树莓派学习：从淘宝到开机

树莓派学习：从淘宝到开机
前言
1. 树莓派简介
2. 淘宝购机
3. 树莓派开机
- 3.1 开箱
- 3.2 开机前的准备工作
- - 3.2.1 材料清单
  - 3.2.2 格式化TF/SD卡
  - 3.3.3 将系统镜像烧录到TF/SD卡中
  - 3.3.4 开机前最后一步
- 3.4 树莓派开机及配置
- - 3.4.1 确定树莓派ip地址
  - 3.4.2 通过ssh远程链接树莓派
  - 3.4.3 通过VNC远程链接树莓派
  - 3.4.4 配置树莓派
  - - 3.4.4.1 `Raspbian`的包管理器`apt-get`换源
    - 3.4.4.2 `Python`的包管理器`pip`换源
    - 3.4.4.3 本地配置
    - 3.4.4.4 下载常用软件
    - 3.4.4.5 重启、关机
总结展望
参考资料

前言

双11心血来潮买了个树莓派，想捣鼓点东西。没什么具体的目的或是想法，纯粹是觉得想学点新鲜东西。就借此机会把捣鼓过程中的点点滴滴都记录下来，一方面是作为备忘录，另一方面业希望能给像我一样的萌新提供些许帮助！

本次树莓派的装机是基于Mac Book Pro进行的，如果用Windows系统的话，烧录树莓派系统的过程略有区别。

1. 树莓派简介

树莓派Raspberry Pi(简写为RPi或者RasPi)，是只有信用卡大小的微型电脑，其系统基于Linux。所以说要学习Linux的话，树莓派是个很好的平台。

另外，树莓派还有40个GPIO接口、串口、摄像头接口等对外接口，这意味着还可以用树莓派做一些硬件相关的操作。

这里就先不多占篇幅做更多介绍了，放几个常用的链接以备学习树莓派知识，视频网站上也有很多入门视频可供查阅。

树莓派百度百科
树莓派实验室
Linux中国开源社区｜树莓派
树莓派官方网站

2. 淘宝购机

淘宝上搜索关键字树莓派4b会得到很多链接，包括各种套餐，可供选择的有主板内存的大小，以及外部设备等。我的购买清单如下：

Raspberry Pi 4b 4Gb内存的主板
Note: 有2/4/8Gb内存的主板供选择，如果只是学习和娱乐的化8Gb太多了，2Gb和4Gb差了差不多100块钱，最终选择了4Gb的内存。
普通电源+普通HDMI线
Note：HDMI线没有用上，如果不需要单独给树莓派配显示器的话可以省掉。另外推荐买普通电源，因为官方电源没有开关键，长期插拔会磨损电源的TypeC接口。
16Gb闪迪TF卡以及读卡器
Note：16Gb足够了，仅用做装系统，今后想用树莓派存储数据的话可以用USB外接移动硬盘。
亚克力外壳
Note：我的反正买回来安装过程中就断了，正在考虑买个带风扇的铝合金外壳。

总共下来480块左右，在双11活动下差不多400块到手。

给萌新的建议：不要一开始把所有外围扩展套件都买齐了，很容易吃灰不说，还会让人不知道先学什么。所有我建议先把树莓派本机学明白了，进阶时用到外围模块再买也不迟。

3. 树莓派开机

3.1 开箱

3.2 开机前的准备工作

3.2.1 材料清单

正式开机前还需要准备些东西：

mac电脑、树莓派、树莓派电源、TF卡和读卡器（当然如果是mac电脑最好还有个USB转TypeC的转接头）、网线（也可以不要，但是需要需要配置WLAN的Config文件wpa_supplicant.conf，我图省事还是备了根网线）
在电脑上下载树莓派系统镜像文件，对于萌新来说我直接选择了推荐的Raspbian Buster with desktop and recommend software。将它下载下来，如果实在下载太慢的话可以自行到国内各大树莓派论坛里去搜索。
在电脑上下载VNC Viewer，这个是之后用图形界面远程登陆树莓派用的。

3.2.2 格式化TF/SD卡

下载软件的同时可以对TF卡进行格式化。

将TF卡插入读卡器并接入mac电脑，打开mac终端，查看一下已挂载的卷
```
df -h
```
这里的/dev/disk3s1就是接入的TF卡，当然名字是系统给它起的，可能会略有不同。
将TF卡设备所在分区卸载，否则等一下的格式化操作会提示设备正忙。
```
sudo diskutil unmount /dev/disk3s1
```
再次查看设备，/dev/disk3s1已经不再列表里了。敲命令时要注意把要卸载的disk名字检查好，不一定是/dev/disk3s1。

