描述

概述

在這個項目中，我們將使用運行Windows 10 IoT的Raspberry Pi 2來監控 PIR 運動傳感器，該傳感器觸發 USB 網絡攝像頭拍攝照片并使用 C#將其上傳到Microsoft Azure 存儲。此外，我們將連接一個 LED 作為簡單的狀態指示器。我們還將創建一個Microsoft Azure Web App網站，以便從任何支持互聯網的設備遠程查看圖片。

該項目面向有興趣了解有關在 Raspberry Pi 2 和/或 Microsoft Azure 服務上運行的 Windows 10 IoT 的更多信息的初學者。它假定您具有一些 C# 的基本知識，但不一定了解 Raspberry Pi 或 Azure/ASP.NET 編程。這個項目中的所有代碼都是用 Microsoft 的Visual Studio 2015 Community Edition（有史以來最好的 IDE，毫無疑問）的免費版本編寫的。

該項目可以看作具有以下不同的部分：

???? ? 運動檢測器（PIR 傳感器）

???? ? 照相機、拍照件（Webcam）

???? ? “將圖片文件上傳到 Azure 存儲”部分 (Azure)

???? ? 一個簡單的 LED 狀態燈 (LED)

???? ? 還有一個單獨的 Azure 網站，顯示從 Azure 存儲中最新上傳的照片（ASP.NET 網站）

我有意構建代碼以盡可能清楚地標記和分割上述代碼區域，以防您只對學習特定部分感興趣（例如，“從網絡攝像頭拍照”，或“從 Raspberry 檢測運動” π”）。

注意：最后一個 Azure 網站部分是可選的。Azure 門戶提供了一種在線查看所有上傳照片的方法。但是你會發現創建一個提供更好查看體驗的 Azure 網站非常容易。

在現實世界中，此解決方案最好作為無頭應用程序運行，但此處將其作為通用 Windows 應用程序(C#) 提供，以幫助您在屏幕上監視各種狀態并使所有邏輯更易于調試。您應該能夠非常輕松地修改應用程序以在 Windows 10 IoT 的無頭模式下運行（請注意，該應用程序仍將按預期運行，沒有附加屏幕輸出）。

啟動時，應用程序會初始化 GPIO 端口（用于 PIR 傳感器讀取和 LED 顯示）和網絡攝像頭。一個函數綁定到 PIR 信號引腳的“ValueChanged”類型的事件處理程序，在檢測到運動時調用。它調用函數使用 USB 網絡攝像頭拍照，然后將圖像上傳到Microsoft Azure Blob Storage。

樹莓派配置

此解決方案要求 Raspberry Pi 具有 Internet 連接，以便將圖片上傳到 Azure。它可以使用有線網絡連接，盡管在現實世界的安裝中這在邏輯上可能不可行。USB Wi-Fi加密狗也可以使用。本文介紹將 Raspberry Pi 的 Wi-Fi 連接到網絡的步驟。

該解決方案還依賴于 USB 網絡攝像頭（任何兼容 Windows 10 的網絡攝像頭都可以）。在啟動應用程序之前插入相機并確保 Raspberry Pi 能夠識別它。當它被識別并準備好使用時，您會在 IoT 啟動桌面屏幕上的已連接設備列表中看到它（注意：它可能不會在其描述中顯示“網絡攝像頭”）。

PIR 運動傳感器

在使用不同的傳感器類型進行測試后，我發現PIR（熱釋電“被動”紅外線）是該解決方案的完美選擇。它們價格低廉、體積小、功耗低，并且可以有效地檢測合理距離內的人體運動（Adafruit的網站上有一篇關于PIR 傳感器工作原理的精彩文章）。其他可用于代替 PIR 的傳感器可能包括紅外線斷束、超聲波測距儀或磁性門開關（在開門時觸發）。

。您可以參考此示例項目。

LED 狀態燈

該項目包括一個用作狀態指示燈的LED接線。點亮時，PIR 運動傳感器已準備好感應運動。它會在網絡攝像頭拍攝照片并上傳到Microsoft Azure 存儲時關閉，然后在準備好再次檢測運動時重新打開。

解決方案的其他組件本身不需要 LED 代碼和接線即可工作。它只是作為解決方案的簡單狀態指示燈添加。它還演示了 GPIO 輸出信號編碼的使用（相對于用于 PIR 傳感器的 GPIO 輸入信號編碼）。

