樹莓派項目：空氣質(zhì)量監(jiān)測儀
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如果您生活在擁擠甚至污染嚴重的城市，空氣質(zhì)量確實是值得考慮的問題。得益于 David Gherghita 和 Ioan Herisanu 的一個項目，帶有 Sensirion SPS30 傳感器的 Raspberry Pi 可以測量室內(nèi)和室外的空氣質(zhì)量。
只需將顆粒物傳感器連接到 Raspberry Pi，即可根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)獲得易于閱讀的圖表。
使用 Raspberry Pi 4、SPS30 和 Azure 的空氣質(zhì)量監(jiān)測器
將顆粒物傳感器連接到 Raspberry Pi，并使用 Microsoft Azure 根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)獲得易于閱讀的圖形。
硬件組件 | |||||
| 感靈 SPS30 | × | 1 | |||
 | 樹莓派 4 B 型 | × | 1 | ||
 | 面包板（通用） | × | 1 | ||
 | 跳線（通用） | × | 1 | ||
軟件應(yīng)用程序和在線服務(wù) | |||||
| Rust 編程語言 | |||||
 | Microsoft Azure | ||||
 | Yocto 項目 | ||||
將 Raspberry Pi 4 用于此項目的第一步是使用 Yocto 項目構(gòu)建一個最小的 Linux 發(fā)行版。
從 https://github.com/agherzan/meta-raspberrypi 克隆 Raspberry Pi BSP 并簽出 提交。還要使用 https://github.com/openembedded/meta-openembedded 的提交 和 https://git.yoctoproject.org/git/poky 的提交。 使用存儲庫中的說明生成映像并將其復(fù)制到 SD 卡并進行測試。497a90a35364c0ceca701cb92d
通過添加 ：
1 來修改圖像。以獲得額外的空間;
2. 并 啟用 I2C;
3. 添加額外的包。rpi-build/conf/local.confIMAGE_ROOTFS_EXTRA_SPACE = "8388608"ENABLE_I2C = "1"KERNEL_MODULE_AUTOLOAD_rpi += "i2c-dev i2c-bcm2708" CORE_IMAGE_EXTRA_INSTALL += "bash nano tar zip openssh curl ca-certificates ntp tzdata packagegroup-core-buildessential python3 python3-pip i2c-tools git startup-script rustup"
通過添加 （從代碼部分） 添加到 的路徑來進一步修改圖像，從而添加以下配方：1. 獲取確切時間;2. 將 Rust 語言安裝腳本復(fù)制到 rootfs;3. 復(fù)制并初始化連接到 Wi-Fi 并啟動 ntp 服務(wù)的啟動腳本;4. 以設(shè)置時區(qū)。您必須根據(jù)您所在的位置修改此文件;5. 以配置 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)。您必須為您的網(wǎng)絡(luò)修改此文件。meta-mylayerBBLAYERSrpi-build/conf/bblayers.confntprustupstartup-scripttzdatawpa_supplicant
重建映像并將其復(fù)制到 SD 卡。
連接傳感器
使用面包板和兩個 4 kΩ 電阻器將傳感器連接到 Raspberry Pi 10，如傳感器數(shù)據(jù)表所示，第 16 頁：https://www.sensirion.com/fileadmin/user_upload/customers/sensirion/Dokumente/9.6_Particulate_Matter/Datasheets/Sensirion_PM_Sensors_SPS30_Datasheet.pdf
另請查看 Raspberry Pi 4 GPIO 引腳 https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/
連接：1.SPS30 引腳 VDD （1） 至 Raspberry Pi 引腳 4（5V 電源）;2.SPS30引腳SDA（2）至Raspberry Pi引腳3（GPIO 2（SDA））;3。SPS30 引腳 SCL （3） 到 Raspberry Pi 引腳 5 （GPIO 3 （SCL））;SPS30 引腳 SEL （4） 到 Raspberry Pi 引腳 6（接地）;5.SPS30 引腳 GND （5） 至 Raspberry Pi 引腳 6（接地）。
通過在 Raspberry Pi 上運行并檢查是否檢測到具有地址的設(shè)備來驗證連接 。i2cdetect -y 10x69
讀取數(shù)據(jù)
使用 Raspberry Pi 上的 Rustup 腳本安裝 Rust 語言。
git clone https://github.com/david-gherghita/sps30-i2c-rs.git下載傳感器的驅(qū)動程序。
通過運行 檢查它是否正確運行。cargo run --example linux
將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端
在 Microsoft Azure 平臺上創(chuàng)建帳戶。
在“Azure 服務(wù)”選項卡中，創(chuàng)建新的資源組。
在資源組中添加新的 IoT 中心，然后導(dǎo)航到其頁面。
在資源管理器部分中 ，單擊 IoT 設(shè)備并添加新設(shè)備。請注意主連接字符串，因為您將使用它將電路板連接到云。
通過使用和設(shè)置項目的依賴項，從代碼部分編譯并運行 Rust 程序，如下所示。cargo
linux-embedded-hal = "0.3.0" sps30-i2c = "0.1.0"
填寫主連接字符串，檢查 Rust 程序的路徑，然后 從代碼部分運行 Python 程序。
如果一切正常，則 IoT 中心應(yīng)接收數(shù)據(jù)。
返回到 Azure，創(chuàng)建新的流分析作業(yè)，并從 IoT 中心添加新的流輸入，確保所選事件序列化格式為 JSON。
在 輸入預(yù)覽（Input Preview） 選項卡中，應(yīng)該有接收到的值。
若要以圖形的形式獲取更直觀的值視圖，請將輸出添加到 Power Bi 類型的流分析作業(yè)。 請務(wù)必選擇“用戶令牌”作為“身份驗證模式”， 以便能夠?qū)⒆约旱墓ぷ鲄^(qū)用作“組”工作區(qū)。
修改查詢函數(shù)以將數(shù)據(jù)發(fā)送到 Power Bi，如下所示：
SELECT
"mass_pm1.0",
"mass_pm2.5",
"mass_pm4.0",
"mass_pm10",
"number_pm0.5",
"number_pm1.0",
"number_pm2.5",
"number_pm4.0",
"number_pm10",
"typical_size",
CAST ("sensor_time" AS datetime) "sensor_time"
INTO
"AQS-PowerBI"
FROM
IoT若要最終使用 Power BI 中的數(shù)據(jù)，請導(dǎo)航到其網(wǎng)頁，訪問工作區(qū)，然后 使用簡單的拖放界面根據(jù)流分析作業(yè)中的數(shù)據(jù)集創(chuàng)建報表。
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