从传感器读取环境条件

IoT 设备的最常见方案之一是检测环境条件。 各种传感器可用于监视温度、湿度、对称压力等。

在本主题中，将使用 .NET 从传感器读取环境条件。

先决条件

• 基于 ARM 的单板计算机（ARMv7 或更高版本）（SBC）
• BME280 湿度/气压/温度传感器分线板
• 跳线
• 面包板 （可选）
• 树莓派 GPIO 扩展板（可选）
• .NET SDK 8 或更高版本

准备 SBC

确保 SBC 配置为支持以下服务：

• SSH
• I2C

对于许多设备，无需其他配置。 对于 Raspberry Pi，请使用 raspi-config 命令。 有关详细信息 raspi-config，请参阅 Raspberry Pi 文档。

准备硬件

使用硬件组件生成线路，如下图所示：

以下是从 Raspberry Pi 到 BME280 扩展板的连接。 请注意，固定标签在各种 BME280 分线板上有所不同。

根据需要，请参阅以下引脚分配关系图：

图片由 Raspberry Pi Foundation 提供。

创建应用

在首选开发环境中完成以下步骤：

1. 使用 .NET CLI 或 Visual Studio 创建新的 .NET 控制台应用。 将其命名 为 SensorTutorial。

   dotnet new console -o SensorTutorial
   cd SensorTutorial
   

2. 将 Iot.Device.Bindings 包添加到项目。 可以从项目目录使用.NET CLI，或者使用Visual Studio。

   dotnet add package Iot.Device.Bindings --version 3.2.0-*
   

3. 将 Program.cs 的内容替换为以下代码：

   using System;
   using System.Device.I2c;
   using System.Threading;
   using Iot.Device.Bmxx80;
   using Iot.Device.Bmxx80.PowerMode;
   
   var i2cSettings = new I2cConnectionSettings(1, Bme280.DefaultI2cAddress);
   using I2cDevice i2cDevice = I2cDevice.Create(i2cSettings);
   using var bme280 = new Bme280(i2cDevice);
   
   int measurementTime = bme280.GetMeasurementDuration();
   
   while (true)
   {
       Console.Clear();
   
       bme280.SetPowerMode(Bmx280PowerMode.Forced);
       Thread.Sleep(measurementTime);
   
       bme280.TryReadTemperature(out var tempValue);
       bme280.TryReadPressure(out var preValue);
       bme280.TryReadHumidity(out var humValue);
       bme280.TryReadAltitude(out var altValue);
   
       Console.WriteLine($"Temperature: {tempValue.DegreesCelsius:0.#}\u00B0C");
       Console.WriteLine($"Pressure: {preValue.Hectopascals:#.##} hPa");
       Console.WriteLine($"Relative humidity: {humValue.Percent:#.##}%");
       Console.WriteLine($"Estimated altitude: {altValue.Meters:#} m");
   
       Thread.Sleep(1000);
   }
   

   在前面的代码中：

   • i2cSettings 设置为 I2cConnectionSettings 的新实例。 构造函数将 busId 参数设置为 1，并将 deviceAddress 参数设置为 Bme280.DefaultI2cAddress.

     重要

     一些 BME280 分线板制造商使用辅助地址值。 对于这些设备，请使用 Bme280.SecondaryI2cAddress。

   • using 声明通过调用 I2cDevice 和传入 I2cDevice.Create 来创建 i2cSettings 的实例。 这 I2cDevice 表示 I²C 总线。 声明 using 可确保对象被处理，并确保硬件资源得到正确释放。

   • 另一个 using 声明创建了一个 Bme280 实例以表示传感器。 该 I2cDevice 函数在构造函数中传递。

   • 调用 GetMeasurementDuration函数以检索在芯片当前（默认）设置下进行测量所需的时间。

   • while循环无限期运行。 每次迭代：

     1. 清除控制台。

     2. 将电源模式设置为 Bmx280PowerMode.Forced。 这迫使芯片执行一个测量，存储结果，然后睡眠。

     3. 读取温度、压力、湿度和高度的值。

        注释

        高度是通过设备绑定来计算的。 TryReadAltitude 的重载使用平均海平面级压力来生成估算值。

     4. 将当前环境条件写入控制台。

     5. 休眠 1000 毫秒。

4. 构建应用程序。 如果使用 .NET CLI，请运行 dotnet build。 若要在 Visual Studio 中生成，请按 Ctrl+Shift+B。

5. 将应用作为独立应用部署到 SBC。 有关说明，请参阅 将 .NET 应用部署到 Raspberry Pi。 请确保使用 指定可执行的 execute 权限chmod +x。

6. 切换到部署目录并运行可执行文件，在 Raspberry Pi 上运行应用。

   ./SensorTutorial
   

   观察控制台中的传感器输出。

7. 按 Ctrl+C 终止程序。

祝贺！ 你已使用 I²C 从温度/湿度/气压传感器读取值！

获取源代码

本教程的源 在 GitHub 上提供。

后续步骤