一步一步玩转树莓派~

1.树莓派的装机教程

步骤：

镜像文件和镜像写入SD卡工具的下载
RASPBIAN系统烧录至micro SD卡
设备连网
外接显示器或者SSH连接

具体：

镜像文件地址，选择RASPBIAN STRETCH WITH DESKTOP 版本的ZIP文件，这是图形化界面版本的系统，另一个是轻量级的不带桌面的版本；
镜像写入SD卡工具地址，点击download下载到本地；
打开Win32 Disk Imager，选择下载完解压好的.image文件，然后写入位置为你的SD卡即可，其他选项都用默认的不用修改，几分钟后即可写入完毕，最终弹出提示是否格式化，点否！
接下来是连网过程，树莓派自带了网线插槽，如果选择有线连接的方式，直接插上网线即可
这里主要讲一下无线连接上网的方式：

将刷好 Raspbian 系统的 SD 卡用电脑读取。在 boot 分区，也就是树莓派的 /boot 目录下新建 wpa_supplicant.conf 文件，将下面内容保存在 wpa_supplicant.conf 文件中.

country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1network={ssid="此处填写：你的无线网的名称"
psk=" 此处填写：你的无线网的密码"
}

为了启用树莓派的ssh服务，我们还需要在/boot目录下再新建一个名称为ssh的空文件
！！！注意，此文件没有后缀名！

树莓派自带了HDMI插槽，所以说，有显示器的同学，可以直接通过HDMI连接树莓派和显示器，然后开启你的树莓派之旅~
当然，这里更推荐采用ssh连接的方式，通过电脑远程登录你的树莓派主机，详细步骤如下：
（1）大家知道，远程登录的话，需要知道你远程服务器的IP地址，所以这里我们第一步是要获取到树莓派的IP地址，方法有两种，一是登录到你的路由器网关（查询路由器地址，最简单的办法是打开你手机的WiFi，查看你当前连接的WiFi的详情，里面的路由器的IP地址即为所求）；
（2）在电脑端进入路由器的管理界面，找到raspiberry的名称，所对应的IP地址就是我们所找的；

补充一下，如果没有显示器的话，还可以下载一个开源的软件，名为 ipscan然后一个一个的试你的树莓派的IP地址

（3）上述办法是你完全不想用显示器的时候，所采取的方法，不过我想大部分搞计算机的，都还是会买一个显示器的，那么我们这里可以偷懒，稍微借助一下显示器，登录到树莓派图形界面，打开命令行窗口，然后用 ifconfig命令查看树莓派IP地址；
（4）获取到IP地址之后，我们就可以通过ssh连接到咱们的树莓派啦！（windows用户可以下载putty或者xshell软件进行登录; Linux/Mac用户可以直接在命令行通过 ssh pi@ip_address 远程登录，初始默认密码是 raspberry 你的电脑和树莓派需要在同一个局域网，或者二者能相互ping通即可）
（5）ssh登录成功之后，输入 sudo passwd ,修改默认的登录密码；输入 sudo vi /etc/hostname 修改主机名，重启；或者直接输入 sudo raspi-config 在图形化界面中进行更改一系列的配置！

2. 树莓派入门：控制LED小灯亮

连接好树莓派的引脚、LED小灯、电阻，我这里是把LED的负极连接pin 6(GROUND)，LED的正极连接的是 pin 12；一定要串联一个电阻，否则小灯很容易烧掉 !
编写python程序，代码也比较简单，如下所示：

#!/usr/bin/python
import RPi.GPIO as GPIO
import time
# 树莓派上的引脚，有两种GPIO的编号方式
# GPIO.BOARD模式是采用Z形计数法，如上图的 1，2，3，4，5，6,7...
# GPIO.BCM模式，去掉了具有特定功能的引脚，编号为GPIO2,GPIO3,GPIO4...
# 啰嗦一句：在GPIO.BCM模式中，如果想要绑定的编号是GPIO18,那么写作LED_PIN = 18
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)      # 1.设置编号模式；
LED_PIN = 12             # 2.设置要绑定的pin值；
GPIO.setup(LED_PIN,GPIO.OUT)      # 3.设置pin的功能；
GPIO.output(LED_PIN,GPIO.HIGH)    # 4.设置输出为低电平还是高电平；
time.sleep(3)
GPIO.cleanup()            # 5.程序运行结束，清空所有GPIO的配置

