.NET 物联网并不是什么新鲜事。 百科很强大，这里就不用介绍了。 现在的时代和老周学习QBasic的时代不同。 当时他必须使用电话线上网，下载速度只有可怜的3.5 kb/s。 而且还得去商店买一张上网卡。 上网卡用完了（定时的），我就得再买一张。 除了缴纳上网卡费用外，还需缴纳0.2元/分钟的附加费（中国电信收取）。
所以，如果你想到当时不懂的概念和术语，你总是会去书本上查找或者去图书馆； 到了图书馆，要交100元押金。 上网成本高，速度又慢，很多东西我都懒得去网上查。
现在不同了，孩子们多么幸福啊！ 几乎每天在线20多个小时。 互联网也基本被覆盖了，所以你不必像以前那样认真对待术语解释之类的事情。 每当您需要它们时，您只需在网上查找即可。
老周有一个习惯，就是在开始之前就跑题。 这是他多年来养成的坏习惯，即使打70场比赛也无法改变。 请不要笑。
接下来老周打算写一系列烂文章，主要是用.NET开发硬件控制的东西（其实这个挺好玩的，大学的时候没机会玩，可惜了，不然泡上几十个小学生也不成问题。） 当然，要在板上运行.NET程序，对开发板是有要求的——至少不带操作系统的板是不行的。 在带有操作系统的主板中，最著名的是Raspberry Pi。
以前在书上看过关于树莓派的介绍，但在网购不普及的时代，不可能在实体店买到（不知道在什么类型的店里买）。 所以，我一直没有机会去体验。 然后我就把它放在一边，不再去想它。 但几年后回想起来，我还是得玩，否则我的程序员生涯就不会专业和完美。 所以，我依稀记得201x年在二手平台买过一台。 我不知道它是哪一代（当然不是第三代或第四代）。 我刚刚安装了系统并玩了几次。 然后……说起来可惜了。
快到疫情一周年了。 相信大家都还记得2020年的春节，反正我感觉比非典时期更可怕。 非典肆虐的时候，我们还是正常上学，但有的工厂没有开工，我们也没有戴口罩。 我们最多只能用消毒粉清洗地板。 也许是因为当时信息滞后的缘故。
于是我就呆在家里胡闹，想着自己改造一些电器（尤其是一些智能台灯和DVD机）。 能不能把它们弄得像小时候在奥特曼里看到的高端装备一样？ 有了远程控制，你还可以只用一个手势就可以控制家里的东西——大概就是现在所说的“智能家居”。 看别人演示总是不够有趣。 只有自己去做了，才会有成就感。 即使你变成了人工智障，也没关系。 关键是你自己经历过。
最初的想法是利用无线网络来控制各种遥控器。 想想在家里放置几个红外发射器，然后在树莓派上运行一个Web服务器，这样各种客户端只需打开浏览器就可以控制它们。 通过红外发射器，可以将家里的电视、盒子、风扇、灯、红外摄像头集成在一起。 通过红外接收模块可以记录遥控器的按键代码并存储在数据库中。 使用时从数据库中拉取。
当你的头脑很热时，你做事就会很快。 我从某个网站购买了 Raspberry Pi4 model B。 我买了一看，哇，天哪，还是1.4版本，蛮新鲜的。
事实上，最初的想法并没有完全实现。 它只控制两张DVD和一个“芒果云”智能盒。
好了，废话又太多了。 本文是本系列的开始。 我们不会写代码。 老周简单讲了一下我们需要准备哪些工具和设备。
1. 软套装
从软件角度来说，它非常简单。
1、开发工具。 熟悉的 Visual Studio 或 VS Code 就可以使用。
2. 开发机。 嗯，最好在计算机上编写代码。 树莓派的配置还是比较弱的。
3. Raspberry Pi 上的系统。 这个还是用官方系统比较好。 说到这里，老周说了一句。 官方系统有轻量级版本（Lite），具有Linux核心功能，无桌面部分，无需额外软件，纯命令控制。 这个版本其实很好，但是总有一个现象——开机时不会自动连接无线网络（配置也没用），或者总是提示正在搜索网络。 不过安装桌面版就没有这个问题。 这个问题一直存在，目前原因未知。
