基于Windows 10 IoT和Azure的家庭监控系统

描述

 

一、使用说明

我们的家庭监控系统由Windows 10 IoT Core 设备（Raspberry Pi 2 或Minnow Board MAX 均可）、TI SensorTag 和Microsoft Azure Storage Table 组成。首先，CC2541 TI SensorTag 包括温度传感器、湿度传感器、大气压力传感器、加速度计、陀螺仪和磁力计。我们可以使用这个模块来收集室内的环境参数。然后参数通过蓝牙 LE 发送到 Windows 10 IoT Core 设备。一旦 Windows 10 IoT Core 设备获得这些数据，它们将被打包为 JSON 消息并传输到 Azure。然后消息将存储在 Azure 存储表中。最后，我们可以通过 Windows 10 for PC 或 Windows 10 for Mobile device 上的 Windows Universal Apps 在任何地方查看这些数据。实际上，USB 网络摄像头用于在发生紧急情况时拍照并将其发送到 Azure 存储。我们将来会完成这个功能。系统架构如图1所示：

 

 

2.先决条件

 

要成功运行此项目，您需要以下项目：

 

1. 树莓派 2（或 MinnowBoard MAX）

 

2. 德州仪器 CC2541 SensorTag

 

3. ORICO BTA-403 迷你蓝牙4.0 USB加密狗

 

4. 有效的 Azure 订阅

 

5. Windows 10 手机/个人电脑

 

 

3. 将 SensorTag 与 Windows 10 IoT Core 设备配对

 

在我们从 Sensortag 读取传感器数据之前，我们需要将SensorTag与Windows 10 IoT Core Device配对。首先，将ORICO BTA-403 Mini Bluetooth 4.0 USB Dongle插入Windows 10 IoT Core Device的USB接口。然后我们就可以根据这个 URL 的文档完成配对工作：http://ms-iot.github.io/content/en-US/win10/samples/BLEGatt1.htm。请记住，当我们将 SensorTag 与 Windows 10 IoT 核心版设备成功配对后，我们可以在“配对设备列表”中看到 SensorTag，如下所示。

 

 

4. 创建 Azure 存储帐户

 

在此项目中，我们将需要 Azure 存储表来存储来自 Windows 10 IoT Core 设备的数据。因此，我们可以按如下方式创建它。

 

(1) 在 Azure Management Portal ( https://manage.windowsazure.com ) 中，单击左侧的“STORAGE”图标以查看您现有的存储帐户（如果有），然后单击“+NEW”按钮在左下角。

 

(2) 在“NEW”面板中，选择“DATA SERVICES” | “存储” | “快速创建”。完成“URL、位置/关联组和复制”字段，然后单击“创建存储帐户”按钮。

 

(3) 等待新存储帐户的状态显示为“在线”。

 

(4) 选择刚刚创建的Storage account，然后点击页面下方的MANAGE ACCESS KEYS。复制存储帐户名称和其中一个访问密钥。

 

 

 

5. 创建 Azure 存储表

我们使用 Azure 存储资源管理器创建 Azure 存储表。

(1) 去添加账户，填写账户名和access key。帐户建立后，您可以访问显示 blob 容器、队列和表的存储。

(2) 选择表格，点击新建按钮，新建一个表格，命名为“SensorTagTable”，如下所示。

 

 

6. 在您的物联网设备上部署和运行应用程序

 

此应用程序是在“BluetoothGATT/CS”示例的帮助下设计的：http: //ms-iot.github.io/content/en-US/win10/samples/BLEGatt2.htm。因此，此应用程序的 UI 与“BluetoothGATT/CS”示例非常相似。

 

首先，下载代码。在您的磁盘上复制该应用程序并从 Visual Studio 2015 RTM 打开该项目。确保将“远程调试”设置设置为指向您的设备。SensorTag 与您的 Windows 10 IoT Core 设备配对。

 

接下来，在解决方案资源管理器中打开 MainPage.xaml.cs 并找到“dataTransmitterTick”。添加您在第 4 部分中保存的存储帐户名称和访问密钥。

 

 

现在您应该能够从 Visual Studio 中按 F5：SensorTagtoAzure 应用程序将部署并启动，您应该会在设备输出中看到这一点。

 

 

单击顶部的“开始”按钮以连接到 SensorTag 并显示传感器数据。可能会出现一个弹出窗口，要求获得访问 SensorTag 服务的权限，单击“是”继续。几秒钟后，您应该会看到像这样更新的数据。

 

 

单击“开始”按钮下方的“发送数据”按钮，将数据发送到 Azure 存储表。数据将每 5 秒传输一次。如果要更改时间间隔，可以修改“AzureButton_Click”中的代码，如下所示。

 

private void AzureButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

 

{

 

timerDataTransfer = ThreadPoolTimer.CreatePeriodicTimer(dataTransmitterTick, TimeSpan.FromMilliseconds(Convert.ToInt32(5000)));

 

}

 

最后可以看到SensorTagTable中的数据如下。

 

 

7. 在您的 PC/移动设备上部署和运行应用程序

 

首先，下载项目“WindowsIoTClient”。在您的磁盘上复制该应用程序并从 Visual Studio 2015 RTM 打开该项目。此应用程序是使用 Windows Universal Temple 构建的，因此您可以在 Windows 10 PC/Mobile 以及 Windows 10 IoT Core 设备上运行它。

 

接下来，在解决方案资源管理器中打开 StorageSensor.cs 并找到“_accountName”和“_key”。添加您在第 4 部分中保存的存储帐户名称和访问密钥。

 

现在您应该能够从 Visual Studio 中按 F5：WindowsIoTClient 应用程序将部署并启动，您应该会在设备输出中看到这一点。