在树莓派用C#+Winform实现传感器监测

最近学校里发了个任务，说要做一个科技节小发明，然后我就掏出我的树莓派准备大干一场。

调料

Raspberry Pi 3B+

树莓派GPIO扩展板

3.5寸电容触摸屏（GPIO接口）

土壤湿度传感器（GPIO接口）

光照传感器（GPIO接口）

由于作品已经交上去了这里只能先放个以前的图

这里展示的是土壤湿度传感器，光照传感器道理一样

第一步安装mono

树莓派不能直接运行C#图形化应用程序，去网上搜了一下解决方案，WPF框架是肯定没戏，不过我看到了一个叫mono的项目，可以在Linux平台运行Winform程序，还有这等好事？！赶紧整！

国际惯例哈，更新软件源

sudo apt-get update

然后执行安装命令

sudo apt-get install mono-complete -y

如果没法安装就检查你的软件源是否包含mono，我个人推荐清华大学的开源镜像站

最后我们检查是否安装成功

mono

如果不报错，就是安装成功了

第二步探索GPIO

环境搭建好了，然而我对GPIO接口所知甚少，还是上网查查

连接传感器，首先是单片机和检测头的连接，母对母两条杜邦线搞定

然后是树莓派和单片机，VCC接3.3V或者5V，GND接树莓派GND，DO接任意GPIO空闲接口

树莓派的GPIO对应表可以在网上搜或者看下面的字符画

一开始使用CSDN上某个大佬的GPIO类

https://blog.csdn.net/weixin_30878361/article/details/97233437

结果测试了好久都抛异常，如果哪位大佬知道如何调用可以在评论区告诉我，感谢

于是我果断放弃了这个现成的类库，然后去读了下传感器的文档，发现文档里有一个很有意思的命令

gpio readall

赶紧跑到树莓派终端上，运行它！

pi@raspberrypi:~ $ gpio readall

+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3B+-+---+------+---------+-----+-----+

| BCM | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | BCM |

+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+

| | | 3.3v | | | 1 || 2 | | | 5v | | |

| 2 | 8 | SDA.1 | ALT0 | 1 | 3 || 4 | | | 5v | | |

| 3 | 9 | SCL.1 | ALT0 | 1 | 5 || 6 | | | 0v | | |

| 4 | 7 | GPIO. 7 | IN | 1 | 7 || 8 | 1 | ALT5 | TxD | 15 | 14 |

| | | 0v | | | 9 || 10 | 1 | ALT5 | RxD | 16 | 15 |

| 17 | 0 | GPIO. 0 | IN | 1 | 11 || 12 | 0 | IN | GPIO. 1 | 1 | 18 |

| 27 | 2 | GPIO. 2 | IN | 0 | 13 || 14 | | | 0v | | |

| 22 | 3 | GPIO. 3 | IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN | GPIO. 4 | 4 | 23 |

| | | 3.3v | | | 17 || 18 | 1 | OUT | GPIO. 5 | 5 | 24 |

| 10 | 12 | MOSI | ALT0 | 0 | 19 || 20 | | | 0v | | |

| 9 | 13 | MISO | ALT0 | 0 | 21 || 22 | 1 | OUT | GPIO. 6 | 6 | 25 |

| 11 | 14 | SCLK | ALT0 | 1 | 23 || 24 | 0 | OUT | CE0 | 10 | 8 |

| | | 0v | | | 25 || 26 | 1 | OUT | CE1 | 11 | 7 |

| 0 | 30 | SDA.0 | IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN | SCL.0 | 31 | 1 |

| 5 | 21 | GPIO.21 | IN | 0 | 29 || 30 | | | 0v | | |

| 6 | 22 | GPIO.22 | IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN | GPIO.26 | 26 | 12 |

| 13 | 23 | GPIO.23 | IN | 0 | 33 || 34 | | | 0v | | |

| 19 | 24 | GPIO.24 | IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN | GPIO.27 | 27 | 16 |

| 26 | 25 | GPIO.25 | IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN | GPIO.28 | 28 | 20 |

| | | 0v | | | 39 || 40 | 0 | IN | GPIO.29 | 29 | 21 |

+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+

| BCM | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | BCM |

+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3B+-+---+------+---------+-----+-----+