2. 树莓派开发板必备部件
购买板子时，需要购买Micro SD卡，也就是手机使用的存储卡。 老周建议32G，16和32的价格差不多，所以还是选32的好。如果你的内存卡很多，就没有必要买了。 某些商店出售的杂牌卡声称是树莓派专用的，但这根本没有必要。 老周做了一个测试，用了几个世纪以来一直使用的金士顿（行车记录仪里拔出来的）和闪迪（手机、电视盒子上用的）。 写入系统后，运行正常，速度还不错。 简而言之，就是做你想做的事。
写入系统映像是在计算机上完成的（大多数情况下），因此您需要一个读卡器，或者如果您有一个带存储卡端口的 USB 集线器，它就可以工作。 这位老周建议买好一点的。 如果质量太差，就会引发很多问题。 老周家里的各种集线器、转换线路均来自Greenlink。 它们并不是广告，但它们确实很容易使用。 我记得两年前，我买了一个外置光驱。 0.8元包邮的数据线始终无法识别光驱。 如果这样做，则在读取光盘时常常会损坏。 我对光驱存有疑虑，但使用从戴尔笔记本电脑上拆下的光驱进行测试也失败了。 最后我买了一条 Greenlink 电缆。 即插即认，永不离线。 真的，一分钱一分货。
关于供电，树莓派每一代的供电端口似乎都不同。 我买的4代有C口。 原装电源比较贵，可以买其他的，5V/3A就够了。 此外，还有两个选项：
1.移动电源。 新型号可输出高达 3A 的电流。
2. USB 集线器带外部供电。 比如这个。
据说是工业级的，可以提供正常供电。 外接电源12V/4A，输出端口5V。 没有外接电源的USB Hub无法携带。
3、干电池+电池盒。 这不太好用。 当干电池电量减少时，电压也会相应下降，很容易挂掉。
4.可调电源。 它是一个可以调节电压的电源。 除非你愿意买贵的，否则便宜的不太好用。 老周买了一个便宜的，被它震惊了两次。
在实际使用测试中，树莓派在5V/2A和5V/1A电源下也能正常运行。 一般来说，电流大小由负载决定，关键是电压。 选择5V。 如果电压过高，可能会导致树莓派升级到“冒烟”版本。
3、其他设备
1. 面包板。 接线较多比较方便。
2.杜邦线。 这绝对是您需要的东西。 至少你可以决定你想要多长时间。 如果你尝试一下，10-20 CM就足够了。
3. 盒子。 这个是可选的，就是给树莓派加个盒子，一是为了保护，二是为了散热（塑料的可能散热不好，所以需要散热片）。 老周买的盒子是金属的，还不错。 CPU温度始终保持在36度左右。
4、网线。 老周直接用了买路由器时赠送的网线，简单快捷。 虽然树莓派有无线网卡，但有线网卡速度更快。 使用网线直接连接到电脑的网线接口上速度更快。 在电脑上使用SSH登录系统速度更快。
5.“T”形扩展板。 因为我把树莓派放在盒子里，接线不方便，所以买了一块T型板，取出40个引脚，扣在面包板上，这样接线就方便多了。
上图是盗来的，来源不明。 连接时注意方向一致，不要接反。
6.电子放大镜。 电子模块相对较小，如果视力不好的话很难操作。 即使你的视力很好，有些地方也很难处理。 您可以购买带有LED灯照明的电子放大镜。 USB连接电脑，使用方法与外接摄像头相同。 使用Win10自带的摄像头就可以了。 不需要买太强大的，能扩音、有灯就可以了，一般50元左右就可以了。
7.万用表。 这不是必需的，但可以使用。 测量电压电阻非常有用。
8、灭火器。 嗯，有的教程会提到这一点，但是老周认为没有那么严重，正常操作时也不会烧毁。