LED 邏輯從 InitializeGPIO() 函數開始，我們在其中指定使用 GPIO 引腳 5 為 LED 供電。還有一個簡單的 ShowLED() 函數來控制 LED 燈（傳入 TRUE 以打開燈，傳入 FALSE 以關閉燈）。當系統準備就緒并等待檢測到移動時，我們打開 LED，當系統忙于上傳圖片時，我們將其關閉。

上傳到 Microsoft Azure 邏輯

從客戶端應用程序處理 Azure 文件非常容易，您將在將文件上傳到我們的 Azure Blob 存儲所需的一個函數中看到，該函數恰當地命名為 UploadPictureToAzure()。前幾行從 3 個 Azure 類變量中收集我們的 Azure 憑據信息和 Azure 容器名稱，然后用于獲取對 blob 容器的引用。然后最后一行從 CloudBlockBlob 對象調用異步上傳函數。非常簡單，不是嗎？

不要忘記用您的實際 Azure 值更新這些行（在 MainPage.xaml.cs 的頂部）（如果您還沒有這些值，您將從下一節中獲得這些值）：

?

private readonly string Azure_StorageAccountName = "";

private readonly string Azure_ContainerName = "";

private readonly string Azure_AccessKey = "";

注意：PiMotionSensorPhotoUpload項目使用WindowsAzure.Storage NuGet 包。當您第一次編譯項目時，這應該會使用默認的 Visual Studio 選項自動安裝。如果沒有，您需要在解決方案資源管理器中右鍵單擊該項目并選擇“管理 NuGet 程序包”，然后搜索并安裝“WindowsAzure.Storage”

微軟 Azure（項目要求）

我們需要設置一個Azure 存儲帳戶（將照片存儲為 blob）和一個 Azure Web 應用程序（托管查看圖片的網站）。

我們將利用的一個方便的功能是您可以使用以下 URL 格式輕松直接地訪問存儲帳戶中的 blob：

http://<存儲帳戶名稱>.blob.core.windows.net/<容器名稱>/

示例：? http ://raspberrypiproject.blob.core.windows.net/images/PICTURE.JPG

設置 Azure 存儲

在 Azure 門戶中，按照以下說明創建 Azure 存儲的新實例：

(1) 點擊NEW (2) 點擊DATA + STORAGE (3) 點擊STORAGE ACCOUNT (4) 點擊CREATE

然后它會提示您輸入存儲帳戶的名稱（任何名稱都可以，但請記住它，因為我們稍后會引用它）并查看/選擇其他詳細信息，如定價層和訂閱帳戶以將其綁定到。完成后單擊“創建”。

創建存儲帳戶可能需要幾分鐘時間。要檢查狀態，您可以監視門戶底部的通知。創建存儲帳戶后，它將顯示聯機狀態并可供使用。

單擊存儲帳戶以顯示其摘要頁面，然后單擊容器。將容器視為文件分組。創建一個新容器并記住名稱。這將是我們上傳圖片的區域。

復制存儲訪問密鑰

創建存儲帳戶時，Azure 會生成兩個 512 位存儲訪問密鑰，每當外部代碼訪問存儲帳戶時，這些密鑰都會用于身份驗證。通過提供兩個存儲訪問密鑰，Azure 使你能夠重新生成其中一個密鑰，而不會中斷你的存儲服務或對該服務的訪問。

在 Azure 門戶中，使用儀表板上的管理密鑰復制存儲訪問密鑰以在連接字符串中使用。連接字符串需要存儲帳戶名稱和用于身份驗證的訪問密鑰。

1. 在 Azure 門戶中，單擊存儲，然后單擊存儲帳戶的名稱以打開儀表板。

2. 單擊管理密鑰。（“管理訪問密鑰”窗口打開。）

3. 要復制存儲訪問密鑰（主要或次要），請選擇密鑰文本。然后單擊鼠標右鍵，然后單擊“復制”。

我們需要在將圖片上傳到 Azure 的 Raspberry Pi 代碼區域使用存儲帳戶名稱、容器名稱和存儲訪問密鑰。我們還將在查看圖像的 Azure 網站代碼區域中使用它們。

創建 Azure Web 應用程序

這個項目實際上是圍繞 Raspberry Pi 方面的事情，但我們會讓你很容易地創建這個 Azure 網站部分，即使你除了運行上面的說明來設置 Azure 存儲帳戶之外沒有其他經驗。

在 Azure 門戶中，按照以下說明創建將托管我們網站的 Azure Web 應用程序的新實例：

(1) 點擊NEW (2) 點擊WEB + MOBILE (3) 點擊WEB APP (4) 填寫App Name（這個名字會顯示在你的網站URL中）&審核/選擇其他參數
(5) 點擊CREATE

