作为一名电子爱好者，经常在工作台上摆弄各种电子元件。四岁的儿子偶尔会来到工作台，玩弄那些插在面包板上的红色、黄色和绿色LED灯，他称它们为“交通灯”。这启发了，为什么不为他制作一个可以在圣诞节使用的设备呢？
决定为这个设备添加以下功能：
本教程旨在涵盖以下技术：
以下是最终产品，用乐高积木包装，并附有应用。
由于20x04 LCD需要5V，而树莓派接受3.3V作为数字输入，因此需要一个3.3V/5V逻辑转换器。
使用以下代码：
sudo apt-get install python-dev python-rpi.gpio
Adafruit_DHT - 用于读取温度和湿度的库。在树莓派上运行以下命令以安装库。
sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential python-dev
sudo python setup.py install
Install sqlite3 - sqlite是一个非常轻量级的基于文件的SQL数据库。
sudo apt-get install sqlite3
创建数据库文件和表。
sqlite3 weather.db
在sqlite提示符下，创建表：
sqlite> CREATE TABLE weather (timestamp DATETIME, temperature REAL, humidity REAL);
安装I2C 2004显示屏所需的工具（或按照此处的详细说明进行操作）：
Enable i2C:
sudo raspi-config
Select “Advanced Options”.
Select “I2C”.
Select "Yes".
Install Utilities:
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y python-smbus i2c-tools
Reboot:
sudo reboot
按照电路图连接I2C 2004显示屏。运行以下命令找到它的地址。在案例中，得到了0x27。
sudo i2cdetect -y 1
编辑lcd_i2c.py以反映得到的地址：
#for 2004
I2C_ADDR = 0x27
在这个阶段，运行weather.py的所有先决条件现在应该已经准备好了。尝试运行以下命令（需要sudo访问gpio）：
sudo python weather.py
如果一切顺利，应该在2004 LCD上看到类似于以下内容，显示日期时间、温度、湿度和IP地址（第3行将显示eth0，第4行将显示wlan0）。
weatherwww.py是一个Flask Web应用程序。Flask是一个Python框架，允许轻松快速地编写Web服务/动态网页。
要安装Flask，最快的方法是运行以下命令。也可以在virtualenv下运行它：
sudo pip install Flask
要在内置的Flask Web服务器下运行weatherwww.py Web应用程序，请运行以下命令：
cd /home/pi/weather
export FLASK_APP=weatherwww.py
flask run --host=0.0.0.0
运行上述命令后，它应该显示类似于以下内容：
使用浏览器测试Flask Web应用程序是否正常工作（将192.168.11.115替换为Pi的IP地址）。
如果它返回"OK"，则意味着Web应用程序正在运行。如果所有电子设备都连接好了，红色LED也应该亮起。
设置的最后一步是通过添加到rc.local来自动启动这两个进程，通过调用运行脚本（在zip文件中包含了RunWeather和RunWeatherWWW）。
sudo nano /etc/rc.local
快速解释代码 - weather.py
当启动时，它会获取温度和湿度并插入到数据库中：
humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, 4)
InsertWeather(temperature,humidity)
然后尝试在屏幕上获取并显示IP（因为希望这个设备可以无头运行）：
lanip = GetLANIP().strip()
wanip = GetWLANIP().strip()
retry=0
while((not lanip) and (not wanip)) and retry<5:
time.sleep(2)
lanip = GetLANIP().strip()
wanip = GetWLANIP().strip()
retry = retry + 1
lcd_i2c.lcd_string(lanip,LCD_LINE_3)
lcd_i2c.lcd_string(wanip,LCD_LINE_4)
然后它将进入一个无限循环，不断地获取天气（每10分钟一次）并刷新显示上的时间（大约每30秒一次，取决于获取天气所需的时间）。
快速解释代码 - weatherwww.py
在Flask中，每个URL都映射到一个方法。例如：
@app.route('/redon')
def redon():
GPIO.output(GPIO_RED,True)
return 'OK'
还有一些稍微长一点的运行方法，比如这个。由于使用的是内置的单线程Flask Web容器，当上一个请求仍在运行时，它将接受任何新请求。为了改进这一点，可以考虑将其更改为异步启动一个新线程并立即返回响应。然而，这有点棘手，因为新请求需要取消之前运行的请求。
@app.route('/blinkyellow')
def blinkyellow():
allledoff()
GPIO.output(GPIO_YELLOW,True)
time.sleep(1)
GPIO.output(GPIO_YELLOW,False)
time.sleep(1)
GPIO.output(GPIO_YELLOW,True)
time.sleep(1)
GPIO.output(GPIO_YELLOW,False)
time.sleep(1)
GPIO.output(GPIO_YELLOW,True)
time.sleep(1)
GPIO.output(GPIO_YELLOW,False)
return 'OK'
http://192.168.11.115:5000/display?line3=hello&line4=how are you?