9.消除静电刷。 老周认为这是可选的。 有一种简单的方法可以释放身体上的静电。 只需让自己接地并将双手按在墙壁或地面上即可。 不过，老周家里有现成的静电消除工具，本来是用在黑胶唱片上的。 如果您使用过留声机，您就会知道这一点。 如果静电过多，唱片播放时会发出嗡嗡声。 而且，老周的电唱机也有问题。 安装手写笔的电路不太好。 如果静电过多大洋编辑软件教程，功放将无法播放，声音也会断断续续。 如果担心静电损坏树莓派和电子模块，可以拿一把刷子在手上刷几下再接触设备。
4.其他开发板
Raspberry Pi 是一款比较先进的板子。 它有一个操作系统。 在许多情况下，Raspberry Pi 也可用于控制其他板。 特别是当使用的模块较多时，不可能全部连接到树莓派上。 这时可以考虑将部分工作分配给其他开发板来完成，树莓派作为主控中心指挥其他板的工作。
比如下面这块板子也不错，意大利进口的。 售价100多元，比树莓派便宜。 其实这些在他们国家并不贵，但是换算成人民币就有点贵了。
如果你觉得上面的板贵，那么下面的两块板就便宜了，一块十几块钱。
当然，俗话说，一分钱一分货。 以上两款都是中国制造的，不知道是哪个厂家的，但是我有很多。 注意，对于这些非原装板卡，连接电脑时需要手动安装驱动程序。 您可以在网上找到CH34x芯片的驱动程序，通常是CH340和CH341。 如果一个版本不起作用，您可以尝试多个版本。 安装非官方版本的驱动程序可能有点令人头疼。 如果是原装主板，Win 10可以自动识别。
这个廉价版本不太稳定，经常无法上传程序。 而且焊接的引脚有的晃动，有的弯曲，不太好用，但还是可以用的。 老周买了两块纳米板，其中一块做成了温度计，挂在家里长期使用。 出于未知原因，另一块会严重受热且摸起来很烫。
Arduino板不像Raspberry Pi，不能安装系统； 树莓派是一台完整的计算机，但与普通计算机相比，性能还是有差距的（不管官方宣传如何，实际情况就是如此）。 因此，在Raspberry Pi上，可以使用.NET（C#/VB.NET）、Go、Python，也可以直接使用C++； 而Arduino实际上使用的是C++语言。
关于开发板之间的通信，您有以下选择：
1、有线连接，采用串行通信（交叉连接TX、RX引脚）。 这个解决方案很好而且很容易使用。 它类似于读取和写入文本文件。
2、有线连接，采用IIC/I2C、SPI等标准协议。 让树莓派作为主机，其他板作为从机。 Raspberry Pi 可以告诉其他板工作。 就好像树莓派是主人，其他板子是兼职人员一样。 树莓派：“小顺子，帮我测一下水压”，A板：“是的，先生”。
3、无线串口，如ESP8266系列，方法与普通串口类似，只不过可以无线传输，实现透明传输。
4. 自己设计的协议。 许多通信规则可以通过高低级别和持续时间在设备之间进行组合。 因此，这个协议完全可以由你自己设计。 例如，如果B板向Raspberry Pi发送一个字节，则可以约定每个二进制位都以低电平开始，持续50微秒； 50微秒后，如果仍然保持低电平，则表示为0； 如果电平被拉高，则表示为1； 然后电平被拉低然后拉高100微秒，表明已经发送了一位。 重复8次，就可以得到一个字节。
5. 编写系统镜像
有很多这方面的教程。
不过，老周又补充了一些内容。
1、SD卡其实不需要格式化，实际测试没有问题。 在写入系统镜像之前，可以使用Windows自带的“磁盘管理工具”删除SD卡的分区（或卷）。 打开Win32DiskImager，直接选择SD盘。 该软件可以自动识别可移动设备。 您的硬盘驱动器分区不会出现在选择列表中。
2. 设置固定IP。 这主要是指使用网线连接电脑。 如果不设置固定IP，树莓派每次启动时的IP地址都会不同，导致连接困难。 网上有很多教程。 只需按照教程操作并修改 .conf 文件即可。 不过老周介绍了一个很简单的方法，下面解释一下。
当你成功写入系统镜像后，你会看到两个分区，如下图所示。