格式化之前再确认一下要格的盘是TF卡，否则错格式化了系统盘就很麻烦了。可以用下面命令打开磁盘管理工具来查看设备。
```
diskutil list
```
可以确认/dev/disk3就是我们即将要格式化的TF卡，这张卡里之前已经烧录过树莓派的系统disk3s2上的Linux系统，新卡的话应该全部存储空间可用的。
通过dd命令格式化TF卡
```
sudo dd bs=512 count=1 if=/dev/zero of=/dev/rdisk3
```
其中rdisk3是的r代表快速格式化，不用纠结s1或者s2。输入后系统会提示输入mac的密码，之后稍等片刻，格式化就完成了。
重新拔插一下TF卡，mac就会字体弹出初始化窗口

点击初始化，然后选中对应的TF卡的磁盘，将磁盘格式设置成FAT（ExFAT是针对大于64GB的TF卡的），名称起成自己想要的，最后点击抹掉，整个磁盘就会被初始化，至此整个格式化和初始化就完成来。

3.3.3 将系统镜像烧录到TF/SD卡中

在TF卡初始化完成后，我们要把下载好的Raspbian的镜像烧录到TF卡中。
和刚才格式化的流程一样，也要先找到TF卡所在的卷，再卸载卷，然后确定要烧录的盘。

同样通过dd命令，将下载好的镜像文件2020-08-20-raspios-buster-armhf-full.img烧录进TF卡。

sudo dd bs=1m if=/Users/huanchen/Downloads/2020-08-20-raspios-buster-armhf-full.img of=/dev/rdisk3

这里要等较长一段时间，并且没有烧录正在进行之类提示，所以安静的等着就好了，直至提示出现。

至此TF卡上已经成功烧录了Raspbian的系统文件。

3.3.4 开机前最后一步

开机前的最后一步，给TF卡所在盘添加ssh文件，目的是等下我们要通过ssh链接来通过mac访问树莓派，因为我们并没有给树莓派专门配的鼠标、键盘和显示器。
方法很简单：手动创建一个空白记事本.txt文件，命名为ssh，重命名，删掉.txt扩展名。将这个文件放入SD卡的boot盘中。

可选操作：配置WLAN文件，如果真的找不到网线的话，也可以提前配置WLAN。用同样的方法新建一个空白文件wpa_supplicant.conf（注意要删掉扩展名.txt）
用文本编辑器打开wpa_supplicant.conf，输入以下配置：

country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={ssid="将我替换成第一个WiFi的名字，不删除引号,不能有中文"psk="将我替换成WiFi密码，不删除引号"key_mgmt=WPA-PSK
}
network={ssid="将我替换成第二个WiFi的名字，不删除引号,不能有中文"psk="将我替换成WiFi密码，不删除引号"key_mgmt=WPA-PSK
}

说明以及不同安全性的 WiFi 配置示例：
#ssid:网络的ssid
#psk:密码
#priority:连接优先级，数字越大优先级越高（不可以是负数）
#scan_ssid:连接隐藏WiFi时需要指定该值为1
#key_mgmt指的是加密方式，如果是WPA2的话，写WPA-PSK这个就可以

3.4 树莓派开机及配置

将树莓派电源和网线插上，开机！

3.4.1 确定树莓派ip地址

不管是网线链接还是WLAN，要确保树莓派和mac在同一网络下，最简单的办法是网线链接树莓派和家里路由器的LAN口。然后通过路由器主页可以查询局域网内设备分配到的ip地址，比如

192.168.3.27

3.4.2 通过ssh远程链接树莓派

mac系统是自带ssh工具的，加上刚才我们在树莓派的系统文件里添加里shh文件，所以我们先找可以直接通过如下命令登陆树莓派。

ssh pi@192.168.3.27

然后两次确定，再之后输入树莓派初始密码raspberry，如果屏幕上最终出现绿色的pi@raspberrypi就说明成功登陆里树莓派。

3.4.3 通过VNC远程链接树莓派

在mac上安装刚才下载的VNC Viewer；在树莓派上安装VNC Server。

pi@raspberrypi:~ $ sudo apt-get install tightvncserver

安装完成后启动树莓派的VNC Server，

tightvncserver

之后VNC Server会让你设置一个密码并重复，然后问你要不要再为view-only模式设置密码，我选的不要。启动后出现如下提示，记住端口号。

New 'X' desktop is raspberrypi:1 #<- 其中1是网络端口！

在mac上打开VNC Viewer然后输入ip地址:端口号，然后回车就可以连接到树莓派的图形桌面了！

后面本地配置中有如何设置打开树莓派的VNC端口。

我用mac的VNC viewer登陆，如果把画质分辨率设置的比较高，整个窗口界面就会非常卡，使用体验很差。不知道是不是局域网带宽问题，或者是VNC服务器设置问题。待解决！

