树莓派 + MCP9808 + InfluxDB + Grafana：家庭温度监测系统

入手树莓派后研读 Eben Upton 的《Raspberry Pi User Guide》（尤其是 GPIO 章节），我开启了首个项目：家庭温度监测系统。本文详述首个迭代版本，使用树莓派、Adafruit MCP9808 模块、旧款 Mac Mini、InfluxDB、Grafana、Python 和 runit 进程监管。

传感器硬件

温度传感器选用 Adafruit MCP9808 模块，理由如下：

• 原生 I²C 接口 — 树莓派 GPIO 3 (SDA) 和 5 (SCL) 支持该总线。
• 宽电压范围 (2.7V–5.5V) — 兼容树莓派 3.3V 和 5V 电源轨。
• 高性价比 — 5 美元以下，适合初学者首个项目。

电路组装

MCP9808 模块基本组装完毕，仅需焊接 8Pin 排针。我用 GPIO 扩展板和面包板连接树莓派与传感器，简化接线并便于后续调整。核心连接：

• 电源 (VDD)
• 地 (GND)
• 数据 (SDA)
• 时钟 (SCL)

其余引脚（地址选择和报警）在单设备配置下悬空。

数据存储

时序数据采集便于趋势分析和关联外部事件。我选用 InfluxDB，因其专注时序数据且查询语言直观。数据库运行在 2009 年初款 Mac Mini (OS X 10.10) 上，通过 Homebrew 安装：

brew install influxdb

配置 InfluxDB 数据库

安装后，通过 Web 控制台 (默认端口 8083) 创建数据库和专用用户。同时建立名为 mcp9808_test 的数据库存储传感器读数。

树莓派配置

启用 I²C

树莓派默认不加载 I²C 模块。在 /etc/modules 添加以下两行并重启：

i2c-bcm2708
i2c-dev

用以下命令验证传感器检测：

sudo i2cdetect 1

传感器软件

我利用 Adafruit 的 MCP9808 Python 封装，它同时引入 I²C 抽象层。

安装构建依赖

sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential python-dev python-smbus

安装 Adafruit MCP9808 封装

cd ~/Downloads
git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_MCP9808
cd Adafruit_Python_MCP9808
sudo python setup.py install

读取、上报、循环

下面的 poll.py 脚本每分钟读取温度并写入 InfluxDB：

#!/usr/bin/python
import time
import Adafruit_MCP9808.MCP9808 as MCP9808
from influxdb import InfluxDBClient

# 为 InfluxDB 准备载荷
def temperature_data(degrees_c):
    return [{
        'points': [[c_to_f(degrees_c)]],
        'name': 'Temperature Readings',
        'columns': ['degrees_f']
    }]

# 摄氏转华氏
def c_to_f(c):
    return c * 9.0 / 5.0 + 32.0

# 初始化传感器
sensor = MCP9808.MCP9808()
sensor.begin()

# 采集间隔（秒）
capture_interval = 60.0

# 连接 InfluxDB（替换占位符为实际值）
influxClient = InfluxDBClient('', 8086, 'mcp9808', '', 'mcp9808_test')

# 持续循环
while True:
    temp_c = sensor.readTempC()
    print('Temperature {0:0.3} F'.format(c_to_f(temp_c)))
    influxClient.write_points(temperature_data(temp_c))
    time.sleep(capture_interval)

以 root 运行脚本以访问 GPIO：

sudo python /path/to/poll.py

用 runit 进行进程监管

为确保 poll.py 在重启和断电后持续运行，我配置 runit 作为进程监管器。详细设置步骤见原始项目文档。

总结

传感器、数据库、监控栈就绪，你现在拥有一个可靠、低成本的家庭温度记录仪。用 Grafana 可视化数据、设置告警、获取环境洞察。