ESP32結合溫濕度感測器，上傳數據至ThingSpeak完整教學

如果你曾經想要紀錄環境的溫度與濕度，並且能夠遠端透過網站即時查看，那麼ESP32搭配溫濕度感測器上傳數據到ThingSpeak就是一個超棒的解決方案！ESP32不僅功能強大，還能輕鬆連上WiFi，把感測數據傳到雲端；而ThingSpeak則是一個免費又直觀的IoT平台，可以將資料自動轉換成漂亮的圖表。

Table of Contents

為什麼要用ESP32？

ESP32 是一款由 Espressif Systems 推出的高效能微控制器，相比早期的 Arduino 或 ESP8266，它具備更多優勢。首先，它內建 WiFi 與藍牙雙模功能，不需要額外模組就能直接連線到網路，這對 IoT（物聯網）應用來說非常方便。

其次，ESP32 的運算速度與記憶體容量都比 Arduino UNO 或 ESP8266 更強大，可以處理更複雜的感測資料，同時還能支援多個任務平行運行，像是同時讀取感測器、傳送數據到雲端，甚至還能開啟一個小型網頁伺服器。

另外，ESP32 的 GPIO 腳位數量多，能支援多種通訊協定（I2C、SPI、UART 等），這讓它可以輕鬆整合各式感測器與模組。更重要的是，ESP32 的價格依然非常親民，對於學生、自學者或 DIY Maker 來說，CP 值極高。

總結來說，如果你想要打造一個低成本、功能完整、可無線上傳數據的感測系統，ESP32 絕對是首選。

ThingSpeak的優勢

當你擁有感測數據後，如何讓這些資料變得有價值？這時候 ThingSpeak 就派上用場了。ThingSpeak 是一個專門為 IoT 設計的雲端平台，它最大的特色就是能自動把感測器上傳的數據轉換成即時圖表，讓使用者能夠隨時透過瀏覽器或手機查看環境變化。

最大的好處是操作簡單。只要註冊一個免費帳號，就能建立「Channel（頻道）」，設定對應的資料欄位，並使用 API Key 上傳數據。即使是剛入門的初學者，也能在短時間內看到第一個圖表出現在網頁上。

此外，ThingSpeak 也支援歷史數據儲存與分析，使用者可以下載 CSV 檔案，進一步用 Excel 或 Python 做數據處理。如果想要更進階，ThingSpeak 還整合了 MATLAB，可以直接進行統計分析或自動化運算。

另外，ThingSpeak 的社群公開功能讓你能與他人分享資料，例如展示室內空氣品質、農業監測結果，甚至打造自己的環境觀測站。

總結來說，ThingSpeak 就像是一個現成的「數據儀表板」，免去自己架設伺服器的麻煩，讓你能專注在數據收集與應用上。

ThingSpeak官網連結: https://thingspeak.mathworks.com/

準備所需材料

在開始動手之前，我們需要先把所有必備的材料準備好。這部分就像煮飯前要備好食材，工具齊全才能順利完成整個專案。以下是你會用到的主要元件：

ESP32開發板

ESP32 是整個專案的核心，大部分開發板都已經內建 USB 轉序列晶片，只要用 USB 線連接電腦即可燒錄程式。

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DHT11 或 DHT22 溫濕度感測器

這是用來量測環境溫度與濕度的感測器。

DHT11：價格便宜，適合入門，不過精度較低。

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DHT22：量測範圍與精度更高，適合需要長期紀錄或對數據要求更精準的應用。

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杜邦線與麵包板

這些是連接 ESP32 與感測器的好幫手。杜邦線讓你不用焊接就能快速測試電路，麵包板則方便插拔與修改接線。

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安裝開發環境

有了硬體，接下來就是軟體環境的準備。這一步很關鍵，因為只有正確安裝好開發工具，我們才能順利撰寫程式並將它上傳到 ESP32。

這部份可以參考之前文章＂ESP32的創新與應用：引領未來技術趨勢＂，完整安裝教學。

ThingSpeak帳號與設定

當 ESP32 準備好之後，我們需要一個平台來接收與顯示感測數據，而 ThingSpeak 正是最適合的選擇。以下將帶你一步一步完成帳號申請與頻道建立：

ThingSpeak官網連結: https://thingspeak.mathworks.com/

註冊與建立新Channel

前往 ThingSpeak 官網，點擊 Sign Up 註冊帳號。
填寫電子郵件、帳號名稱與密碼，並完成驗證。
登入後，選擇「Channels → My Channels → New Channel」來建立一個新頻道。
在頻道設定中，輸入專案名稱（例如「ESP32溫濕度紀錄」）。