3.4.4 配置树莓派

3.4.4.1 `Raspbian`的包管理器`apt-get`换源

修改软件更新源
用nano编辑器打开/etc/apt/sources.list，

sudo nano /etc/apt/sources.list

将原来的mirro地址comment#掉，换成清华大学开源软件镜像站。

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi
deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi

ctrl + o，回车保存，ctrl + x退出。

修改系统更新源
同上，用nano编辑器打开/etc/apt/sources.list.d/raspi.list，
```
sudo nano /etc/apt/sources.list.d/raspi.list
```
将原来的mirro地址comment#掉，换成清华大学开源软件镜像站。
```
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/archive.raspberrypi.org/debian/ buster main ui
```
ctrl + o，回车保存，ctrl + x退出。

再更改
更新apt-get列表。

sudo apt-get update  #<-- 更新软件列表sudo apt-get upgrade #<-- 更新软件，谨慎使用！

3.4.4.2 `Python`的包管理器`pip`换源

创建文件，逐条输入以下命令：

sudo mkdir ~/.pipcd .pipsudo nano pip.conf

打开文件后将以下内容放进去，

[global]
timeout = 10
index-url =  http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
extra-index-url= http://pypi.douban.com/simple/
[install]
trusted-host=mirrors.aliyun.compypi.douban.com

ctrl + o，回车保存，ctrl + x退出。

3.4.4.3 本地配置

在树莓派终端内输入：

sudo raspi-config

进入配置界面，如下图：

以下是整个目录和要配置的说明（备注项是我更改过的配置）：

 1. System OptionsS1 Wireless LAN        # 无线网配置S2 Audio             # 音频S3 Password             # 改密码（原密码为raspberry）S4 Hostname               S5 Boot / Auto LoginS6 Network at BootS7 Splash ScreenS8 Power LED2. Display OptionsD1 Resolution           # 设置显卡分辨率D2 Underscan           # 去显示黑边D3 Pixel Doubling        # 2x2 pixel mapping （显示更多细节）D4 Composite Video        # 视频输出D5 Screen Blanking3. Interface OptionsP1 Camera               # 打开摄像头接口P2 SSH                 # SSH刚才开机前已经通过ssh文件打开了P3 VNC                    # 打开VNC接口（图形界面远程登陆）P4 SPI                 # 打开SPI总线接口（玩GPIO时候会用）P5 I2C                  # 打开I2C总线接口（玩GPIO时候会用）P6 Serial Port          # 打开串口（玩GPIO时候会用）P7 1-WireP8 Remote GPIO          # 打开GPIO远程控制（玩GPIO时候会用）4. Performance OptionsP1 OverclockP2 GPU Memory            # 配置成了512M（本希望显示会更流畅些，现在发现瓶颈在VNC）P3 Overlay File SystemP4 Fan5. Localisation OptionsL1 Locale              # 中国（在最下面）L2 Timezone             # Asia / ShanghaiL3 Keyboard                # US KeyboardL4 WLAN country            # 中国6. Advanced OptionsA1 Expand Filesystem # 扩展整个SD卡A2 GL DriverA3 CompositorA4 Network Interface NamesA5 Network Proxy SettingsA6 Boot OrderA7 Bootloader Version8. Update9. About raspi-config

3.4.4.4 下载常用软件

中文字体输入法
FTP: FileZilla
- 用途: FTP，树莓派与电脑间文件传输
- 下载地址
- 教程
VIM编辑器
- to be add…

git

安装
```
sudo apt-get install git
```

配置用户名和邮箱

git config --global user.name "用户名"
git config --global user.email "邮箱"

查看配置列表
```
git config --global list
```

3.4.4.5 重启、关机

如何关机

sudo shutdown -h now
sudo halt
sudo poweroff
sudo init 0

如果重启

sudo reboot
shutdown -r now
shutdown -r 18:23:52 #定时重启在18点23分52秒关闭

总结展望

树莓派的开机和配置已经基本完成了，以下Open Points待完成：

购买外壳及冷却风扇
学习总结树莓派硬件及系统
在树莓派上搭建vim编辑器和开发环境
用树莓派链接摄像头
用树莓派控制直流电机
用树莓派控制无刷电机

参考资料

树莓派配置@github_TommyZihao
FileZillar配置教程