前言 樹莓派（Raspberry Pi，RPi）是專門為學生電腦編程教育而設計，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 ...
前言
樹莓派（Raspberry Pi，RPi）是專門為學生電腦編程教育而設計，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。
硬體和涉及技術
硬體部分：
- 樹莓派2或3一塊，8G以上記憶體卡一張，讀卡器（或帶sd卡介面的電腦）一個；
- Dht11溫濕度感測器一個，GY-68 BMP180氣壓計一個；
- LY-69 土壤濕度計一個，MQ-2 煙霧氣敏感測器一個，雨滴感測器一個；
- 公母杜邦線若幹，麵包板一個，micro USB線一根，電源一個；
- HDMI介面顯示器一臺（或HDMI轉其它介面）。
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；
- 資料庫：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https://developer.microsoft.com/en-us/windows/iot/GetStarted. 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，然後安裝。
- 燒錄操作系統到MicroSD卡，安裝完成後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網路連接(勾選此項後可以將當前電腦連接的WLAN信息複製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：
在同一網路環境下的瀏覽器輸入樹莓派的IP地址,埠為8080,回車後會提示輸入用戶名和密碼。預設用戶名為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。登陸成功後會看到樹莓派開發板的當前操作系統下的詳細信息,應用程式管理界面,設置預設程式以及開機自啟動等。
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，並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、不穩定的網路環境下正常工作的特性。它的消息傳遞有三種模式：
- 至多一次，會發生消息丟失或重覆，這種模式適合感測器類的數據傳輸，即使消息丟失，很快會再次發送。
- 只有一次，確保消息到達且不發生重覆數據，適合需要精確數據的系統，例如計費系統。
- 至少一次，確保消息可以到達，但可能發生重覆。
關於MQTT伺服器的搭建可以參考：http://blog.csdn.net/yannanxiu/article/details/52703946
MQTT在UWP下的使用可以參考：http://www.cnblogs.com/Yixin-ran/archive/2016/10/21/mqtt.html
要在UWP下使用MQTT需要安裝nuget包m2mqtt
在這裡我還是貼一下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。關於sqlite的詳細使用方法參照：http://www.cnblogs.com/yanxiaodi/p/4941312.html
下麵是本系統中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介面實現
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
硬體連接圖：
感測器引腳圖：
項目地址：https://github.com/yixinin/Yixin.Atom
該項目還不完善，歡迎大家補充和指正！
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