树莓派 + Windows IoT Core 搭建环境监控系统
前言：Windows IoT 是微軟為嵌入式開發(fā)板設(shè)計的一種物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，運行Windows UWP（C# 開發(fā)），可以設(shè)計出豐富的交互界面，驅(qū)動GPIO，連接一些傳感器做有意思的事，本文詳細(xì)介紹如何使用它搭建一個環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，并將數(shù)據(jù)上傳到Microsoft Flow云服務(wù)器。
工具：一臺Windows 10電腦，樹莓派3B/3B+，（8GB（以上）容量SD卡，讀卡器。
傳感器：DHT11溫濕度傳感器、BMP180氣壓計、BH1750FVI光強(qiáng)傳感器、MQ-2煙霧傳感器、蜂鳴器、若干杜邦線。
系統(tǒng)框架：
實現(xiàn)室內(nèi)溫濕度，光線強(qiáng)度，氣壓高度的采集，火災(zāi)情況的報警，數(shù)據(jù)的上傳到云端。
（全是微軟的一套，PowerBi部分沒做）
PS：
1. 本系統(tǒng)傳感器驅(qū)動代碼來自 https://github.com/ZhangGaoxing/windows-iot-demo
搬運至碼云，加速Clone：https://gitee.com/xKryo/windows-iot-demo
2. DHT11項目代碼有一些問題，修改版本網(wǎng)盤下載：https://pan.baidu.com/s/11-EofiscGOnMuSyPgvFO1w 提取碼：a2p1
3. 本系統(tǒng)的完整代碼：https://pan.baidu.com/s/1gTaC3vrEigzjzqDfF_uA1Q 提取碼：quau
4. ?Microsoft Flow服務(wù)器現(xiàn)在HTTP請求觸發(fā)需要注冊高級賬戶。
正文：
一、開發(fā)平臺的搭建
1.樹莓派安裝Windows IoT
下載Windows 10 IoT Core Dashboard 和最新的固件：https://docs.microsoft.com/en-us/windows/iot-core/downloads，下載完成后解壓出FFu固件，打開Dashboard并選擇固件，設(shè)置密碼，寫入SD卡。
將SD卡插入樹莓派，漫長的等待數(shù)次重啟，中間需要通過鼠標(biāo)對樹莓派進(jìn)行設(shè)置，最后進(jìn)入系統(tǒng)：
通過儀表盤（Dashboard）的“我的設(shè)備”可以掃描到局域網(wǎng)的樹莓派，瀏覽器輸入IP:8080，輸入用戶名Administrator和剛剛設(shè)置的密碼，進(jìn)入Windows IoT的管理頁面。
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2.Visual Studio 2017安裝，可以通過下載Visual Studio Installer安裝：
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二、第一個傳感器驅(qū)動（DHT11 Demo）
以驅(qū)動DHT11為例，講解將傳感器連接樹莓派，并編譯打包程序并部署到樹莓派。
1.DHT11連接樹莓派，DHT11和樹莓派的引腳定義如圖，將DHT11的數(shù)據(jù)輸出引腳連接GPIO4（07號引腳），電源（VCC）和地（GND）就近接入但不要接反。
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2.VS 2017打開DHT11 Demo 項目（IDE可能會要求安裝一些依賴的組件）
生成解決方案時，可能會出現(xiàn)證書過期：
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雙擊打開項目Package.appxmanifest文件：
在新的窗口中選擇打包一欄，彈出的窗口選擇配置證書—創(chuàng)建測試證書（任意名稱）
重新生成解決方案：
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我的VS 2017出現(xiàn)了問題，不能遠(yuǎn)程調(diào)試，如果調(diào)試設(shè)置出現(xiàn)以下信息，則可以直接遠(yuǎn)程調(diào)試安裝應(yīng)用不用打包部署：
3.打包項目的安裝程序包：
右鍵項目 – 應(yīng)用商店 – 創(chuàng)建應(yīng)用程序包 – 創(chuàng)建旁加載包：
選擇生成包的路徑，勾選合適的體系結(jié)構(gòu)，點擊創(chuàng)建，漫長等待生成完成：
進(jìn)入瀏覽器后臺管理頁的Apps Manager選擇打包好的應(yīng)用，點擊Install安裝：
安裝成功：
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運行效果：
三、接入所有傳感器
下載系統(tǒng)完整代碼，用VS2017打開，里面有詳細(xì)的注釋，代碼模塊較為清晰，這里就不再分析代碼功能了。
通過重新設(shè)計交互界面，接入BMP180氣壓計、BH1750FVI光強(qiáng)傳感器、MQ-2煙霧傳感器。
圖中可看到傳感器功能都已經(jīng)實現(xiàn)，關(guān)于數(shù)據(jù)上傳部分在后面會講解。
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系統(tǒng)設(shè)計的電路圖：
對應(yīng)樹莓派引腳的連接圖：
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實物圖如下，先在面包板上調(diào)試，再把所有傳感器模塊焊接在實驗板上。
四、Microsoft Flow云服務(wù)
系統(tǒng)通過HTTP POST的方式，將數(shù)據(jù)打包成的JSON文件POST到流，服務(wù)器解析后執(zhí)行流。
推薦先觀看此視頻：https://b23.tv/av21526828使用Microsoft Flow 快速采集IoT設(shè)備數(shù)據(jù)。
注意：微軟Flow的服務(wù)器升級后，HTTP請求的觸發(fā)器已不再支持免費的賬戶，如果不想注冊，則跳過該部分，通過其他的方式上傳到所需要的其他服務(wù)器。
盡管如此，還是記錄一下之前連接Flow的過程。
以視頻中的例子為基礎(chǔ)，代碼中數(shù)據(jù)封裝及HTTP POST部分：
服務(wù)器HTTP端觸發(fā)JSON配置：
1. 進(jìn)入Microsoft Flow官網(wǎng)，注冊免費賬戶
2. 在“我的流”中新建，選擇觸發(fā)條件，通過搜索框搜索HTTP添加觸發(fā)條件，填入JSON配置，現(xiàn)在免費賬戶搜索不到。
添加條件分支，如果發(fā)生燃?xì)庑孤┣闆r，推送報警和Outlook發(fā)送郵件，最終會將數(shù)據(jù)插入到Excel（OneDrive）。
具體郵件內(nèi)容的設(shè)置：
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?3. 制作好帶表頭的Excel文件，上傳到OneDrive，Flow連接OneDrive，可以找到文件，然后關(guān)聯(lián)JSON代碼內(nèi)容：
上傳多次數(shù)據(jù)，可以看到表格中的內(nèi)容如下：
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如圖發(fā)生r燃?xì)庑孤?#xff0c;Flow會推送郵箱內(nèi)容：
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Microsoft Flow APP在Googe Paly 中下載，通過Flow APP 和OneDrive APP 在移動端查收：
五、總結(jié)
樹莓派搭載Windows IoT接入傳感器，基本的環(huán)境數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)上傳都已完成。使用微軟的一套東西進(jìn)行開發(fā)著實令人崩潰，所以不再深入了，1年前開發(fā)的，有些具體的步驟還不夠清晰，現(xiàn)在總結(jié)起來感覺有點low。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的树莓派 + Windows IoT Core 搭建环境监控系统的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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