练习：使用 .NET IoT 库

10 分钟

在本单元中，你将使用 .NET IoT 库来编写与洞穴监视器设备交互的代码。尽管支持 .NET SDK 在 Raspberry Pi 和其他 IoT 板上运行，但建议使用计算机。通过计算机，你可以使用功能齐全的 IDE 和编辑器，例如 Visual Studio 和 Visual Studio Code。

创建应用

从开发计算机上的命令 shell 完成以下步骤。

创建一个名为 cheeseave.net 的新控制台应用。
```
dotnet new console -o cheesecave.net
cd ./cheesecave.net
```
前面的命令：
- 在名为 cheeseave.net 的文件夹中创建一个新的 .NET 控制台应用。
- 将当前位置设置为 cheeseave.net 文件夹。
将 .NET IoT 库添加到项目中。
```
dotnet add package System.Device.Gpio --version 2.1.0
dotnet add package IoT.Device.Bindings --version 2.1.0
```
前面的命令：
- 将 System.Device.Gpio 和 Iot.Device.Bindings 包添加到项目中。
- 指定为两个包添加版本 2.1.0。

添加代码

使用首选的 IDE 或编辑器，将 Program.cs 的内容替换为以下代码：

using System;
using System.Device.Gpio;
using System.Device.Gpio.Drivers;
using System.Device.I2c;
using Iot.Device.Bmxx80;
using Iot.Device.Bmxx80.ReadResult;

bool _fanOn = false;
bool _exit = false;
int _pin = 21;

// Initialize the GPIO controller
using GpioController gpio = new GpioController();

// Open the GPIO pin for output
gpio.OpenPin(_pin, PinMode.Output);
gpio.Write(_pin, PinValue.Low);

// Get a reference to a device on the I2C bus
var i2cSettings = new I2cConnectionSettings(1, Bme280.DefaultI2cAddress);
using I2cDevice i2cDevice = I2cDevice.Create(i2cSettings);

// Create a reference to the BME280
using var bme280 = new Bme280(i2cDevice);

// Write the fan, temperature, and humidity statuses to the console
WriteStatus();

// Main control loop
while (!_exit)
{
    string commandText = Console.ReadLine() ?? string.Empty;
    DoCommand(commandText);
}

// Close the pin before exit
gpio.ClosePin(_pin);

// Exit
return;

void DoCommand(string commandText)
{
    switch (commandText)
    {
        case "exit":
            Console.WriteLine("Exiting!");
            _exit = true;
            break;

        case "fan":
            if (!_fanOn)
            {
                // Turn on the fan
                gpio.Write(_pin, PinValue.High);
                Console.WriteLine("Turned fan on!");
            }
            else 
            {
                // Turn off the fan
                gpio.Write(_pin, PinValue.Low);
                Console.WriteLine("Turned fan off!");
            }
            _fanOn = !_fanOn;
            WriteStatus();
            break;

        case "status":
            WriteStatus();
            break;

        default:
            Console.WriteLine("Command not recognized! Try again.");
            return;
    }
}

void WriteStatus()
{
    // Read the BME280
    Bme280ReadResult output = bme280.Read();
    double temperatureF = output.Temperature?.DegreesFahrenheit ?? double.NaN;
    double humidityPercent = output.Humidity?.Percent ?? double.NaN;

    // Print statuses
    Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("DEVICE STATUS");
    Console.WriteLine("-------------");
    Console.WriteLine($"Fan: {(_fanOn ? "ON" : "OFF")}");
    Console.WriteLine($"Temperature: {temperatureF:0.#}°F");
    Console.WriteLine($"Relative humidity: {humidityPercent:#.##}%");
    Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("Enter command (status/fan/exit):");
}

检查代码以了解它如何与 GPIO 引脚进行交互。在上述代码中：
- 创建了一个 GpioController 实例以用于 GPIO 操作。
- 通过 gpio.OpenPin() 打开引脚 21。该引脚通过 PinMode.Output 打开输出。
- 引脚 21 的值设置为 PinValue.Low。该值表示引脚可以发出的最低电压量。为了点亮 LED，PinValue.Low 代表“关”，PinValue.High 代表“开”。结果，代表风扇的 LED 关闭。
- 该代码通过写入 PinValue.Low 和 PinValue.High 来打开和关闭风扇/LED。
  
  提示
  
  许多真实的中继使用 PinValue.High 表示“关”，使用 PinValue.Low 表示“开”。这与你在本练习中为代表风扇中继的 LED 实施的操作相反。
- 在代码退出之前，通过 gpio.ClosePin() 关闭引脚 21。
检查代码以了解它如何与 BME280 交互。在上述代码中：
- 创建了 I2cConnectionSettings 的实例。第一个构造函数参数 busId 设置为 1，即 Raspberry Pi 上的 I2C 总线 ID。第二个构造函数参数 deviceAddress 设置为 Bme280.DefaultI2cAddress。
  
  警告
  
  某些 BME280 分线使用 Bme280.SecondaryI2cAddress 作为设备地址。如果应用引发 System.IO.IOException: Error 121 performing I2C data transfer.，请尝试改用此值。
- I2cDevice 的实例是使用 I2cConnectionSettings 对象创建的。
- Bme280 的实例是使用 I2cDevice 对象创建的。该对象代表物理 BME280。
- 在 WriteStatus() 方法中，Bme280ReadResult 对象是通过调用 Bme280.Read() 创建的。
- Bme280ReadResult 对象包含 Temperature 和 Humidity 属性。
  - Temperature 和 Humidity 属性均可为空，这意味着它们可能包含 null。因此，null 条件运算符 ?. 用于访问其成员。
  - 这些属性本身公开进行自动单位转换的属性，例如 DegreesFahrenheit 和 Percent。
  - 在这两种情况下，null 合并运算符 ?? 会检查返回值，如果返回值为 null，则将其替换为 double.NaN。
提示

如果需要了解 null 安全方面的帮助，请参阅 C# 中的 null 安全。

生成应用

运行以下命令以生成应用。

dotnet build

生成完成，没有错误或警告。

在下一单元中，你将应用部署到 Raspberry Pi 并进行测试。

继续

练习：使用 .NET IoT 库

创建应用

添加代码

生成应用

反馈