Azure 可能需要幾分鐘才能完全創建您的站點（您可以從 Azure 門戶的儀表板監控進度）

當我們還在 Azure 門戶中時，我們還需要一件東西。單擊 Azure 門戶中新創建的 WebApp 以彈出其詳細信息窗口。

單擊頂部菜單中的“獲取發布配置文件”按鈕，它會下載一個 *.publishsettings 文件。我們稍后將使用此文件來輕松發布網站。

Visual Studio 2015 中的 AzureWebsite 解決方案

當您從GitHub下載代碼時，您會看到一個解決方案文件同時包含 Raspberry Pi 客戶端應用程序和 ASP 網站。這樣做只是為了方便。Raspberry Pi 項目是要啟動的默認項目，因此您需要右鍵單擊 AzureWebsite 項目并選擇“設置為啟動項目”以使用該網站項目。

打開 Web.config 文件并找到第 12 和 13 行中定義的鍵。 ?

在第 12 行中，將文本ENTER_YOUR_ACCOUNT_NAME_HERE替換?為您之前設置的存儲帳戶名稱。還將文本ENTER_YOUR_ACCOUNT_KEY_HERE替換為您之前設置的存儲訪問密鑰之一。

在第 13 行，將文本ENTER_YOUR_CONTAINER_NAME_HERE替換為?您之前設置的存儲容器的名稱。

這些就是您需要進行的所有更改！您可以通過按F5來測試更改，以啟動調試器。該網站應該出現，如果您有任何圖片上傳到您的存儲容器，您現在就會看到它們（但您可能還沒有任何圖片）。

注意：如果您收到有關“Microsoft.CodeDom.Providers.DotNetCompilerPlatform”的錯誤，請確保通過 Visual Studio 中的“管理 NuGet 包”選項安裝或升級 NUGET 包。我已經看到 Visual Studio 2015 的全新安裝拋出此錯誤，直到包升級。

運行本地調試版本后，即可輕松發布到 Azure 站點。在 Visual Studio 2015 中，選擇BUILD、PUBLISH AZUREWEBSITE。在“Publish Web”窗口中，選擇左上角的第一個選項PROFILE。然后選擇導入選項。文件選擇器窗口將讓您選擇您剛剛在上述步驟中下載的 *.publishsettings 文件。此時，您可以永久發布您的站點，或者直到您通過 Azure 門戶將其刪除。發布設置現在將保存在您的項目中以供將來使用（它存儲在解決方案的 Properties/PubilshProfiles 文件夾中，僅供參考）。

獲取要編譯的解決方案

（證書）

從 GitHub 下載代碼以進行編譯后，您需要快速完成一件事情。您需要從您的 PC 輸入一個證書（因為這是一個 Windows 通用應用程序，它需要一個證書來編譯）。

在 Visual Studio 中打開代碼后，請執行以下步驟：

1) 在解決方案資源管理器中，從項目中刪除“ PiMotionSensorPhotoUpload_TemporaryKey.pfx ”文件（右鍵單擊并選擇刪除）。

2) 在Solution Explorer中，雙擊“ Package.appxmanifest ”，然后會彈出 Package properties 窗口。

3) 單擊“打包”選項卡（選項卡橫跨頂部）

4) 點擊選擇證書按鈕

5) 在彈出的窗口中，打開“ Configure Certificate ”下拉菜單并選擇“ Create test certificate... ”

6) 證書窗口會要求輸入名稱（輸入你想要的任何名稱）和密碼（任何密碼，必須是6個字符）

現在嘗試編譯，一切都會好起來的。

還有一點需要注意，特別是如果您從 GitHub 下載 ZIP 文件的代碼：確保解決方案文件的文件夾路徑（“PiMotionSensorPhotoUpload.sln”所在的文件夾）少于 256 個字符。如果文件夾路徑太大，您將收到大量編譯錯誤，主要源于無法恢復所有 NuGet 包的主要錯誤。要修復此問題，請將解決方案文件夾（“PiMotionSensorPhotoUpload.sln”所在的文件夾）復制到 C 盤的根目錄，然后再次嘗試打開/編譯。

概括

如您所見，為運行Windows 10 IoT的Raspberry Pi開發應用程序并與Azure 存儲集成非常容易。之前對 C# 有一點經驗的 Raspberry Pi 新手會發現自己很熟悉。豐富的Visual Studio環境和強大的調試體驗，將幫助您了解更多樹莓派的特性。?

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