树莓派4B 入门

一、树莓派4b简介

Raspberry Pi,中文名为“树莓派”,简写为 RPi,是一款基于Debian GNU/Linux操作系统的微型计算机,由英国树莓派基金会开发并推出。它小巧、便携,却有着强大的计算能力和丰富的扩展接口,广泛应用于物联网、嵌入式系统、教育、娱乐等领域。树莓派官方推荐系统是 Raspberry Pi OS,除此之外,树莓派还支持许多操作系统:Ubuntu、RetroPie、LibreELEC、Apertis 和 Manjaro 等

树莓派4b是流行的树莓派系列单板计算机中的最新产品,目前已正式发布(2019.6.24)

相比上一代的树莓派3b+,树莓派4b在处理器速度,多媒体性能,内存和连接方面提供了突破性的增长,同时保留了后向兼容性和类似的功耗。对用户来说,树莓派4b提供的桌面性能可与入门级x86 PC系统相媲美。树莓派4b的主要功能包括高性能64位四核处理器,通过一对micro-HDMI端口支持分辨率高达4K的双显示屏,高达4Kp60的硬件视频解码,4GB的RAM,双频2.4/5.0 GHz无线局域网,蓝牙5.0,千兆以太网,USB 3.0和PoE功能(通过单独的PoE HAT插件)。双频无线局域网和蓝牙具有模块化合规认证,允许将电路板设计到最终产品中,大大降低了合规性测试,从而降低了成本和上市时间。

二、安装操作系统(推荐使用官方工具安装系统)

器件准备

1、TF卡读卡器 2、5V 3A电源适配器 3、至少16GB 的TF卡 4、micro HDMI 转HDMI线 5、带有HDMI接口的电脑显示器或电视(其它接口显示器可以用接口转换)

树莓派官方开发了一款图形TF卡写入工具为Raspberry Pi Imager,适用Windows、Mac OS和Ubuntu等操作系统;它会自动下载图像并将其安装到 SD 卡中,下载最新版本的Raspberry Pi Imager并安装它。使用步骤如下:

1、将TF卡连接电脑。

2、打开 Raspberry Pi Imager选择所需的操作系统。

3、选择要写入图像的 TF 卡(注意:最好移除其它U盘设备,以防将U盘文件擦除)。

4、预先配置系统,按住 CTRL+SHIFT+X(或点击右下角小齿轮),设置完成点击保存。

5、单击烧录按钮,将数据写入TF卡。

6、此时镜像就烧录成功了,拔掉读卡器,将TF卡插到树莓派上。

7、装入TF卡、连接外设,打开电源,树莓派就可以开机了。

使用其他工具安装系统

烧录镜像可以使用其它方法,使用镜像写入工具将下载好镜像写入树莓派,例如:balenaEtcher或Win32DiskImager 。首先去树莓派官网下载镜像,推荐使用Raspberry Pi OS with desktop。Raspberry Pi OS with desktop版本的特点是有电脑桌面,对于普通用户来说,这个就够用了。Raspberry Pi OS Lite版本特点是没有电脑桌面,进入系统所有操作都要用命令行,由于没有UI界面,适合TF卡容量小和熟练掌握Linux操作使用,如果您没有linux基础,使用起来会非常艰难,入门还是建议选择带桌面的镜像。

1.镜像下载后需要先解压成.img文件格式才能被烧录软件识别。

2.烧录镜像前需要使用Panasonic_SDFormatter-SD卡格式化软件格式化TF卡。

(注意:这两种方法比较稳定,但不适合新手,不推荐也没必要。这里不做介绍了。)

树莓派的操作系统

Raspberry Pi OS 是基于 Debian 的免费操作系统,针对树莓派硬件进行了优化,是推荐在树莓派上正常使用的操作系统。该操作系统带有超过35,000个软件包:预编译软件以一种很好的格式捆绑在一起,便于安装在您的 树莓派上。

更新和升级树莓派操作系统 (让您的树莓派保持最新状态非常重要)

第一个最重要的原因是安全性。由于树莓派系统的源代码会开源在Github上,就会暴露出源代码的漏洞。树莓派官方也会及时更新源代码修复漏洞,作为树莓派用户要避免漏洞带来的危害就是让您的软件保持最新。

第二个原因,与第一个相关,是您在设备上运行的软件肯定包含错误。一些错误是 CVE,但错误也可能会影响所需的功能,而与安全性无关。保持软件的更新,可以降低遇到这些错误的机会。

使用APT

管理安装、升级和删除软件的最简单方法是使用 Debian 的 APT,使您的操作系统保持最新:

sudo apt update

使用以下命令将所有已安装的软件包升级到最新版本:

sudo apt upgrade

换源 (很重要,方便以后求稳)

树莓派默认软件源地址是国外的服务器地址,经常出现更新速度慢或者连不上的情况。我们只需要将软件源换成国内镜像源这个问题就得以解决了。推荐两个软件源:清华源和阿里源。

