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树莓派入门指南_@GeekFan极客范

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树莓派入门手册,树莓派新手必备

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极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 树莓派入门指南 极客范(www.GeekFan.net)翻译整理自 MakeUseof 极客范新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号: iGeekFan (本指南仅供个人参考学习,其他用途请联系 MakeUseOf) 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 目录 树莓派入门指南........................................................................................................................ 1 1 树莓派介绍...................................................................................................................... 4 1.1 什么是树莓派?...............................................................................................................5 1.2 树莓派的理念.................................................................................................................6 1.3 树莓派的一些应用.........................................................................................................7 1.4 树莓派的学习资源.........................................................................................................7 2 树莓派的内部有什么?.................................................................................................... 7 2.1 树莓派系统规格.............................................................................................................8 2.2 树莓派的发展.................................................................................................................9 3 你的树莓派需要什么...................................................................................................... 9 3.1 盒子的选择.....................................................................................................................9 3.2 数据线...........................................................................................................................11 3.3 存储器...........................................................................................................................11 3.4 其它要说明的...............................................................................................................12 3.5 小心使用.......................................................................................................................12 4 安装树莓派...................................................................................................................... 13 4.1 安装 Raspbian............................................................................................................ 13 4.2 其它的发行版...............................................................................................................16 4.3 树莓派上的 Android.................................................................................................. 16 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 5. 掌握图形用户界面......................................................................................................... 17 5.1 安全启动和关机.....................................................................................................17 5.2 在命令行中输入指令.............................................................................................18 5.3 添加新的软件.........................................................................................................18 6. 