例如，这里我有一个带卷标boot的F区和一个G区。 这个G区是Windows无法识别的文件系统。 每次连接时，Windows 都会提示您格式化。 您不得对其进行格式化。 忽略提示即可。
打开启动分区。 里面有很多玩具。 其中两个玩具是可以直接打开的.txt 文件。 最好使用NotePad++之类的工具进行编辑。 主要是因为Windows中的换行符是回车符，Linux中不使用回车符。
config.txt用于配置Raspberry Pi启用哪些设置/功能，例如启用i2c、启用1-Wire（双向单总线）等。您不需要更改此文件。 登录系统后可以通过系统命令-raspi-config进行修改。 有些教程会告诉你关闭蓝牙，因为主控串口模块分配给蓝牙，而TX和RX引脚使用单片机（次级）中的芯片，所以需要转接。 除非您有更严格的效率要求，否则这实际上不会产生太大影响。 当然，您不必关闭蓝牙。 您可以将此行添加到 config.txt 文件中，以便可以在不禁用蓝牙的情况下交换两个串行端口控制器。
portant;">dtoverlay=miniuart-bt, krnbt=on
这些配置的详细描述位于 /boot/overlays/README 文件中。 有空的时候可以看一下。
重要的一点来了。 另一个文本文件是cmdline.txt，用于存储一些命令。 这些命令将在系统启动时执行。 每个命令都用空格分隔。 打开cmdline.txt文件，在文件前面添加ip=192.168.11.25。 等号后面是您要使用的静态 IP 地址。 您决定想要什么地址。
portant;">ip=192.168.11.25 console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=2e9f1d8c-02 ……
这比修改 .conf 文件更简单吗？ 并且全局IP地址已设置。
最后记得在boot分区根目录下创建一个空白文件。 文件类型是什么并不重要。 反正都是空的。 文件名为 SSH，没有扩展名。 这样系统初始化后就开启了SSH功能，无需显示器、键盘、鼠标即可通过网线登录树莓派。
Windows 10 自带了 ssh 工具，因此您不必到处寻找工具。 打开命令行提示窗口并输入：
portant;">ssh pi@192.168.11.25
其中，pi为用户名，为系统默认用户名，默认密码为raspberry。 登录系统后修改或不修改密码都没关系，反正都是你自己用的。 如果你在外面使用，或者其他人可能访问你的树莓派，你需要更改密码，甚至用户名和主机名。
如果您在 Win 10 上首次连接 Linux 主机，系统会询问您一串 XX。 XX这串你看不懂也没关系。 只需输入 yes 并按 Enter 键即可。 如果出现错误，进入C:\Users\ \.ssh目录，删除里面的known_hosts文件（与主机绑定的密钥放在里面）。 然后通过 ssh 重新连接。
6. 采购模块/传感器
如果你购买Raspberry Pi只是为了用作Web服务器或学习Linux系统，则无需花钱购买各种电子模块。 不过老周觉得买个开发板来学习Linux有点过分了。 我建议你给我闲鱼30%的折扣。 既然是开发板，当然要玩硬件，不然就对不起这几百块钱了（我买的2G内存要268元，4G/8G更贵）。
至于购买哪些模块和传感器，由您决定。
1.控制按钮类别。 可以购买轻触开关、轻触开关、热敏开关、光敏开关、声控开关等；
2. 传感器类型。 比如MPU 6050（三轴加速度计、陀螺仪大洋编辑软件教程，这个有点复杂）、PAJ7620（手势感应）、DHT11（温度/湿度检测，这个比较简单）、DS18B20（温度检测，1-wire协议，这个就上） Raspberry Pi 可以直接作为文件访问，使用方便）。 许多传感器使用IIC协议（i2c），但您不必自己模拟。 .NET 有相关的 Nuget 包。
