
p('set output "daily.png"')
p('plot "daily.dat" using 1:($3) with lines')

24 小时、48 小时视图同理，替换文件名即可。

步骤 6：面板与报警逻辑

Apache 托管的 HTML 页面每分钟刷新 PNG，提供实时视觉快照。Python 脚本检查最新温度；超出用户阈值则触发 SMTP 邮件并附带最新图表。

此方案低成本、开源，实现持续环境监测，兼具即时报警与历史数据可视化。