點擊"Create one!"註冊ThingSpeak新帳號 — 點擊”Create one!”註冊ThingSpeak新帳號

設定欄位 (Field) 對應溫度與濕度

在新頻道的設定頁面中，你可以勾選並命名不同的欄位 (Field)。
建議設定：
- Field 1 → Temperature (溫度)
- Field 2 → Humidity (濕度)
你也可以額外新增欄位，未來若要加裝更多感測器就能直接使用。

在New Channel建立"Field1=Temperature (溫度) & Field2=Humidity (濕度)" — 在New Channel建立”Field1=Temperature (溫度) & Field2=Humidity (濕度)”

取得API Key

ThingSpeak 與 ESP32 溝通的關鍵在於 API Key：

在頻道頁面選擇「API Keys」。
複製「Write API Key」，這是用來授權 ESP32 上傳資料的金鑰。
稍後在程式碼中，會需要把這組金鑰填入，才能成功上傳數據。

完成以上設定後，你的 ThingSpeak 帳號與頻道就建立完成了！接下來只要讓 ESP32 上傳數據，就能在網頁上看到自動更新的圖表。

放在自己的API Keys後，將https://的”s”去除http://，資料才上傳的到。

要記得把第二個Field2加入網址中，ThingSpeak才讀得到資料，如下：

http://api.thingspeak.com/update?api_key=ＸＸＸＸＸＸＸＸＸ&field1=0&field2=0

接線教學

在進入程式編寫之前，我們需要先把硬體正確接線。接線就像蓋房子的地基，如果一開始連錯腳位，後面不管程式怎麼寫都不會成功。以下以 DHT11/DHT22 搭配 ESP32 為例，帶你完成接線：

DHT感測器與ESP32腳位對應

大部分的 DHT11/DHT22 模組會有 3 或 4 個腳位，常見的接法如下：

VCC → 3.3V (ESP32)
GND → GND (ESP32)
DATA → GPIO 5 (可更改，但程式需一致)

如果是 4 腳版本的模組，通常第 3 腳是空腳，可以不用接。

詳細教學請參考：Arduino UNO + DHT11 + OLED：溫濕度即時顯示完整教學（含程式碼）

注意電壓與接地

ESP32 的邏輯電壓是 3.3V，而 DHT11/DHT22 也能在 3.3V 下穩定運作，所以直接供電即可。
確保所有模組的 GND 必須共地，否則即使接對 VCC 與 DATA，感測器也無法正常工作。

是否需要電阻？

有些 DHT 模組已經內建上拉電阻，你只要照上面接線即可。若你的模組沒有，建議在 DATA 與 VCC 之間加一顆 10kΩ 電阻，以確保訊號穩定。

麵包板接線示意

把 ESP32 插在麵包板一側，DHT 感測器插在另一側。
用杜邦線將 VCC → 3.3V、GND → GND、DATA → GPIO 4 連接起來。
檢查每條線是否插穩，避免接觸不良。

完成以上步驟後，你的感測器就算是「上線」了！接下來我們就可以撰寫程式，讓 ESP32 讀取溫濕度數據，並上傳到 ThingSpeak。

撰寫程式碼

硬體接好後，接下來就是最精彩的部分：寫程式！這裡我們會一步步示範，讓 ESP32 先讀取溫濕度，再透過 WiFi 上傳到 ThingSpeak。

初始化函式庫

首先要在程式中引入必要的函式庫：

				
					#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>
#include <SimpleDHT.h>
// 請修改以下參數--------------------------------------------
char ssid[] = "自己Wifi名稱";
char password[] = "自己Wifi密碼";
// 請修改為你自己的API Key，並將https 改為http
String url = "http://api.thingspeak.com/update?api_key=你的APIKeys";
int pinDHT11 = 5;  // 修改腳位為5
//---------------------------------------------------------
SimpleDHT11 dht11(pinDHT11);  // 宣告SimpleDHT11 物件