3. 树莓派进阶：LCD显示屏显示信息（python实现）

我这里是参考了这篇文章，这是一份提交在Github上面的代码，提供一个Demo，有兴趣的可以点进去查看与收藏。

第一步还是连接设备，我这里买的是4pin版本的LCD显示屏，如图：

#1 Connect GND to GROUND. （Pin 6）
#2 Connect VCC to 5V. （Pin 2）
#3 Connect SDA to GPIO.（Pin 3）参考GPIO接口图，这是固定的pin
#4 Connect SCL to GPIO. （Pin 5）参考GPIO接口图，这是固定的pin

通过ssh登录到你的树莓派主机，或者在树莓派系统中打开终端，安装下面的包。

sudo apt-get update -y && sudo apt-get install python-smbus git i2c-tools -y

编辑 modules file

sudo nano /etc/modules

打开的文件中，对比下面的内容，没有的内容则补充进去

# /etc/modules: kernel modules to load at boot time.
#
# This file contains the names of kernel modules that should be loaded
# at boot time, one per line. Lines beginning with "#" are ignored.
# Parameters can be specified after the module name.snd-bcm2835     # This enables GPIO pins on the pi.
i2c-dev         # This enables i2c communication.

检查黑名单中是否有i2c-bcm2708，如果有的话，则#注释掉；打开黑名单命令如下

sudo vi /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf

输入 sudo raspi-config命令，在打开的图形化界面中，选择 5 Interfacing Options选项，进去之后 enable I2C这个服务；
下载Github上的代码到你的本地

git clone https://github.com/bradgillap/I2C-LCD-Display

运行Demo里的python文件 demo_lcd.py

4. 树莓派进阶：基于MQTT协议实现远程控制（python实现&&Android实现）

MQTT通信的三要素
基于Python实现MQTT通信
基于Android实现MQTT通信

具体：

MQTT通信的三要素是消息订阅方、消息发布方、消息中间件。

基本流程：消息订阅方首先连接到消息代理，然后订阅代理服务器上的某些主题，并保持监听状态；消息发布方也是连接到代理服务器，然后朝某个主题发送消息；消息代理接收到消息之后，查找订阅了该主题的服务器，再把消息转发过去；
需要说明一下的是，消息发布方和消息订阅方可以用不同的语言实现，我分别实现了两个Demo，一个demo是发布方和订阅方都是python实现，另一个demo是python发布消息，Android APP接收消息，本文结尾会附上代码；
我们在实现MQTT通信的时候，第一件事是构建消息中间件（代理），也就是所谓的Broker，这一部分的实现比较简单，我们可以直接在服务器上部署Mosquitto开源消息代理组件，根据自己代理服务器的操作系统，在链接界面选择对应的并安装。这里再给一个CentOS安装Mosquitto教程。要注意的是，一定要关闭服务器上的防火墙服务，否则哪怕是安装成功了消息代理服务，我们的客户端也还是会连不上代理服务器；
基于python实现MQTT通信（我这里用的是这个开源框架）

（1）消息订阅方的实现代码 mqtt_sub.py

# 使用之前 pip install paho-mqtt
import paho.mqtt.client as mqtt
# The callback for when the client receives a CONNACK response from the server.
def on_connect(client, userdata, flags, rc):print("Connected with result code "+str(rc))# Subscribing in on_connect() means that if we lose the connection and# reconnect then subscriptions will be renewed.    client.subscribe("/jianghui/test")# The callback for when a PUBLISH message is received from the server.
def on_message(client, userdata, msg):print(msg.topic+" "+str(msg.payload))if(msg.payload == "hello world"):print("hello world!")client = mqtt.Client()client.on_connect = on_connectclient.on_message = on_messageclient.connect("your broker's ip_adress", 1883, 60)# Blocking call that processes network traffic, dispatches callbacks and
# handles reconnecting.
# Other loop*() functions are available that give a threaded interface and a
# manual interface.
client.loop_forever()

（2）消息发布方的实现代码 mqtt_pub.py

#-*- coding: UTF-8 -*-
import paho.mqtt.publish as publish
publish.single("/jianghui/test", "hello world", hostname="your broker's ip_adress")
print("publish successfully!")

（3）代码测试
开启两个ssh连接你的树莓派服务器的会话，在会话一中执行 python mqtt_sub.py 命令，如果Shell窗口输出 Connected with result 0，那就说明订阅主题成功，处于监听状态，否则说明broker的配置出了问题，或者mqtt_sub.py代码有问题；
在会话二中执行 python mqtt_pub.py 命令，输出 publish successfully! 就说明发布消息出错，遇到其他错误，直接Google解决 ~

基于Android实现MQTT通信（我参考了这篇博客）上面给的博客链接中，给出了详细的步骤说明，此处不再赘述，但是上面的博客只给了代码的讲解，具体实现请看我这里，代码下载，已测试成功，有疑问欢迎评论或者私信交流。