从这里看可能不太直观哈，放个图

然后把传感器从水里拿出来，再次readall

pi@raspberrypi:~ $ gpio readall

+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3B+-+---+------+---------+-----+-----+

| BCM | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | BCM |

+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+

| | | 3.3v | | | 1 || 2 | | | 5v | | |

| 2 | 8 | SDA.1 | ALT0 | 1 | 3 || 4 | | | 5v | | |

| 3 | 9 | SCL.1 | ALT0 | 1 | 5 || 6 | | | 0v | | |

| 4 | 7 | GPIO. 7 | IN | 1 | 7 || 8 | 1 | ALT5 | TxD | 15 | 14 |

| | | 0v | | | 9 || 10 | 1 | ALT5 | RxD | 16 | 15 |

| 17 | 0 | GPIO. 0 | IN | 1 | 11 || 12 | 0 | IN | GPIO. 1 | 1 | 18 |

| 27 | 2 | GPIO. 2 | IN | 0 | 13 || 14 | | | 0v | | |

| 22 | 3 | GPIO. 3 | IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN | GPIO. 4 | 4 | 23 |

| | | 3.3v | | | 17 || 18 | 1 | OUT | GPIO. 5 | 5 | 24 |

| 10 | 12 | MOSI | ALT0 | 0 | 19 || 20 | | | 0v | | |

| 9 | 13 | MISO | ALT0 | 0 | 21 || 22 | 1 | OUT | GPIO. 6 | 6 | 25 |

| 11 | 14 | SCLK | ALT0 | 1 | 23 || 24 | 0 | OUT | CE0 | 10 | 8 |

| | | 0v | | | 25 || 26 | 1 | OUT | CE1 | 11 | 7 |

| 0 | 30 | SDA.0 | IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN | SCL.0 | 31 | 1 |

| 5 | 21 | GPIO.21 | IN | 1 | 29 || 30 | | | 0v | | |

| 6 | 22 | GPIO.22 | IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN | GPIO.26 | 26 | 12 |

| 13 | 23 | GPIO.23 | IN | 0 | 33 || 34 | | | 0v | | |

| 19 | 24 | GPIO.24 | IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN | GPIO.27 | 27 | 16 |

| 26 | 25 | GPIO.25 | IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN | GPIO.28 | 28 | 20 |

| | | 0v | | | 39 || 40 | 0 | IN | GPIO.29 | 29 | 21 |

+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+

| BCM | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | BCM |

+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3B+-+---+------+---------+-----+-----+

可以看到BCM为6，接口号29发生了变化，在水中是0，不在水中是1.

OK 搞清楚了，接下来就好办了

第三步撰写代码

首先写个UI，没UI设计头脑的我就简单粗暴解决了

`namespace OpenEnvLite

{

partial class Form1

{

///

/// 必需的设计器变量。

///

private System.ComponentModel.IContainer components = null;

    /// <summary>

    /// 清理所有正在使用的资源。

    /// </summary>

    /// <param name="disposing">如果应释放托管资源，为 true；否则为 false。</param>

    protected override void Dispose(bool disposing)

    {

        if (disposing && (components != null))

        {

            components.Dispose();

        }

        base.Dispose(disposing);

    }

    #region Windows 窗体设计器生成的代码

    /// <summary>

    /// 设计器支持所需的方法 - 不要修改

    /// 使用代码编辑器修改此方法的内容。

    /// </summary>

    private void InitializeComponent()

    {

        this.title = new System.Windows.Forms.Label();

        this.土壤湿度 = new System.Windows.Forms.Label();

        this.土壤湿度显示 = new System.Windows.Forms.Label();

        this.亮度 = new System.Windows.Forms.Label();

        this.亮度显示 = new System.Windows.Forms.Label();

        this.label2 = new System.Windows.Forms.Label();

        this.label1 = new System.Windows.Forms.Label();

        this.button2 = new System.Windows.Forms.Button();

        this.SuspendLayout();

