背景

最近幾年，邊緣計算的需求急劇爆發。人工智能、物聯網和 5G 的演進給邊緣計算帶來了無限的可能性。因為工作原因，有幸在2019開始接觸了英偉達 Jetson 家族的各種邊緣計算設備：Nano，TX2，AGX，NX等，其操作系統使用的是 Ubuntu 18.02。我們可以作為獨立的小型服務器使用，試問又有哪一個程序猿會拒絕擁有一臺自己的小電腦呢？在其上，特別是擁有GPU的服務器上，我們可以折騰無限的可能。

在Jetson設備的開發版載板上，一般都有一個40針引腳的SPIO與GPIO，通過它我們可以擴展出更多好玩的東西。比如說：一塊I2C的OLED顯示屏，然后通過.Net來驅動它顯示一些好玩的東西（軟件狀態，設備狀態，其他關鍵數據指標等）。

屏幕安裝

屏幕這里選用的是一塊0.96寸黃藍雙色OLED液晶屏模塊，一共4個接口：3.3V正極VCC，負極GNG，以及負責I2C通訊的SDA和SCL。

那么如何將顯示器與Jetson設備相連呢？這里演示基于早期的Nano開發者套件的載板，其它系列官方載板的引腳基本類似，你也可以查找硬件說明書或參考官網的指引^[1]來找到I2C接口即可。

我使用的是I2C1，接的針腳是 1，3，5，6 ，按照定義安裝好OLED 顯示屏。

配置 I2C 總線

安裝好屏幕后，必須要配置I2C，我們自己登錄的賬戶才能在非Root權限下訪問I2C總線。

將下面命令的 username 改為你登錄的賬戶名

sudo usermod -aG i2c username

最好重啟一下設備，如果執行下面命令可以正常顯示，那就也沒啥問題。

i2cdetect -y -r 1

在下圖中，OLED 顯示屏的地址 3c 被特別突出顯示。

用.NET驅動顯示

驅動這個oled屏幕我們需要用到微軟的IoT相關的庫 "System.Device.Gpio" ，通過這個庫我們可以實現和外接設備的I2C通訊，當然驅動OLED顯示器需要用到熟悉其驅動芯片的各種指令，這里的驅動芯片是SSD1306，擁有最大128*64像素支持，廣泛應用在小尺寸OLED顯示屏的驅動中。

在這里我們不介紹相關的驅動和指令相關原理性的東西，我已經將相關指令封裝為一個庫，可以直接使用，庫已開源，感興趣的同學可自行查閱相關知識和源碼。

下面我們通過在Jetson Nano上的使用演示如何使用 “Sang.IoT.SSD1306” 庫來控制OLED顯示畫面。

安裝.Net開發環境

因為 Jetson 是 arm64 的設備，我們直接前往.Net官網選擇下載.Net6^[2]的 Arm64 版本。

執行安裝

mkdir -p $HOME/dotnet && tar zxf dotnet-sdk-6.0.301-linux-arm64.tar.gz -C $HOME/dotnet

然后更改用戶目錄下``文件，在末尾加入以下環境配置：

export DOTNET_ROOT=$HOME/dotnet
export PATH=$PATH:$HOME/dotnet

運行dotnet命令檢查安裝情況。

使用演示

創建控制臺程序

dotnet new console -o i2c_oled

添加驅動庫

dotnet add package Sang.IoT.SSD1306

修改代碼

using Sang.IoT.SSD1306;using (var oled = new SSD1306_128_64(1)) {oled.Begin();// 需要發往顯示器的顯示內容byte[] c = new byte[128*64]{...};oled.SetBuffer(c);oled.Display();
}

要想將數組數據顯示到屏幕，就需要將數據存入SSD1306的RAM。這里的RAM大小為128x64位，分為8頁，從0頁到7頁，用于單色128x64點矩陣顯示。

以上代碼可能平時也用不到，主要是自定義的內容顯示接口。

圖片顯示

這里類庫用到了微軟的 SkiaSharp 跨平臺的圖片處理庫，關于跨平臺的圖片處理庫，如果你也有相關需求，可以看這一篇文章來對比了解^[3]?。

這里演示用的圖片為下圖，我們將其在 OLED 顯示屏上展示。

using Sang.IoT.SSD1306;using (var oled = new SSD1306_128_64(1)) {oled.Begin();oled.Image("assets/test.png");oled.Display();
}

效果如下：

顯示文字

那么，如何顯示文字呢？當然，一樣的思路，我們首先通過 SkiaSharp 創建位圖，然后顯示出來就可以了，所以加載字體文件顯示中文字體也不是難事。

using Sang.IoT.SSD1306;
using SkiaSharp;using (var oled = new SSD1306_128_64(1)) {oled.Begin();oled.Clear();using(var bitmap = new SKBitmap(128, 64, true)){SKCanvas canvas = new SKCanvas(bitmap);SKPaint paint = new SKPaint() { Color = new SKColor(255, 255, 255),StrokeWidth = 1, //畫筆寬度Typeface = SKTypeface.FromFile("/home/sangsq/i2c_led/SourceHanSansCN-Normal.ttf"),TextSize = 13,  //字體大小Style = SKPaintStyle.Fill,};canvas.DrawText("公眾號：sangxiao99 ", 0, 13, paint);paint.TextSize = 30;canvas.DrawText("桑榆肖物 ", 0, 50, paint);oled.Image(bitmap.Encode(SKEncodedImageFormat.Png, 100).ToArray());}oled.Display();
}

效果如下：

清除顯示

oled.Clear();

結語

如果對IoT這個領域比較感興趣或者想折騰手頭的開發板的話，可以前往官網了解更多.Net的IoT資源^[4]。

剛剛到了一個SPI接口的LCD彩色顯示屏，又有新玩具可以玩了。

References

[1]?參考官網的指引:?https://developer.nvidia.com/embedded/learn/getting-started-jetson
[2]?.Net6:?https://dotnet.microsoft.com/en-us/download/dotnet/6.0
[3]?看這一篇文章來對比了解:?https://devblogs.microsoft.com/dotnet/net-core-image-processing/
[4]?.Net的IoT資源:?https://dotnet.microsoft.com/zh-cn/apps/iot