張高興的 .NET Core IoT 入門指南:(一)環境配置、Blink、部署

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如何在 Raspberry Pi 的 Raspbian 上構建使用 GPIO 引腳的 IoT 程序?你可能會回答使用 C++ 或 Python 去訪問 Raspberry Pi 的引腳。如今,C# 程序員可使用 .NET Core 在 Linux 上構建 IoT 應用程序。只須要引入 System.Device.Gpio NuGet 包便可。linux

<div style="display: block;position: relative;border-radius: 8px;padding: 1rem;background-color: #d2f9d2;color: #094409;margin: 10px"> <p style="margin-top:0;font-weight: bold"><i class="fa fa-lightbulb-o" aria-hidden="true"></i>&nbsp;&nbsp;提示</p> <p>由於 .NET Core JIT 依賴於 ARMv7 指令集,所以處理器架構新於 ARMv7 的 Linux 開發板均可以使用此包進行硬件操做。固然,一些特殊的硬件操做除外,好比對 GPIO 引腳進行上拉,這須要對處理器的寄存器進行訪問,而 System.Device.Gpio 對不支持的硬件僅實現了通用操做。</p> </div>git

若要繼續閱讀下面的內容,你須要準備:程序員

  1. 安裝有 Linux 的 Raspberry Pi 2B/3B/3A+/3B+
  2. Visual Studio 2019
  3. 用於構建程序的 .NET Core SDK (版本大於 2.1)

環境配置

  1. 首先獲取 Raspberry Pi 的硬件接口的訪問權限。github

<div style="display: block;position: relative;border-radius: 8px;padding: 1rem;background-color: #d2f9d2;color: #094409;margin: 10px"> <p style="margin-top:0;font-weight: bold"><i class="fa fa-lightbulb-o" aria-hidden="true"></i>&nbsp;&nbsp;提示</p> <p><span>遠程訪問 Raspbian 可使用 putty 經過 SSH 進行訪問,也可使用 apt 安裝 xrdp ,經過 Windows 遠程桌面進行訪問。對於沒有桌面環境的 Raspbian Lite,能夠經過執行 sudo raspi-config 進行配置。</span></p> </div>docker

  1. 使用二進制文件安裝 .NET Core 運行時架構

    1. 下載
      wget https://download.visualstudio.microsoft.com/download/pr/4f9988da-8a62-4e01-9978-d9f1dd4fc386/3acb243f96e8e20b6774c64694d478ce/dotnet-runtime-2.1.13-linux-arm.tar.gz
    2. 解壓
      mkdir ~/dotnet21 && tar -xvf dotnet-runtime-2.1.13-linux-arm.tar.gz -C ~/dotnet21
    3. 建立連接
      sudo ln -s ~/dotnet21/dotnet /usr/bin/dotnet

Blink

熟悉 Arduino 的朋友都知道,Blink 是默認燒寫進 Arduino 的初始程序,控制板載鏈接 13 號引腳的 LED 閃爍,是一種相似於「Hello World」的存在。這裏咱們將 LED 小燈鏈接至 Raspberry Pi 的 GPIO 17 引腳。app

硬件需求

名稱 數量
LED 小燈 x1
220 Ω 電阻 x1
杜邦線 若干
  • LED 正極 - GPIO 17 (Pin 11)
  • LED 負極 - GND

電路

使用 Docker 運行示例

示例地址:https://github.com/ZhangGaoxing/dotnet-core-iot-demo/tree/master/src/Blink工具

docker build -t iot-blink -f Dockerfile .
docker run --rm -it --device /dev/gpiomem iot-blink

代碼

  1. 打開 Visual Studio ,新建一個 .NET Core 控制檯應用程序,項目名稱爲「Blink」。ui

  2. 打開 「工具」——「NuGet包管理器」——「程序包管理器控制檯」,運行以下命令,以獲取程序包。

    PM> Install-Package System.Device.Gpio
  3. 在 Program.cs 中,替換以下代碼:

    using System;
    using System.Device.Gpio;
    using System.Threading;
    
    namespace Blink
    {
        class Program
        {
            static void Main(string[] args)
            {
                // 定義引腳
                int pinNumber = 17;
                // 定義延遲時間
                int delayTime = 1000;
    
                // 獲取 GPIO 控制器
                using (GpioController controller = new GpioController(PinNumberingScheme.Logical))
                {
                    // 打開引腳 17
                    controller.OpenPin(pinNumber, PinMode.Output);
    
                    // 循環
                    while (true)
                    {
                        Console.WriteLine($"Light for {delayTime}ms");
                        // 打開 LED
                        controller.Write(pinNumber, PinValue.High);
                        // 等待 1s
                        Thread.Sleep(delayTime);
    
                        Console.WriteLine($"Dim for {delayTime}ms");
                        // 關閉 LED
                        controller.Write(pinNumber, PinValue.Low);
                        // 等待 1s
                        Thread.Sleep(delayTime);
                    }
                }
            }
        }
    }

部署

  1. 在「程序包管理器控制檯」運行發佈命令:

    dotnet publish -c release -r linux-arm

<div style="display: block;position: relative;border-radius: 8px;padding: 1rem;background-color: #d2f9d2;color: #094409;margin: 10px"> <p style="margin-top:0;font-weight: bold"><i class="fa fa-lightbulb-o" aria-hidden="true"></i>&nbsp;&nbsp;提示</p> <p><span>默認的發佈路徑是在 「\Blink\bin\Release\netcoreappXXX\win10-arm\publish」。你也可使用 -o 來指定發佈路徑,如:-o D:\BlinkPublish ,這將會發布在 D 盤的 BlinkPublish 文件夾下。</span></p> </div>

  1. 使用 FTP 工具將生成的發佈文件夾複製到 Raspberry Pi 上,這裏使用的是 WinSCP 。

<div style="display: block;position: relative;border-radius: 8px;padding: 1rem;background-color: #d2f9d2;color: #094409;margin: 10px"> <p style="margin-top:0;font-weight: bold"><i class="fa fa-lightbulb-o" aria-hidden="true"></i>&nbsp;&nbsp;提示</p> <p><span>Raspbian 使用 FTP 服務,請使用 apt 安裝 vsftpd 。</span></p> </div>

  1. 更改程序權限。使用 cd 命令切換到發佈的文件夾,運行:

    chmod 755 ./Blink

    或使用 FTP 工具進行變動

  2. 執行 ./Blink 運行程序,此時 LED 小燈應該一閃一閃的了。

供參考

  1. dotnet/iot Documentation:https://github.com/dotnet/iot/blob/master/Documentation/README.md
  2. .NET Core on Raspberry Pi:https://github.com/dotnet/core/blob/master/samples/RaspberryPiInstructions.md
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