在树莓派上编程............................................................................................................. 19 6.1 Python...................................................................................................................... 19 6.2 其他的编程工具.......................................................................................................21 6.3 编程提示去哪儿找?...............................................................................................21 6.4 校园中的树莓派.......................................................................................................23 7. 把树莓派打造成一个媒体中心................................................................................... 23 7.1 在树莓派上安装 XBMC........................................................................................ 23 7.2 在树莓派上运行 XBMC 需要注意哪些事项....................................................... 24 8. 树莓派的精彩妙用......................................................................................................... 25 8.1 树莓派 + Kindle —— 便携式电脑!................................................................... 26 8.2 将树莓派打造成一台 NAS..................................................................................... 26 8.3 车载型树莓派电脑.................................................................................................27 8.4 游戏主机.................................................................................................................27 8.5 网络收音机.............................................................................................................28 8.6 安全监控系统.........................................................................................................28 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 8.7 婴儿摄像头服务器.................................................................................................28 8.8 家居自动化服务.....................................................................................................28 8.9 Web 服务器...........................................................................................................29 8.10 无线热点.............................................................................................................. 29 9. 树莓派: 多才多艺的迷你计算机................................................................................ 29 9.1 扩展板.......................................................................................................................30 9.2 其他非必要的组件...................................................................................................30 10. 树莓派小贴士............................................................................................................31 附录.......................................................................................................................................... 31 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 1 树莓派介绍 你一定听说过“树莓派”吧:仅手掌般大小的电脑,却有足够的性能运行服务器或是实 现包括玩复古游戏在内的各种多媒体功能;同时能够与各种安全控制系统或是电脑爱好者的 项目相结合;再加之树莓派所拥有各类软件工具,使其成为促进计算机编程教育与学习的好 工具。 自 2012 年正式发布至今,树莓派早已超出了人们的预期,成为了电脑爱好者和技术迷 们人手必备的电脑硬件产品之一。对于产品开发初衷仅是为了出售给各类学校用来学习编程 基础的这个小项目来说,结果可不赖。 上述介绍仅仅是“管中窥豹,略见一斑”。 在本指南中,各位读者可以更为详细地了解树莓派电脑的方方面面,包括其背景知识、 研发目的、系统类型、可运行的软件以及它所能实现的各种令人惊叹的功能。 1.1 什么是树莓派? 在 2006 年即开展研发的树莓派,是一款将各类组件集成在一张信用卡大小的主板上, 并运行 Linux 专用系统版本的小型电脑。 