        //

        // title

        //

        this.title.AutoSize = true;

        this.title.Font = new System.Drawing.Font("宋体", 21.75F, System.Drawing.FontStyle.Regular, System.Drawing.GraphicsUnit.Point, ((byte)(134)));

        this.title.ForeColor = System.Drawing.Color.White;

        this.title.Location = new System.Drawing.Point(12, 36);

        this.title.Name = "title";

        this.title.Size = new System.Drawing.Size(187, 29);

        this.title.TabIndex = 1;

        this.title.Text = "土壤属性探测";

        //

        // 土壤湿度

        //

        this.土壤湿度.AutoSize = true;

        this.土壤湿度.Font = new System.Drawing.Font("宋体", 15.75F, System.Drawing.FontStyle.Regular, System.Drawing.GraphicsUnit.Point, ((byte)(134)));

        this.土壤湿度.ForeColor = System.Drawing.Color.White;

        this.土壤湿度.Location = new System.Drawing.Point(43, 89);

        this.土壤湿度.Name = "土壤湿度";

        this.土壤湿度.Size = new System.Drawing.Size(94, 21);

        this.土壤湿度.TabIndex = 6;

        this.土壤湿度.Text = "土壤湿度";

        //

        // 土壤湿度显示

        //

        this.土壤湿度显示.AutoSize = true;

        this.土壤湿度显示.Font = new System.Drawing.Font("宋体", 15.75F, System.Drawing.FontStyle.Regular, System.Drawing.GraphicsUnit.Point, ((byte)(134)));

        this.土壤湿度显示.ForeColor = System.Drawing.Color.White;

        this.土壤湿度显示.Location = new System.Drawing.Point(143, 89);

        this.土壤湿度显示.Name = "土壤湿度显示";

        this.土壤湿度显示.Size = new System.Drawing.Size(73, 21);

        this.土壤湿度显示.TabIndex = 7;

        this.土壤湿度显示.Text = "检测中";

        //

        // 亮度

        //

        this.亮度.AutoSize = true;

        this.亮度.Font = new System.Drawing.Font("宋体", 15.75F, System.Drawing.FontStyle.Regular, System.Drawing.GraphicsUnit.Point, ((byte)(134)));

        this.亮度.ForeColor = System.Drawing.Color.White;

        this.亮度.Location = new System.Drawing.Point(63, 110);

        this.亮度.Name = "亮度";

        this.亮度.Size = new System.Drawing.Size(52, 21);

        this.亮度.TabIndex = 8;

        this.亮度.Text = "亮度";

        //

        // 亮度显示

        //

        this.亮度显示.AutoSize = true;

        this.亮度显示.Font = new System.Drawing.Font("宋体", 15.75F, System.Drawing.FontStyle.Regular, System.Drawing.GraphicsUnit.Point, ((byte)(134)));

        this.亮度显示.ForeColor = System.Drawing.Color.White;

        this.亮度显示.Location = new System.Drawing.Point(143, 110);

        this.亮度显示.Name = "亮度显示";

        this.亮度显示.Size = new System.Drawing.Size(73, 21);

        this.亮度显示.TabIndex = 9;

        this.亮度显示.Text = "检测中";

        //

        // label2

        //

        this.label2.AutoSize = true;

        this.label2.Font = new System.Drawing.Font("宋体", 15.75F, System.Drawing.FontStyle.Regular, System.Drawing.GraphicsUnit.Point, ((byte)(134)));

        this.label2.ForeColor = System.Drawing.Color.White;

        this.label2.Location = new System.Drawing.Point(27, 174);

        this.label2.Name = "label2";

        this.label2.Size = new System.Drawing.Size(189, 21);

        this.label2.TabIndex = 10;

        this.label2.Text = " 微型土壤探测系统";

        //

        // label1

        //

        this.label1.AutoSize = true;

        this.label1.Cursor = System.Windows.Forms.Cursors.Default;

        this.label1.Font = new System.Drawing.Font("宋体", 15.75F, System.Drawing.FontStyle.Regular, System.Drawing.GraphicsUnit.Point, ((byte)(134)));

        this.label1.ForeColor = System.Drawing.Color.White;

        this.label1.Location = new System.Drawing.Point(27, 142);

        this.label1.Name = "label1";

        this.label1.Size = new System.Drawing.Size(189, 21);

        this.label1.TabIndex = 10;

        this.label1.Text = "相互科技 版权所有";