設定WiFi連線

在 setup() 函式中，我們要讓 ESP32 先連上 WiFi：

				
					void loop() {
  Serial.println("=============");
  byte temperature = 0;
  byte humidity = 0;
  int err = SimpleDHTErrSuccess;
  if ((err = dht11.read(&temperature, &humidity, NULL)) != SimpleDHTErrSuccess) {
    Serial.print("溫度計讀取失敗，錯誤碼=");
    Serial.println(err);
    delay(1000);
    return;
  }
  // 讀取成功，將溫濕度顯示在序列視窗
  Serial.print("溫度計讀取成功:");
  Serial.print((int)temperature);
  Serial.print(" *C, ");
  Serial.print((int)humidity);
  Serial.println("H");
  // 開始傳送到thingspeak
  Serial.println("啟動網頁連線");
  HTTPClient http;
  // 將溫度及濕度以HTTP Get 參數方式補入網址後方
  String url1 = url + "&field1=" + (int)temperature + "&field2=" + (int)humidity;
  // http client 取得網頁內容
  http.begin(url1);
  int httpCode = http.GET();
  if (httpCode == HTTP_CODE_OK) {
    // 讀取網頁內容到payload
    String payload = http.getString();
    // 將內容顯示出來
    Serial.print("網頁內容=");
    Serial.println(payload);
  } else {
    // 讀取失敗
    Serial.println("網路傳送失敗");
  }
  http.end();
  delay(20000);  // 休息20 秒
}

讀取溫濕度數據

在 loop() 中讀取數據，並做錯誤檢查：

				
					void loop() {
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();

  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("讀取DHT感測器失敗！");
    delay(2000);
    return;
  }

  Serial.print("溫度: ");
  Serial.print(t);
  Serial.print(" °C  濕度: ");
  Serial.print(h);
  Serial.println(" %");

  // 上傳至ThingSpeak
  WiFiClient client;
  if (client.connect(server, 80)) {
    String postStr = apiKey;
    postStr += "&field1=";
    postStr += String(t);
    postStr += "&field2=";
    postStr += String(h);
    postStr += "\r\n\r\n";

    client.print("POST /update HTTP/1.1\n");
    client.print("Host: api.thingspeak.com\n");
    client.print("Connection: close\n");
    client.print("X-THINGSPEAKAPIKEY: " + apiKey + "\n");
    client.print("Content-Type: application/x-www-form-urlencoded\n");
    client.print("Content-Length: ");
    client.print(postStr.length());
    client.print("\n\n");
    client.print(postStr);

    Serial.println("已上傳數據到ThingSpeak！");
  }
  client.stop();

  delay(20000); // ThingSpeak免費版最短間隔15秒
}

程式說明

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); → 初始化 DHT 感測器。
WiFi.begin() → 讓 ESP32 連上無線網路。
client.connect(server, 80) → 建立 HTTP 連線。
postStr → 包含上傳的數據與 API Key。
delay(20000) → 每20秒上傳一次，避免超過 ThingSpeak 的限制。

完成以上程式後，就可以把程式燒錄進 ESP32，開始測試了！

上傳程式與測試

程式碼準備好後，接下來就是實際把它燒錄進 ESP32，並驗證是否能順利把數據傳送到 ThingSpeak。

如何將程式上傳到ESP32

用 USB傳輸線將 ESP32 連接到電腦。
在 Arduino IDE 上方選單選擇：
- 工具 → 開發板 → 選擇 ESP32 Dev Module（或你的板子型號）。
- 工具 → 通訊埠 → 選擇正確的 COM 埠（Windows）或 /dev/ttyUSBx（Mac/Linux）。
點擊 IDE 左上角的「上傳」按鈕 (→)。
程式編譯並上傳，大約需要 1 分鐘。
如果燒錄失敗，可以按住 ESP32 板上的 Boot 鍵，直到 IDE 顯示「Connecting…」時再放開。

