樹莓派是什么意思(樹莓派是什么意思)

前言

　　樹莓派(Raspberry Pi,RPi)是專門為學生計算機編程教育而設計,只有信用卡大小的卡片式電腦,可以運行Linux或者Windows 10 IoT Core操作系統。本文將利用樹莓派和UWP(Universal Windows Platform)開發技術搭建一個可以實時監控的氣象站系統。

硬件和涉及技術

硬件部分:

• 樹莓派2或3一塊,8G以上內存卡一張,讀卡器(或帶sd卡接口的電腦)一個;

• Dht11溫濕度傳感器一個,GY-68 BMP180氣壓計一個;

• LY-69 土壤濕度計一個,MQ-2 煙霧氣敏傳感器一個,雨滴傳感器一個;

• 公母杜邦線若干,面包板一個,micro USB線一根,電源一個;

• HDMI接口顯示器一臺(或HDMI轉其它接口)。

開發部分:

• 集成開發環境: Visual Studio 2017(建議使用社區版);

• 開發語言:C#;

• 開發平臺:UWP;

• 通信協議:MQTT;

• 樹莓派操作系統:WIndows 10 IoT Core;

• 數據庫:Sqlite

操作系統的下載與安裝:

• 安裝Windows 10 IoT Core Dashboard 應用, 訪問微軟開發者中心 依次選擇Raspberry Pi 3,Install onto my blank microSD card,Windows10 IoT core,點擊Next按鈕來到新頁面,點擊Download Dashboard按鈕下載,然后安裝。

• 燒錄操作系統到MicroSD卡,安裝完成后選擇設置新設備項進入燒錄頁面。設備類型選擇Raspberry Pi 2&3;OS內部版本選擇Windows 10 IoT Core(15063);驅動器選擇插入的MicroSD卡;輸入設備名稱、密碼、確認密碼;勾選WLAN網絡連接(勾選此項后可以將當前電腦連接的WLAN信息復制給樹莓派開發板的操作系統,省去再次配置的麻煩);至此,樹莓派安裝Windows 10 IoT操作系統完成。

如下圖:

　　Windows Device Portal:

　　在同一網絡環境下的瀏覽器輸入樹莓派的IP地址,端口為8080,回車后會提示輸入用戶名和密碼。默認用戶名為Administrator,密碼為燒錄操作系統時設置的密碼,如果忘記密碼則只能重新安裝。登陸成功后會看到樹莓派開發板的當前操作系統下的詳細信息,應用程序管理界面,設置默認程序以及開機自啟動等。

實現

MQTT通信:

　　MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息隊列遙測傳輸)是IBM開發的一個即時通訊協議。經過多年的發展,MQTT在各個領域的應用均有凸顯,它可以作為手機客戶端的消息推送工具,并且在安卓應用中有比較大的占比。作為一款專為物聯網設計的通信協議,MQTT具有在低帶寬、不穩定的網絡環境下正常工作的特性。它的消息傳遞有三種模式:

1. 至多一次,會發生消息丟失或重復,這種模式適合傳感器類的數據傳輸,即使消息丟失,很快會再次發送。

2. 只有一次,確保消息到達且不發生重復數據,適合需要精確數據的系統,例如計費系統。

3. 至少一次,確保消息可以到達,但可能發生重復。

關于MQTT服務器的搭建可以參考:

MQTT在UWP下的使用可以參考:

要在UWP下使用MQTT需要安裝nuget包m2mqtt

在這里我還是貼一下MQTT的連接代碼:

 public class Mqtt : MqttClient    {public Mqtt(string host) : base(host, 61613, false, MqttSslProtocols.None)        {            Connect(Guid.NewGuid().ToString(), "admin", "password");            Subscribe(new string[] { "atmo" }, new byte[] { MqttMsgBase.QOS_LEVEL_EXACTLY_ONCE });           // PostData("Hello World!");        } public void RequestData(string msg)        {            Publish("atmo", Encoding.UTF8.GetBytes(msg));        }public void PostData(string msg)        {            Publish("atmo", Encoding.UTF8.GetBytes(msg));        }    }

Sqlite實現:

要在UWP下使用Sqlite需要先安裝VS擴展Sqlite for Universal Windows Platform和Nuget包SQLite.Net-PCL。關于sqlite的詳細使用方法參照:

下面是本系統中Database類:

  public class DataBase : SQLiteConnection    {public static string path = Path.Combine(ApplicationData.Current.LocalFolder.Path, "atmo.db");public DataBase() : base(new SQLitePlatformWinRT(), path)        {            CreateTable<DataModel>();        }    }

INotifyPropertyChanged接口實現

 public class ViewModelBase : INotifyPropertyChanged    {public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;protected void OnPropertyChanged([CallerMemberName]string name = "")        {            PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(name));        }    }

樹莓派GPIO圖

硬件連接圖:

傳感器引腳圖:

項目地址:

該項目還不完善,歡迎大家補充和指正!

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