        //

        // button2

        //

        this.button2.BackColor = System.Drawing.Color.Black;

        this.button2.Font = new System.Drawing.Font("宋体", 12F, System.Drawing.FontStyle.Regular, System.Drawing.GraphicsUnit.Point, ((byte)(134)));

        this.button2.ForeColor = System.Drawing.Color.White;

        this.button2.Location = new System.Drawing.Point(191, 26);

        this.button2.Name = "button2";

        this.button2.Size = new System.Drawing.Size(74, 39);

        this.button2.TabIndex = 13;

        this.button2.Text = "刷新";

        this.button2.UseVisualStyleBackColor = false;

        this.button2.Click += new System.EventHandler(this.button2_Click);

        //

        // Form1

        //

        this.AutoScaleDimensions = new System.Drawing.SizeF(6F, 12F);

        this.AutoScaleMode = System.Windows.Forms.AutoScaleMode.Font;

        this.BackColor = System.Drawing.Color.Black;

        this.ClientSize = new System.Drawing.Size(266, 235);

        this.Controls.Add(this.button2);

        this.Controls.Add(this.label1);

        this.Controls.Add(this.label2);

        this.Controls.Add(this.亮度显示);

        this.Controls.Add(this.亮度);

        this.Controls.Add(this.土壤湿度显示);

        this.Controls.Add(this.土壤湿度);

        this.Controls.Add(this.title);

        this.ForeColor = System.Drawing.Color.White;

        this.FormBorderStyle = System.Windows.Forms.FormBorderStyle.None;

        this.Name = "Form1";

        this.StartPosition = System.Windows.Forms.FormStartPosition.CenterScreen;

        this.Text = "Form1";

        this.TopMost = true;

        this.ResumeLayout(false);

        this.PerformLayout();

    }

    #endregion

    private System.Windows.Forms.Label title;

    private System.Windows.Forms.Label 土壤湿度;

    private System.Windows.Forms.Label 土壤湿度显示;

    private System.Windows.Forms.Label 亮度;

    private System.Windows.Forms.Label 亮度显示;

    private System.Windows.Forms.Label label2;

    private System.Windows.Forms.Label label1;

    private System.Windows.Forms.Button button2;

}

}这是设计器代码然后是主要代码using System;

using System.Collections.Generic;

using System.ComponentModel;

using System.Data;

using System.Drawing;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading;

using System.Windows.Forms;

using System.Globalization;

using System.IO;

using System.Diagnostics;

using System.Collections;

namespace OpenEnvLite

{

public partial class Form1 : Form

{

public Form1()

{

InitializeComponent();

}

    public static string Bash(string command)

    {

        var escapedArgs = command.Replace("\"", "\\\"");

        var process = new Process()

        {

            StartInfo = new ProcessStartInfo

            {

                FileName = "/bin/bash",

                Arguments = $"-c \"{escapedArgs}\"",

                RedirectStandardOutput = true,

                UseShellExecute = false,

                CreateNoWindow = true,

            }

        };

        process.Start();

        string result = process.StandardOutput.ReadToEnd();

        process.WaitForExit();

        process.Dispose();

        return result;

    }

    private void button2_Click(object sender, EventArgs e)

    {

        string SenseWater = Bash("gpio readall");

        if (SenseWater.Contains("|   5 |  21 | GPIO.21 |   IN | 0 | 29 |"))

        {

            土壤湿度显示.Text = "湿度正常";

        }

        else

        {

            土壤湿度显示.Text = "湿度过低";

        }

        string SenseLight = Bash("gpio readall");

        if (SenseLight.Contains("| 40 | 1 | IN   | GPIO.29 | 29  | 21  |"))

        {

            亮度显示.Text = "亮度过低";

        }

        else

        {

            亮度显示.Text = "亮度正常";

        }

    }

}

}

`

搞定！

如果要调节传感器的灵敏度可以用十字起子转动单片机上的电阻。

光敏电阻和湿度电阻道理是一样的。

最后导入exe文件到树莓派，使用mono运行

mono -run test.exe

test.exe换成自己程序的名字，运行后点击刷新可以正常显示

大功告成！

该项目在gayhub 啊不github开源：

https://github.com/fengye1003/OpenEnvLite

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