3. 电机。 舵机更好玩，可以控制旋转角度，还可以用它来做机械手。
4.发光二极管、LED小灯。 记得买一个200-250Ω的电阻。 这个电阻范围就足够了。 老周做过实验，发现电流达到18mA时发光二极管基本全亮。 树莓派的最大输出电流是50mA（这是说明书上说的），单个引脚的输出电流不应该那么高。 所以，如果你胆子大，可以不用串联电阻就接LED灯，裸奔也太爽了。 事实上，二极管是烧不掉的。 老周用80mA的电流点亮了一夜，也没烧坏。 为了验证网上的说法，老周故意烧了两盏灯，一白一红。
电流增加到280mA后白灯烧坏，250mA左右红灯烧坏。 当电流增大到190mA时，灯会闪烁，迅速升温，并发出优美的滋滋滋声。 这样算一下。 串联或串接 200 欧姆的电阻完全没问题。
GPIO引脚高电平（电压）一般为3.3V，二极管工作在2-2.2V之间，电流在18-23mA之间（估计，不同颜色的灯电流不同）。假设电流是 20 mA，算一下。
portant;">( 3.3 - 2.0 ) / 0.02
计算结果是65Ω，所以200Ω就足够安全了。
5、超声波测距模块（如HC-SR04模块）。 如果你想制作一辆玩具车，这很容易使用，而且比激光测距更好。 根据老周自己的实验，超声波的测量距离最远可达5米，2-4米的范围应该是比较准确的。 这只是实验数据，不具有代表性。 你可以自己尝试一下，看看它能测多远。
上面只列出了一些。 模块有很多，不可能一一列举。
在购买这些模块时，老周建议不要一次性全部购买。 您可以单独购买，也可以分几件购买。 虽然收快递比较麻烦，但是相对划算。 哪一款比较便宜？ 然而，常用的快递公司只有几种。 如果多个快递员同时到达，可以一起领取。 有时，相同的模块在某些商店中以非常高的价格出售。 如果你一起买很多，显然你会买一些更贵的模块。
7. 树莓派引脚
虽然有40条腿，但你只能用28条。关于如何按顺序数引脚，不要倒着数。 如果倒数的话，很容易接错，不倒的话会烧坏电路。 将引脚朝向您，开发板的 USB 端口朝下，从左到右、从上到下数。 看这张图片。
或者看看这个。
Raspberry Pi 数据表可在此处下载：Force Click
如果数的话，有两个3.3V，两个5V，八个GND（电源负），占用了12个引脚。 只有 28 个引脚可用于数据 IO，包括专用串行通信。 特殊用途引脚，如 IIC 和 SPI。 一般标有GPIO XX的就可以使用。 当然，也可以通过修改引脚复用配置来稍微扩展几个端口。
引脚重用（或多路复用）由称为 ALT 的值表示，该值可在数据表中找到。 或者，你也可以看看这个： ，里面有每个引脚功能的介绍。
例如，GPIO 12 是板上的第 32 号引脚（右排从下到上，倒数第五个，在 GND 上方）。
我们看到它的ALT 0属性是PWM0，也就是第一个PWM输出（实际上只有两个通道，虽然有四个PWM引脚，但是两个PWM0是相连的，两个PWM1也是相连的。所连接的引脚为引脚输出参数相同；另外两个是GPIO 18和19，但ALT需要手动修改）。 表示默认使用12号GPIO作为PWM输出（前提是开启该功能，在config.txt文件中修改）。 如果把12脚的ALT改为ALT1，那么它的功能就是SD4（用来通过该脚读写SD卡，我不知道这个怎么用）。
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好了，现在就这些了。 老周每天都会写一点这些烂文章，然后拼出来。 有时写一篇文章需要一周的时间。 我没有足够的时间一口气写完，所以我必须这样做。
来源：
