树莓派入门

最近需要使用树莓派进行开发，这里和大家介绍一下从入手到开发环境搭建全过程

• 树莓派4b 8g版
  此版本可安装64位系统，但本文只涉及官方的32位Raspberry Pi OS (previously called Raspbian) 安装
• 5V3A电源
  注意，树莓派一定要充足供电，否则在开发和运行程序时会出现各种问题，严重的时可能会损坏板子
• 16G的SD卡一张➕读卡器
• 散热片（建议）
• 风扇（建议）
• 官方摄像头picamera（可选）
• 键鼠（可选）

1. 系统篇

这里介绍一下树莓派可以安装的系统

• Raspberry Pi OS (32-bit) with desktop and recommended software
  官方提供的32位系统，有桌面界面，里面自带了很多软件
• Raspberry Pi OS (32-bit) with desktop
  官方推荐的32位系统，有桌面界面，自带部分软件。
• Raspberry Pi OS (32-bit) Lite
  官方推荐的轻量级系统，不带桌面界面
• NOOBS
  官方推荐的玩家系统，想搞事情的小伙伴不建议安装
• ubuntu mate
  树莓派可以安装的ubuntu版本之一，网上说启动此系统必须让树莓派连显示器(即单单用远程软件控制时不可正常启动)
• Ubuntu Server on a Raspberry
  树莓派可以安装的ubuntu版本之一，看名字也知道了，是ubuntu的server版本
• ubuntu core
  树莓派可以安装的ubuntu版本之一，是ubuntu的物联网版
• 除了以上系统之外，还有众多网上的玩家提供的相当厉害的树莓派系统，在这里不在例举

系统烧写

树莓派拼装之后，就可以烧写系统了，推荐两个软件：

• sd卡格式化工具：SDFormatter
• 系统烧写工具：Win32 Disk Imager

1. 我使用的windows系统进行的烧写，SD卡经读卡器插入系统后，先使用SDFormatter进行SD卡格式化，中途有可能出现格式化失败的情况，多格几次(过程很快)。注意，一定要选对了磁盘！！
   
   sdformatter主界面
2. 下载以上介绍的系统里的其中一种，我使用的是Raspberry Pi OS (32-bit) with desktop and recommended software，虽然是新手玩家，但是若不是公司搞事情也不会使用树莓派，所以安装的这款。下载后为扩展名为".img"的景象文件，启动安装好的Win32 Disk Imager烧写工具界面如下
   
   Win32 Disk Imager主界面
   1. 点击文件夹图标，选择你下载的".img"系统镜像文件
   2. 检查Device是否是你的SD卡分区，不是的话选一下
   3. 点击"Write"进行烧写，此过程较慢，建议去打游戏
   4. 此时windows系统会提示SD卡异常，这是因为烧写之后的SD卡只能被Linux系统支持，在windows下SD卡部分内容无法被识别，所以不要慌张
   5. 我手头没有可以使用的多余的显示器，因此首次调试树莓派的时候只能通过ssh让自己电脑远程登录。而树莓派系统为了安全考虑，默认不会开启ssh。打开树莓派ssh方式很简单，即新建一个".txt"文档，重命名为"ssh"即可(注：不要任何扩展名)，然后把这个文件拷贝到SD卡根目录
   6. 树莓派支持网线以太网连接上网和wifi上网，我使用wifi进行网络连接，
      新建一个名为"wpa_supplicant.conf"的文件拷入SD卡根目录，写入内容如下：

country=GB
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
    ssid="你的wifi名字"
    psk="你的wifi密码"
    priority=5
}

• 备注：按钮"Read"的作用是把SD卡的景象备份到电脑中
  1. 首先新建一个txt文档，并把".txt"修改成".img"；
  2. 然后进行上面的1，2两个步骤；
  3. 最后一步点击"Read"按钮进行备份。

烧写完成后，软件会提示"Success"字样，代表烧写成功
把烧写好的SD卡插入树莓派，连接显示器，连接电源启动后可看到树莓派的完整界面

启动后的树莓派桌面

2.启动篇

时间比较仓促，没有买树莓派的显示器，公司的电脑显示器暂时又不支持，怎么办？？？
此时可以使用电脑远程登录树莓派。幸好之前配置了ssh和wifi信息，我们可以进行如下操作：

1.扫描树莓派ip

如果你有iphone手机，下载"DataPlicity"

DataPlicity的app store截图

通过此软件可以扫描到你是树莓派的ip地址

软件启动界面，点击"scan for devices"

