AM2302(DHT22)温度低于0℃时读数异常问题求助

当温度高于0℃时，AM2302(DHT22)传感器读数正常；但温度低于0℃时，出现异常读数。

原始二进制数据：
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 1]

解析信息：

• 湿度字节：[0,0,0,0,0,0,1,1]（值3）、[0,1,1,1,1,0,0,1]（值121），计算得湿度88.9%
• 温度字节：[0,0,0,0,1,1,1,1]（值15）、[1,1,1,0,1,0,1,0]（值234），按现有解码逻辑计算得温度407.4℃，但实际环境温度约为-1.5℃
• 校验和：[0,1,1,1,0,1,0,1]（值117），校验和验证通过

根据AM2302规格书，温度低于0℃时，温度第一个字节的最高位应为1，但本次数据中是第二个字节的最高位为1。

用于解码的Rust代码：

pub struct Reading {
    pub temperature: f32,
    pub humidity: f32,
}

impl Reading {
    pub fn from_binary_vector(data: &[u8]) -> Result<Self, CreationError> {
        if data.len() != 40 {
            return Err(CreationError::WrongBitsCount);
        }

        let bytes: Result<Vec<u8>, ConversionError> = data
            .chunks(8)
            .map(|chunk| -> Result<u8, ConversionError> { convert(chunk) })
            .collect();

        let bytes = match bytes {
            Ok(this_bytes) => this_bytes,
            Err(_e) => return Err(CreationError::MalformedData),
        };

        let check_sum: u8 = bytes[..4]
            .iter()
            .fold(0 as u8, |result, &value| result.overflowing_add(value).0);
        if check_sum != bytes[4] {
            return Err(CreationError::ParityBitMismatch);
        }

        let raw_humidity: u16 = (bytes[0] as u16) * 256 + bytes[1] as u16;
        let raw_temperature: i16 = if bytes[2] >= 128 {
            bytes[3] as i16 * -1
        } else {
            (bytes[2] as i16) * 256 + bytes[3] as i16
        };

        let humidity: f32 = raw_humidity as f32 / 10.0;
        let temperature: f32 = raw_temperature as f32 / 10.0;

        println!("{} {} {} {} {}, {}H, {}T",bytes[0], bytes[1], bytes[2], bytes[3], bytes[4],  humidity, temperature);

        if !(-41.0..=81.0).contains(&temperature) {
            return Err(CreationError::OutOfSpecValue);
        }
        if !(0.0..=99.9).contains(&humidity) {
            return Err(CreationError::OutOfSpecValue);
        }

        Ok(Reading {
            temperature,
            humidity,
        })
    }
}

请问该异常是传感器故障导致，还是其输出不符合规格要求？

这个异常属于传感器输出不符合规格要求，而非单纯硬件故障，理由如下：

1. 传感器在0℃以上读数正常，说明基础采样、通讯功能正常，不存在完全故障的情况。
2. 规格书明确规定低温时温度第一个字节最高位为1，但本次数据中是第二个字节最高位为1，且校验和验证通过，说明传感器确实输出了不符合规范的帧格式。
3. 结合实际温度-1.5℃，正确的温度原始值应为-15（对应-1.5℃），按规格书格式应是第一个字节最高位为1，即温度字节应为[1,0,0,0,0,0,0,0]（128）和[0,0,0,0,1,1,1,1]（15），但当前传感器输出的温度字节与该规范完全不符。

另外需要注意：现有解码逻辑对低温的处理也存在问题——当前代码假设低温时只取第二个字节取反，但实际上AM2302的低温表示是整个16位温度值取补码，第一个字节最高位是符号位。不过这和本次异常的根源无关，本次异常的核心是传感器输出不符合规格书定义的帧格式。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者d3im