清华源

# armv7l 用户:编辑 `/etc/apt/sources.list` 文件,删除原文件所有内容,用以下内容取代
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ bullseye main non-free contrib rpi
# deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ bullseye main non-free contrib rpi

# armv7l 用户如果需要开启 multi-arch 使用 arm64 软件源,需要在 `/etc/apt/sources.list` 中加上
deb [arch=arm64] http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/multiarch/ bullseye main

# aarch64 用户:编辑 `/etc/apt/sources.list` 文件,用以下内容取代:
# 默认注释了源码镜像以提高 apt update 速度,如有需要可取消注释
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye main contrib non-free
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye main contrib non-free
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye-updates main contrib non-free
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye-updates main contrib non-free
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye-backports main contrib non-free
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye-backports main contrib non-free
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security bullseye-security main contrib non-free
# deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security bullseye-security main contrib non-free

# 对于两个架构,编辑 `/etc/apt/sources.list.d/raspi.list` 文件,删除原文件所有内容,用以下内容取代:
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ bullseye main

阿里源

编辑 /etc/apt/sources.list 文件,删除原文件所有内容,用以下内容取代:

deb http://mirrors.aliyun.com/raspbian/raspbian/ bullseye main non-free contrib
deb-src http://mirrors.aliyun.com/raspbian/raspbian/ bullseye main non-free contrib

编辑 /etc/apt/sources.list.d/raspi.list 文件,删除原文件所有内容,用以下内容取代:

deb http://mirrors.aliyun.com/raspberrypi/ bullseye main ui

实例

我们以清华源为例,首先通过确定你使用的系统的架构,在终端输入:

uname -m 

修改默认配置文件,将里面内容替换成清华源镜像。

sudo nano /etc/apt/sources.list

 

保存成功后,在终端输入:

sudo apt update

 

开启SSH及配置无线连接

这一步是为了方便在headless(即没有I/O设备,包括显示器)的情况下通过远程连接配置树莓派的。在boot分区下新建一个空文件,名为ssh,就可以开启SSH。再在boot分区下新建wpa_supplicant.conf文件,并写入无线的相关配置。下面只是示例。可以同时配置多个无线网络。

country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

network={
    ssid="wi-fi name here"
    psk="wi-fi password here"
    key_mgmt=WPA-PSK
    priority=1 #priority:连接优先级,数字越大优先级越高(不可以是负数)
}

如果无线网没有密码或者采用WEP加密方式的话,key_mgmt应设为NONE,密码字段由psk改成wep_key0即可。

启动安装树莓派系统

1.先将安装好系统的SD卡插入树莓派。

2.再将USB接口的键盘和鼠标接上树莓派。

3.用HDMI线连接树莓派和电视或显示器。

4.用网线连接树莓派和路由器。

5.接上电源线,并打开电源。

6.将Micro SD卡插到树莓派背面的卡槽中,接通电源开机。

当你看到树莓派主板上红色电源指示灯亮起,绿色指示灯间或闪烁说明系统已经开始启动。如果接上显示器的话,这时会看到树莓派的 Logo,会进入Raspbian系统的桌面,并弹出一个Welcome to Raspberry Pi窗口,作为设置向导,在引导下根据实际情况配置国家、语言、时区,设置好登录密码、WiFi。

三、远程登录

首先获取树莓派的IP地址(路由器查看IP地址、智能手机、局域网IP扫描工具、nmap指令获取等方式)

1、确保SSH开启,使用windows SSH登录自带的指令(黑框炫酷,操作简便,程序员最为广泛使用,)

2、Putty、MobaXterm登录,这些都没有界面,对新手不友好。

安装远程桌面

在树莓派上安装xrdp(好像会蓝屏,不推荐使用),采用更为主流的VNC Server,并启动一个VNC流。步骤如下:

1、打开VNC输入树莓派的IP地址2、选择Continue并输入Username和Password

配置静态IP地址

  • 当我们的树莓派IP地址发生变化时,除了前面学习的可以使用主机名登录,还可以给树莓派配置静态的IP地址。
  • 配置IP地址注意事项:
    • 静态IP地址与路由器网段一致。
    • 不能与路由器分配出去的IP地址发生冲突,否则树莓派可能无法正常联网。
    • 可以使用当前路由器给树莓派分配的IP地址。

第一步查找默认网关,按住键盘的Win+R,输入cmd,打开电脑的终端。

 ipconfig  

第二步修改树莓派DHCP配置文件,输入指令:

sudo nano /etc/dhcpcd.conf

在文件末尾加入:

interface eth0
static ip_address=树莓派的IP地址/24
static routers=默认网关
static domain_name_servers=默认网关 8.8.8.8

例如我们的树莓派地址是192.168.10.40,默认网关是192.168.10.1。

interface eth0
static ip_address=192.168.10.40/24
static routers=192.168.10.1
static domain_name_servers=192.168.10.1 8.8.8.8

Ctrl+s保存,Ctrl+x退出。

最后一步重启树莓派:

sudo reboot

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