已扫描到树莓派ip

Tips
1:如果出现了多个ip不知道哪个是树莓派的，可以先关闭树莓派，扫描一次，然后再打开树莓派扫描一次，多出来的那个ip就是。
2:如果手头有另一台电脑可以和树莓派所属wifi处于同一个网段，那么可以使用
advanced ip scanner进行扫描

advance ip scanner界面，点击绿色三角开始扫描

3:树莓派在SD卡一侧有两个小灯，红色可以理解为供电情况，正常情况下此指示灯不会出现问题，还有个黄色指示灯，如果你启动树莓派且没有显示器，黄灯亮起的时候代表还没有完全进入系统，待黄灯灭掉后可以使用远程工具连接树莓派。

2. 得到地址后进行远程连接

远程连接可以使用三种，即：SSH工具，VNC，teamviewer
在这里我们一一介绍

1. 树莓派首次启动的时候，可通过SSH工具远程连接，我使用的是苹果mac系统，当然还可以在windows里使用像Xshell这种工具进行连接，我在这里使用mac自带的SSH工具。打开终端，输入一下命令(@后面是扫描到的树莓派地址)：

$ ssh [email protected]

随后系统提示：

[email protected]'s password:

然后输入你树莓派的密码

Tips：
树莓派默认账号:pi
树莓派默认密码:raspberry

2. 如果你想玩树莓派的桌面界面，ssh是无法满足的，那么如果你的电脑和树莓派处于同一个网段里，我们可以通过VNC来远程登录树莓派桌面(因为树莓派系统自带VNC)
   在ssh登录树莓派之后，使用指令：

$ sudo raspi-config

进入树莓派配置界面

树莓派系统配置界面

选择 5 Interfacing Options 选项

选择VNC

选择VNC，将其可用，在退出界面时候，上图的按钮会变成，选择此按钮进行确认，直到关闭掉此界面，VNC就打开了。

3. 在电脑里下载VNC客户端，如此强大的软件免费，请放心下载。安装完毕后，输入树莓派的ip地址，然后再输入他的账号密码即可登录成功！！！(底部的软件导航忽略掉，不好用)
   
   启动后的树莓派桌面

3.各种配置

1. 更换apt-get镜像

$ sudo nano /etc/apt/sources.list

注释掉里面原来的源，添加清华源

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

然后

sudo nano /etc/apt/sources.list.d/raspi.list

deb http://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ stretch main ui
deb-src http://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ stretch main ui

Tis:nano基本使用
保存操作：ctrl+o 之后回车
退出操作：ctrl+x

重启机器

更新apt-get索引：

$ sudo apt-get update

注：如果更新失败，很可能是因为树莓派的系统时间和网络时间差别过大，调整树莓派时间为当前时间即可：

$ date -s "2020-10-10 10:10:10"

索引更新成功后，更新apt-get所有软件，此过程时间较长

sudo apt-get upgrade 

2. 更换pip源为阿里豆瓣源

sudo mkdir ~/.pip
cd .pip
sudo nano pip.conf

在pip.conf里添加如下内容：

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

保存退出

3. 进行系统配置

$ sudo raspi-config

根据以下提示修改设置(部分单词拼写可能有误)

locallization-options change_local zh_CN utf-8 空格回车
locallization-options change_timezone Asia shanghai
locallization-options chagne_wifiCountry CN china
Interface-opetions camera
Interface-opetions serial 打开串口
Interface-opetions remoteGpio 可远程控制引脚
Adcance-opetions extand_filesystem 存储空间扩展到sd卡
Adcance-opetions overscan 全屏展示树莓派
Adcance-opetions audio 3.5mm
Adcance-opetions resolution 16 分辨率
Adcance-opetions pxiel doubing 两倍像素显示

重启系统即可完成配置和应用！！！

4. 安装中文字体

$ sudo apt-get install fonts-wqy-zenhei

5. 安装中文输入法

$ sudo apt-get install fcitx fcitx-googlepinyin fcitx-module-cloudpinyin fcitx-sunpinyin

6. 安装teamviewer

当你的电脑和树莓派处于不同网段但又想远程登录桌面，可使用teamviewer方式

$ wget http://download.teamviewer.com/download/linux/version_11x/teamviewer-host_armhf.deb
$ sudo dpkg -i teamviewer-host_armhf.deb
$ sudo apt-get -f install
$ sudo apt-get install gdebi
$ sudo gdebi teamviewer-host_armhf.deb

安装成功后注册个teamviewer账号，登录teamviewer的账号获得id，别忘了配置个密码

以上为树莓派从启动到配置的基本全部内容，完成之后别忘了导出个镜像，以便以后系统出了问题好回滚