Windows IoT Core呼吸分析儀

背景：

Windows 10 IoT Core 的創(chuàng)建是為了在低功率設備上構建強大的解決方案，并有可能將物理世界連接到云的近乎無窮無盡的力量。它在 Microsoft 生態(tài)系統(tǒng)中提供了一個充滿協(xié)同機會的世界，其中包括 Visual Studio、.NET 和 Microsoft Azure 等技術。所有這些都可以在各種設備上使用，包括廣受歡迎的 Raspberry Pi 2，這是一臺 35 美元的計算機，配備 1 GB RAM、四核處理器、4 端口 USB 集線器和 HDMI 輸出。得到這個，所有這些都包裝在一臺大約有信用卡大小、厚度略高于 1.5 英寸的機器上。這臺小型計算機還擁有一個 GPIO 集線器或通用輸入/輸出。

好吧，你明白了，大機會，小包裝，可以感知和影響物理世界……這將如何改變你的生活或世界？

這一切都取決于，你想解決的問題是什么？

在這種情況下，我決定關注一個經(jīng)常遇到的問題，尤其是在大學校園和夜生活娛樂領域。您是否知道有人喝得太多可能會給您自己或他人帶來問題？我們有展示街機游戲等的售貨亭，但這真的只是打發(fā)時間。如果我們有一個可以跟蹤您飲酒量的互聯(lián)網(wǎng)連接設備怎么辦？我們可以識別那些處于危險之中，甚至可能對自己和/或他人構成威脅的人，并進行干預。

在這個項目中，我們將著眼于創(chuàng)建一個具有基于云的報告和日志記錄的互聯(lián)網(wǎng)連接的呼氣測醉器。從技術角度來看，該項目將向我們介紹如何使用模擬傳感器檢測酒精和使用獨立的 LCD 屏幕向用戶提示指令。我們將從傳感器收集的信息綁定到一個外部接口，該接口記錄結果并在本地顯示它們，同時存儲到 Azure 移動服務中。

您可能聽說過 Windows 10 IoT Core 運行通用 Windows 平臺應用程序，這意味著我們的代碼應該可以跨任何支持 Windows 10 Core API 的設備運行，包括 Windows Mobile、Xbox One、Windows 10 桌面和可能的 Hololens。因此，這意味著它應該能夠支持第三方提供的 UWP 控件。我們將包括一個來自 SyncFusion 的圖表包來證明這實際上是可能的。

注意：*不保證此設備的準確性。對該設備的任何復制都應被視為一種新穎性，不能替代更科學準確或法律上可接受的測量方法

軟件先決條件：

? Visual Studio ?（社區(qū)版或以上）

?配置為 Window IoT Core 開發(fā)的PC

?為 Windows IoT Core 配置的Raspberry Pi

?一個Microsoft Azure帳戶

?UWP 的 Syncfusion Essential Studio（作為最近宣布的社區(qū)許可的一部分現(xiàn)在免費）?

原料：

?樹莓派 2

? 公對母面包板跨接電纜

?面包板

? MCP3208模數(shù)轉換器芯片

? MQ2或MQ3酒精傳感器

? SainSmart 1.8 TFT 彩色顯示模塊（可選）

?外接HDMI屏幕/顯示器（推薦Tontec 7寸或Avermedia USB采集卡）

電路布局：

在此圖片中，屏幕位于最左側，模擬傳感器（橙色圓圈）位于中心，然后是 MCP3208 ADC 芯片。

RPi2 引出線：

引出線圖將有助于連接項目的組件

連接 ADC：

根據(jù)設計，RPi2 上的 GPIO 引腳僅為數(shù)字引腳，但我們可以使用 MCP3208 模數(shù)轉換器芯片從模擬傳感器讀取數(shù)據(jù)。我們需要連接以下引腳（左側是 MCP3208 ，右側是 Raspberry Pi）：

?DGND -> GND

?CS/SHDN -> SPI1 CS0

?DIN -> SPI1 MOSI

?DOUT -> SPI1 味噌

?CLK -> SPI1 SCLK

?AGND -> GND

?VREF-> 5V

?VDD -> 5V

將 MQ2 傳感器連接到 ADC：

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連接好 ADC 后，我們現(xiàn)在可以將模擬傳感器連接到 ADC 上的通道之一，以將其模擬信號轉換為可以從 RPi2 接收的數(shù)字信號

?信號 (A0) -> CH0 (ADC)

?– -> 接地 (Pi)

?+ -> 5V (Pi)

連接 1.8″ TFT 彩色顯示模塊：

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這部分是可選的，無論此設備是否已連接，代碼都會起作用。我們需要連接以下引腳（左側為 1.8″ TFT 彩顯模塊，右側為樹莓派）：

?VCC -> 5V

?接地 -> 接地

?SCL -> SPI0 SCLK

?SDA -> SPI0 MOSI

?RS/DC -> GPIO 12

?RES -> GPIO 16

?CS -> SPI0 CS0

代碼：

完整的項目和代碼作為示例包含在 GitHub 上的Microsoft 物聯(lián)網(wǎng)設備項目中。您可能希望修改?MainPage.xaml.cs中的成員變量

增強功能：

如前所述，該項目僅用于新穎目的，因為它只是測量 MQ2 傳感器采樣的空氣中的酒精濃度。這并不等同于流行的血液酒精含量測量。有關如何實施該措施的更多信息，請查看促智設計的這項研究。

修改此項目以支持完全不同的場景：

從技術上講，可以修改該項目以報告任何超過某個預定義環(huán)境閾值的模擬讀數(shù)。通過簡單地將 MQ2 傳感器換成光傳感器或土壤飽和度傳感器，您可以監(jiān)測花園中的陽光和飽和度。音頻傳感器可以讓您確定受控區(qū)域是否違反了城市條例的音頻級別。您甚至可以放入一個壓力傳感器并構建一個您在嘉年華會上看到的大力士游戲。

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