【.NET IoT】把达特甲醛传感器DART WZ-S接到树莓派RaspberryPi 3 b+上

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我是靠谱客的博主狂野发夹，最近开发中收集的这篇文章主要介绍【.NET IoT】把达特甲醛传感器DART WZ-S接到树莓派RaspberryPi 3 b+上，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

前一段时间经常能听到一些xx公寓装修甲醛超标，xxx公司程序员因xx公寓甲醛超标得绝症新闻，最近又刚买了一些家具，甚是担心这个问题。虽然相对于绿萝、活性炭、光触媒，经常通风才是除甲醛的王道。但是心里还是想知道室内的甲醛指数是多少，这样才能敦促自己多多通风。

在t宝上搜了一圈，发现一个甲醛检测仪便宜的9.9，贵的上万，都号称绝对准确。看来水真的很深，于是乎跑到张大妈上又搜索了一番。发现有些up主，用了一些看起来像DIY的一些检测仪，透明亚克力外壳加一些甲醛、TVOC、温湿度等传感器。然后又去了一趟t宝，发现真有这东西。参数大概如下：▼
在这里插入图片描述
看评论这个传感器号称能和专业的甲醛检测仪媲美，顿时心里被种了草????。（实际上本文的目的也就是图个大概趋势，并不需要特别精确，种草需谨慎）。从这个图里我们能看到测量准确不准确其实和传感器关联很大，其他传感器我暂时不需要，以后再说。然后又搜了下有单独卖DART-WZS传感器的，差不多60-70块，得，买了吧。

1. 准备

树莓派一块：系统随意，我用的是Raspbian。
显示器：脑子不好使，记不住那么多的命令，感觉还是桌面操作效率高。命令行大神请略过。
导线：若干

2.配置和连接

树莓派要开启GPIO支持，具体就是下图：
在这里插入图片描述
因为达特的这款传感器用的是串口通信，所以要把Serial Console设置为Disable，这个是通过串口控制树莓派用的。

达特WZ-S传感器的引脚如图▼
在这里插入图片描述
树莓派的引脚如图▼

用到的就是框里的那四个引脚。至于BCM编码和writingPi编码的有啥区别，参考之前的那篇文章吧。【.NET Core】如何点亮树莓派Raspberry Pi 3b+上的一盏小灯

连线

传感器的5V引脚接到树莓派的5V引脚上
传感器的GND引脚接到树莓派的GND引脚上
传感器的RXD引脚接到树莓派的TXD引脚上
传感器的TXD引脚接到树莓派的RXD引脚上

串口配置
树莓派有两个串口，一个是硬件串口（/dev/ttyAMA0），一个是mini串口（/dev/ttyS0）。硬件串口由硬件实现，有单独的波特率时钟源，性能高、可靠，mini串口没有波特率时钟源而是由CPU内核时钟提供，波特率会受到内核时钟的影响，若内核降低主频，那么波特率就变了，连接就会出现问题。在树莓派3中因为硬件串口被分配给了蓝牙，GPIO上的是mini串口。问了稳定起见，这里要把这两个串口给调换一下。

查看串口映射关系
输入ls -l /dev

serial0就是GPIO串口，此时对应的是ttyS0。
修改配置文件
执行命令sudo nano /boot/config.txt, 在最后一行添加dtoverlay=pi3-miniuart-bt

按ctrl+x保存并退出。然后重启树莓派。
再次确认，能看到串口已经调换了。▼

3. 编码测试

由于要使用GPIO和串口，所以项目里要使用System.Device.Gpio和System.IO.Ports这两个包，直接nuget管理器里搜索安装即可。
串口的选择
就像Windows系统里的com1、com2一样，可以使用SerialPort类来获取可用的串口由哪些：

Console.WriteLine("Available Ports:");
var portNams = SerialPort.GetPortNames();
for (int i = 0; i < portNams.Length; i++)
{
     Console.WriteLine($"{i}. {portNams[i]}");
 }
Console.WriteLine("Enter COM port number:");
int.TryParse(Console.ReadLine(), out int index);
using (SerialPort sp = new SerialPort("/dev/ttyAMA0"))//我这里写死了，只用/dev/ttyAMA0
{
}

传感器通讯协议
从DART WZ-S传感器手册里能看到，波特率是9600，数据位8位，停止位1位。通讯又分为主动上传和问答，默认是每秒主动上传一次。▼

这里我们不需要它的主动上传，所以要切换为问答式。手册里给出了具体的切换命令、读取甲醛浓度命令和数据的返回格式。手册参考：达特WZ-S型甲醛检测模组
最后代码

class Program
{
    /// <summary>
    /// 参考：
    /// 1. https://github.com/dotnet/iot/blob/master/samples/README.md
    /// 2. https://blog.csdn.net/weixin_43046653/article/details/84998083
    /// 3. WZ-S参数pdf文档
    /// 4. https://github.com/Microsoft/Windows-iotcore-samples
    /// </summary>
    /// <param name="args"></param>
    static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("Available Ports:");
        var portNams = SerialPort.GetPortNames();
        for(int i = 0; i < portNams.Length; i++)
        {
            Console.WriteLine($ "{i}. {portNams[i]}");
        }
        Console.WriteLine("Enter COM port number:");
        int.TryParse(Console.ReadLine(), out int index);
        using(SerialPort sp = new SerialPort("/dev/ttyAMA0"))
        {
            sp.BaudRate = 9600; //波特率
            sp.DataBits = 8; //数据位
            sp.StopBits = StopBits.One; //停止位
            sp.ReadTimeout = 2000;
            sp.WriteTimeout = 2000;
            sp.Open();
            Console.WriteLine($ "Is Open:{sp.IsOpen}");
            Console.WriteLine("Type '!q' or Ctrl-C to exit...");
            bool finished = false;
            Console.CancelKeyPress += (a, b) =>
            {
                finished = true;
                sp.Close();
            };#
            region 切换到问答模式
            try
            {
                byte[] modebyte = new byte[9]
                {
                    0xFF, 0x01, 0x78, 0x41, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x46
                };
                sp.Write(modebyte, 0, modebyte.Length);
            }
            catch(TimeoutException)
            {
                Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Red;
                Console.WriteLine("超时：设置为问答模式失败");
                Console.ForegroundColor = ConsoleColor.White;
            }
            int i = 0;
            byte[] byteRead = new byte[9]
            {
                0xFF, 0x01, 0x86, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x79
            };#
            endregion
            while(!finished)
            {
                if(finished) break;
                Thread.Sleep(1000);
                sp.Write(byteRead, 0, byteRead.Length); //发送读命令
                byte[] datas = new byte[9];
                sp.Read(datas, 0, 9);
                var ugLevel = datas[2] * 256 + datas[3] / 1000.0;
                var ppbLevel = datas[6] * 256 + datas[7];
                Console.Write($ "{++i}.甲醛浓度(美标)：");
                if(ugLevel > 0.05)
                {
                    Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Red;
                }
                else
                {
                    Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Green;
                }
                Console.Write($ "{ugLevel:N3}mg/m³,{ppbLevel}ppb.n");
                Console.ForegroundColor = ConsoleColor.White;
            }
            Console.WriteLine("Done");
        }
    }
}