基于DHT11的温湿度检测

通过 C++ Windows 运行时组件在 C# 代码中使用 DHT 温度传感器在 Windows 10 和 RPI2 上实现单线协议。

背景
DHT11 是一款 4 针（一个针未使用）温度和湿度传感器，能够测量 20% - 90% 的相对湿度和 0 到 50 °C。该传感器可以在 3 到 5.5V DC 之间运行，并使用其自己的专有 OneWire 协议进行通信。该协议需要非常精确的计时才能从传感器获取数据。LOW 和 HIGH 位根据信号为 HIGH 的时间长度在线路上编码。读取读数的总时间最多为 23.4 毫秒。这包括启动数据传输所需的 18 ms 延迟和长达 5.4 ms 的数据窗口。单个信号可以短至 20 μs，长至 80 μs。

当 Windows 10 IoT Core 首次可用时，我拿起我的 Raspberry Pi 2 和我的 DHT11 传感器并在 C# 中进行了试用。我很快发现它行不通。Windows 10 IoT Core 中 C# 的问题在于它的速度不够快（至少现在不是）。

我创建的库是对最初由 Microsoft 发布的代码的简单重构，因此我不认为为获得传感器读数所做的工作。

该库在名称空间Sensors.Dht中提供了一个名为Dht11的简单类。在 C# 中创建一个新对象很简单。

首先打开连接 DHT11 传感器引脚的 GPIO 引脚。

然后将此引脚传递给Dht11类的构造函数并指定 GPIO 引脚驱动模式。这使您可以决定是否添加自己的上拉电阻。

要从设备获取读数，请使用GetReadingAsync方法。

存在允许指定最大重试值的重载。默认值为 20。这指定在放弃和返回失败读数之前尝试读取传感器的次数。

该 DhtReading结构被定义为：

TimedOut（如果尝试读取超时则为真；否则为假）（如果读数校验和正确则为真；否则为假）（以摄氏度为单位的温度读数。DHT11 仅支持整数值）（以百分比表示的湿度读数。DHT11仅支持整数值）（尝试读取传感器的次数） IsValidTemperatureHumidityRetryCount
观察
即使传感器在 C++ 中工作，它仍然不会每次都得到读数。因此，类中需要重试选项（这实际上是 Microsoft 示例的一部分）。我认为最好将其与其他平台进行比较以了解其性能。我在运行 Raspbian 的 Raspberry Pi 2 和 Arduino Uno 上尝试了代码。我用于两者的代码已包含在 GitHub 存储库中。

本项目中包含的视频将演示和比较每个平台的输出。

入门
为 Raspberry Pi 2 组装电路
使用本指南组装电路，同时使用位于页面底部附近的图表作为指南（请注意，电线的颜色是可选的，并且已被选择以帮助在构建电路时易于理解）。

• 将 T 形鞋匠放在半码+板的左端（数字从 1 开始）。最左边的两个引脚将位于板上的E1和F1 中。最右边的两个引脚将在E20和F20
• 在A4和3V3之间放置 4.7K Ω 电阻
• 在B4和F28之间连接橙色公对公跳线 
• 在F29和3V3之间连接一个红色公对公跳线
• 在F30和GND之间连接黑色公对公跳线
• 将 DHT11 传感器放入J30 (-)、J29 (+) 和J28 (s)
• 将带状电缆插入鞋匠和树莓派

为 Arduino 组装电路
使用本指南组装电路，同时使用位于页面底部附近的图表作为指南（请注意，电线的颜色是可选的，并且已被选择以帮助在构建电路时易于理解）。

• 在E12和E13之间放置 4.7K Ω 电阻 
• 在 Arduino 中的D13和Pin 5之间连接白色公对公跳线 
• 在D12和Arduino 中的5V引脚之间连接一个红色公对公跳线 
• 在 Arduino 上的D11和GND之间将黑色公头连接到公头跳线 
• 将 DHT11 传感器放入 A11 (-)、  A12 (+) 和 A13 (s)
• 将 USB 电缆从您的计算机插入您的 Arduino

下面是我建造的电路的照片。

启动 Raspberry Pi 应用程序
选择调试、ARM 配置和远程机器。现在右键单击该项目，然后选择属性，然后单击调试标记。接下来在远程机器字段中输入 Raspberry Pi 2 IP 地址，并取消选中使用身份验证。

按F5 。应用程序将部署到设备上，第一次可能需要几分钟时间。

启动 Arduino 应用程序
该项目的草图在 GitHub 中名为Dht11_Speed的文件中可用。启动 Arduino IDE 并打开草图。将草图上传到 Arduino ( Ctrl U ) 然后启动串行监视器 ( Ctrl Shift M )

如果您不确定如何执行此操作或不熟悉此环境，下面的视频将演示如何执行此操作。

启动 Raspbian 应用程序
Raspberry Pi 的 C 代码可在 GitHub 中用于该项目的名为Dht11.c的文件中找到。需要将源代码复制到 Raspberry Pi，然后在那里编译。我喜欢用WinSCP来复制文件。如果您没有此应用程序，我建议您立即下载并安装它。源代码使用wiringPi ，必须在编译应用程序之前安装它。

在树莓派上编译代码的命令是：

要运行应用程序，请输入以下命令：

其中 1000 指定 1000 毫秒（1 秒）的延迟，10 是要读取的样本数。