確認ESP32是否成功連線WiFi

打開 IDE 下方的序列埠監控視窗 (Serial Monitor)。
設定鮑率為 115200。
如果一切順利，你會看到：
接著會顯示讀取的溫度與濕度數據。

驗證ThingSpeak是否接收到數據

登入 ThingSpeak，進入剛建立的 Channel。
在「Private View」或「Public View」頁面中，查看圖表。
若成功上傳，你會看到溫度與濕度的數值逐步更新，並且生成一條隨時間變化的曲線。

常見錯誤排查

無法連線WiFi → 檢查 SSID 與密碼是否正確。
無法上傳到ThingSpeak → 確認 API Key 是否正確貼上。
感測數據為 NaN → 檢查 DHT 感測器接線，或確認有無上拉電阻。

當你在 ThingSpeak 網頁看到第一條即時更新的數據曲線時，那一刻就代表專案成功啦！

在ThingSpeak查看數據

成功上傳數據後，我們就可以在 ThingSpeak 平台上即時查看與分析感測數據。這個過程就像在監控室觀察環境變化，非常直觀又方便。

即時圖表顯示

進入你的 Channel 後，可以看到溫度與濕度的即時折線圖。
圖表會自動隨每次上傳更新，讓你清楚看到環境的變化趨勢。
可以調整圖表的時間範圍，例如最近一小時、一天或一週，快速掌握短期或長期趨勢。

歷史數據紀錄

ThingSpeak 會自動儲存所有上傳的數據，方便你後續分析。
你可以在「Data Import/Export」功能中下載 CSV 檔案，匯入 Excel 或 Python 進行統計分析。
歷史數據不僅能看趨勢，還可以用來比對不同時間段的溫濕度變化，例如早晚溫差、季節濕度波動等。

進階設定

可以自訂自動更新圖表的間隔，甚至設定警示通知，當溫度或濕度超出範圍時透過 LINE 或 Email 提醒。
如果你的專案有多個感測器，也可以在同一個 Channel 顯示多個欄位的數據，方便統一監控。

使用 ThingSpeak 的好處就是不用自己架設伺服器，也能快速擁有完整的數據視覺化，對新手來說尤其友善。

結論

透過這篇文章，我們完整介紹了如何使用 ESP32 控制板搭配 DHT11/DHT22 溫濕度感測器，將感測數據上傳到 ThingSpeak，並透過圖表進行即時監控與歷史紀錄。從準備材料、安裝開發環境、接線、撰寫程式到數據上傳，每一個步驟都清楚呈現，讓初學者也能輕鬆上手。

這個專案不僅可以作為智慧家庭或環境監控入門，更能延伸到智慧農業、室內空氣品質監測等應用場景。ESP32 的高效能與 ThingSpeak 的簡易圖表化功能，讓每個人都能在短時間內看到成果，增加學習成就感。

總結來說，結合 ESP32 與 ThingSpeak，不只是技術操作，更是一個將物聯網概念實際落地的好方法。只要掌握了這套流程，你就能打造屬於自己的智慧感測系統，輕鬆監控與管理環境數據。

常見問答 (FAQ)

Q1：ESP32 與 ESP8266 的差異？

ESP32 功能更強大，內建 WiFi 與藍牙雙模，GPIO 腳位更多，適合多任務應用。ESP8266 僅支援 WiFi，功能較簡單。

Q2：DHT11 與 DHT22 哪個比較好？

DHT22 精度與量測範圍較高，適合對數據要求精準的專案；DHT11 適合入門或短期實驗。

Q3：ThingSpeak 免費版有什麼限制？

免費版每 15 秒可上傳一次數據，並有限制頻道與欄位數量，但足夠一般入門與學習使用。

Q4：是否能同時上傳多個感測器數據？

可以，只要設定多個欄位 (Field)，並在程式中分別讀取不同感測器，再上傳對應欄位即可。

Q5：資料能否匯出做進一步分析？

可以，ThingSpeak 支援 CSV 匯出，也可結合 MATLAB 或 Python 進行進階數據分析。

參考資料

ESP32 資料庫存取ThingSpeak圖表製作 : https://youyouyou.pixnet.net/blog/post/120275941
IoT物聯網應用 – 使用ESP32開發板與Arduino C程式語言 – 最新版(第三版) – 附MOSME行動學習一點通：評量、加值