DS18B20 防水温度传感器

要测一缸鱼的水温，或者堆肥箱里深浅三个点同时测温——这时候 DHT22 帮不上忙：它是裸露的塑料栅格，沾水就废，而且一颗只能测一个地方。DS18B20 正相反。它有一根金属探头用环氧或不锈钢封死，整根泡进液体里没问题；更妙的是一根数据线能串好几颗，每颗各报各的温度。水温、土温、3D 打印热床、锅炉管壁，这些场景几乎是它的主场。

工作原理

DS18B20 用的是 Dallas 的 1-Wire 单总线协议。名字里的"单"指的是：除了电源和地，真正传数据只用一根线。这一根线既负责主控（如 ESP32）发命令下去，也负责芯片把温度数据传上来，靠时序分时复用。

它能一根线挂多颗的关键，在于每颗芯片出厂时都烧死了一个全球唯一的 64 位 ROM 地址。这 64 位里前 8 位是家族码（DS18B20 固定是 0x28），中间 48 位是序列号，没有两颗重复，末尾 8 位是 CRC 校验。主控在总线上喊话时，先用"匹配 ROM"命令点名某个地址，只有地址对上的那颗芯片才会应答。所以哪怕十颗芯片并排挂在同一根线上，也能被一颗一颗精确点名、分别读温——这就是单线挂多点的全部秘密。

另一个省事的地方：它内部直接做好了温度到数字的转换，输出的就是数字量，不像热敏电阻那种模拟量还得接 ADC、写查表公式、做校准。数字进数字出，没有 ADC 误差这回事。模拟和数字传感器的区别，可以看 模数转换 这篇。

它还支持一种"寄生供电"模式，可以省掉 VDD 那根线、只用数据线取电，但接线讲究多、稳定性差，新手直接用三线正常供电即可，这里不展开。

接线

标准三线接法（以 ESP32 GPIO4 为例）。防水探头通常是三根色线：

DS18B20 探头线	接到	说明
VDD（红）	3.3V	也兼容 5V
DATA（黄/白）	GPIO4	数据线，需上拉
GND（黑）	GND	公共地
——	4.7kΩ 电阻	跨接在 DATA 与 VDD 之间

关键就是那只 4.7kΩ 上拉电阻，一端接 DATA、一端接 VDD。单总线平时靠上拉保持高电平，没有它总线浮空，读出来全是乱码或 -127。上拉的道理见 上拉电阻，GPIO 本身怎么回事见 GPIO 是什么。有些现成的 DS18B20 模块板上已经焊了这只电阻，裸探头则一定要自己加。

完整代码

用 OneWire 和 DallasTemperature 两个库（Arduino 库管理器里都能搜到）。下面这段会先扫描总线上有几颗芯片，再逐颗读温：

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

#define ONE_WIRE_BUS 4          // DATA 接 GPIO4

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  sensors.begin();

  int count = sensors.getDeviceCount();   // 扫描总线上的设备数
  Serial.print("找到 ");
  Serial.print(count);
  Serial.println(" 颗 DS18B20");
}

void loop() {
  sensors.requestTemperatures();           // 命令全部芯片开始转换

  int count = sensors.getDeviceCount();
  for (int i = 0; i < count; i++) {
    float c = sensors.getTempCByIndex(i);  // 按索引读第 i 颗
    if (c == DEVICE_DISCONNECTED_C) {      // 即 -127，没读到
      Serial.print("芯片 ");
      Serial.print(i);
      Serial.println(" 断线");
    } else {
      Serial.print("芯片 ");
      Serial.print(i);
      Serial.print(": ");
      Serial.print(c);
      Serial.println(" °C");
    }
  }
  delay(2000);
}

requestTemperatures() 是一条广播命令，让总线上所有芯片同时启动一次温度转换；12 位精度下这次转换最久要 750ms，所以读数前别催太急。

你应该看到什么

串口监视器（115200 波特率）正常会刷出：

找到 2 颗 DS18B20
芯片 0: 23.50 °C
芯片 1: 24.31 °C
芯片 0: 23.56 °C
芯片 1: 24.25 °C

如果看到 找到 0 颗 或者温度是 -127.00，先别怀疑代码，八成是上拉电阻或接线的问题（见下方故障表）。

多点测温与读数解读

上面的代码用 getTempCByIndex(i) 按索引读，简单，但索引顺序由扫描决定、换个芯片可能就乱。要稳定区分"哪根探头在哪个位置"，应该按 64 位地址读：先用 sensors.getAddress(addr, i) 把每颗的地址抓出来记下，之后用 sensors.getTempC(addr) 指定地址读温。这样哪怕加减芯片，每个监测点对应哪颗都不会错位——这正是 1-Wire 唯一地址的用处。

几个该记住的数：

• 量程：-55 ~ +125°C。家用水温、土温、热床都在范围内。
• 精度：-10 ~ +85°C 区间内约 ±0.5°C，是个相当不错的数字温度传感器。
• 分辨率：可设 9 / 10 / 11 / 12 位，对应 0.5 / 0.25 / 0.125 / 0.0625°C。位数越高越细，但转换越慢（12 位约 750ms）。库默认通常是 12 位。

选型与避坑

什么时候用 DS18B20、什么时候用别的：

• 要防水、要远距离、要一根线测多个点 → DS18B20。探头泡水里、埋土里都行，多点阵列是它的强项。
• 只想测室内空气温度，还想顺带测湿度 → DHT22 或入门的 DHT11。它们能给湿度，但不防水、单点、精度一般。两者的上手可看 DHT11 入门实验。
• 要高精度温湿度：那是 SHT30/SHT40 一类 I²C 传感器的活，不在本页。

故障排查

现象	可能原因	处理
找到 0 颗 / 读到 -127	没接 4.7kΩ 上拉、或接错位置	在 DATA 与 VDD 间补上 4.7kΩ
读到固定 85	没等转换完成就读	确认调了 requestTemperatures()，读前留够延时
多颗只认出 1 颗	长线 + 多颗导致总线驱动不足	上拉换 3.3kΩ 或缩短总线、改星形为链形
温度乱跳	接触不良、电源不稳	检查焊点，电源就近加 0.1µF 退耦
完全无反应	GPIO 引脚号写错	核对 ONE_WIRE_BUS 与实际接线一致

进阶与变体

把多颗 DS18B20 都并在同一根 DATA 线上（各自地址唯一），就组成了一条温度阵列：一个 GPIO 就能监测一长串点位，省引脚又省线。比如发酵罐从顶到底插三四颗看温度梯度、温室不同高度布点、地暖回路逐段测温，都是这种玩法。总线拉长（几米到十几米）时，把上拉从 4.7kΩ 适当减小（如 3.3kΩ）、走链形而非星形布线，能更稳。

更进一步，多点温度数据采上来后交给模型做异常检测或趋势预测，是常见的下一步，可参考 让 AI 帮你处理传感器数据。

典型应用

• 鱼缸 / 泳池 / 热水器水温监测
• 土壤、堆肥、发酵罐温度（探头直接插进去）
• 3D 打印机热床、挤出机温度
• 冰箱 / 冷链多点温度记录
• 沿管路布一串探头做温度阵列

小结 · 相关

DS18B20 = 数字输出 + 防水探头 + 一根线挂多颗（靠 64 位唯一地址点名）。记住两件事就能少踩坑：DATA 对 VDD 必须有 4.7kΩ 上拉；-127 是没连上、85 是还没测好。要测水/土/多点选它，只测室内空气湿度选 DHT 系列。

相关阅读：DHT22 · DHT11 · 上拉电阻 · 模数转换 · 回到 传感器总览 与 原理总览。

参数以 datasheet 为准；本页公开资料整理，接线与代码请结合实物验证。