树莓派使用 ARM 处理器,以极为精简的组件和低廉的价格提供了 21 世纪 PC 电脑所拥 有的各种常规功能,如基本的电脑办公处理、玩要求不高的游戏、上网与邮件登陆、播放多 媒体文件等等。 由于仅出售电脑板而无线缆、储存媒体、或机箱等配件,树莓派的售价因而保持较低水 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 平。当然,无论是线缆还是储存媒体都是必不可少的,如果用户决定需要整个机箱,也有不 同的解决方案可供选择(详见 3.1 机箱可选项章节) 1.1.2 其他类型微型电脑 你可能了解到,树莓派并非是唯一一款小型电脑。在过去的几年间,好几款配置简洁、 价格低廉的电脑已面向电脑发烧友发布,这在某种程度上与上世纪 70 年代至 80 年代的电脑 DIY 黄金时期遥相呼应。 树莓派的替代品包括: • Arduino:致力于提供与电子元器件相交互的电脑平台。 • ODROID: 使用与三星 Galaxy S3 智能手机相同处理器的稍显大只的计算机,所运行的操 作系统为 Android 和 Ubuntu。 • Gooseberry: 目前还未上市,该设备运行 Android 操作系统,且外形较树莓派略大。 不同于上述产品,树莓派更易获得。尽管在规格上树莓派要低于 ODROID 和 Gooseberry, 但由于它的低廉价格,使其非常受欢迎。这无疑部分应归功于产品供应链与物流链的出色管 理,以及隐含在设备背后的哲学思想。 1.2 树莓派的理念 树莓派的诞生并非是为了让使用者能够享受复古游戏带来的娱乐,或是创建 MAME 系 统,亦或是建立多媒体中心——它的诞生有着更为崇高的原因。 一群像 Eben Upton 与 David Braben(二人均为树莓派基金会的成员之一)这样的计算机 程序员,希望能设计并建造一款具有灵活性的低成本计算机。他们创造树莓派的初衷为了制 造一款让孩子和学生用来学习编程知识的硬件产品。电脑价格低廉的话便意味着它们能够出 售到世界各地的学校中去,这样可为更多人提供学习(计算机知识的)机会。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 1.3 树莓派的一些应用 世界各地的电脑发烧友使用树莓派进行了各种应用,而不仅仅是用于计算机编程教学。 XBMC 的多媒体中心软件以及 Linux 发行版,均可安装在树莓派上。 树莓派可通过多媒体播放软件玩复古游戏(约在 2000 年后的现代游戏均需要更高配置 的硬件资源);同时具备播放高清视频的能力。用户还可使用设备作为网络服务器,NAS 控 制器,家居安防电脑等等……可应用的地方数不胜数。 稍后在本指南中,我们将向您介绍树莓派的操作系统和多媒体中心软件。同时,在《第 8 章:树莓派的精彩妙用》这一章节中,还将介绍树莓派在其他方面的应用。 1.4 树莓派的学习资源 > 树莓派官网 (http://www.raspberrypi.org/) 树莓派官网(英文)包括非常完整的指南、常见文档、开发文档等。官网的论坛也非常 活跃。 > 极客范 (http://www.geekfan.net/category/hardware/raspberry-pi-hardware/) 极客范网站有很多树莓派相关的原创译文,各种树莓派 DIY 的实际例子(含详细操作步 骤和源代码)。 > 树莓派小组 (http://www.jobbole.com/groups/23/) 这个小组聚集了很多树莓派爱好者。小组内部的会有树莓派资讯更新和技术文章分享。 在 www.jobbole.com 注册登陆后,就可以加入树莓派小组。 2 树莓派的内部有什么? 体积这么小,想必树莓派电脑的规格档次应该较低吧? 在某些方面确实是这样,不过, 倘若树莓派并非像现在这样设计的话,用户也没法从中获得便利。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 某些配件,例如储存器,就由树莓派的使用者自行购买。在购买树莓派时,线缆,甚至 是设备机箱都不会包括在内。树莓派相关外围设备及储存器的可选择性一定会让你大吃一 惊,这主要是由于树莓派设备及其系统规范提供了相应的硬件可选项。 2.1 树莓派系统规格 市面上有两种型号的树莓派,A 型与 B 型,这两种型号之间仅有细微区别。 树莓派电脑大小为 85.60 mm × 53.98 mm (3.370 英寸 × 2.125 英寸),厚度约为 15 mm。未配备外机、储存器和线缆连接器的裸装树莓派,重量为 45 克,约为 1.6 盎司。 B 型树莓派最初发布的版本内存为 256 MB;考虑到成本下降等因素,未来的树莓派系 统规格水平预计将有所提升。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 2.1.1 GPIO 警告 虽然本指南不包括 GPIO 引脚的使用介绍,但对用户还是要作如下安全提示。当用户连 接这些引脚时,需要采取如同连接到其他电脑或电路板同样谨慎的方法,特别要注意的是, 树莓派的额定电压为 3V,而不同于 Arduino 电脑(另一款相似的小型电脑,更倾向于硬件 而不是软件)的 5V。 如果处理不当,很可能因 GPIO 引脚直接连接到树莓派上而导致树莓派被烧毁。所以, 在连接到树莓派之前,一定要先通过仪器测量电压。 2.2 树莓派的发展 树莓派原型机的诞生最早可追溯到 2006 年,2 年后也就是 2008 年,树莓派基金会也相 应成立了,然而,直到 2011 年树莓派作为一个可行项目并能面向市场发布的可能性才逐渐 显露。 虽然目前树莓派产品均在英国生产,但最早期的 10,000 块主板却是在台湾和中国大陆 生产的,为的也是能够节省进口税费。由于有超过 200 万人询问树莓派的有关信息或是提前 预定了产品,2012 年 2 月 29 日,树莓派正式发售,发售当天还造成树莓派网站因拥堵而无 法访问。截止 2012 年 9 月,在全世界范围内已出售了 500,000 台! 3 你的树莓派需要什么 正如我们看到的,树莓派会按照它原本的样子邮寄到你手中。当你打开邮包时,你将会 看到一个很小的主板和一些必要的组件。你必须完成接下来的任务:找一些数据线,一个小 盒子(当做机箱)和存储介质。(关于树莓派的保护外壳请参阅:《给你的树莓派加上保护壳》) 适用于树莓派的外壳可以是各种形状和大小的,你可以选择用乐高积木或是网上淘到的 纸板箱。除了外壳外,你还需要一些数据线才能开始把玩你的树莓派,例如:存储卡(通常 会是一个 SD 卡)。让我们来看看你的选择有哪些。 3.1 盒子的选择 当你拿到邮递包裹时,你首先要知道的是一个全新的树莓派是没有任何外壳或是小盒子 包裹起来的。这有点类似于运行一个不带机箱外壳的 PC 主板——其实这并不明智。接下来 我们就要去找一个或制作一个这样的小盒子。这里有很多的选择,我们只选取其中的一些来 说明。 3.1.1 制做小纸盒 自己 DIY 一个小纸盒是一个比较常见的选择,因为此方法完全免费而且制作过程简单。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 它利用了一些现成的可打印出来的设计图纸,对照这些图纸,可以用硬纸壳或卡片来制作小 盒子,这样就为树莓派建造了一个“家”。 3.1.2 乐高积木 很少有乐高积木完不成的东西,同样,为树莓派搭建一个小盒子也不例外。要给树莓派 DIY 一个小盒子,你必须保证为数据线和存储卡预留出足够的空间,同时还要保证散热性好。 你可以利用上一节小纸盒的设计来帮助完成积木的定位和拼接。 3.1.3 趣味小盒 各种各样的趣味外壳的方案都可以从各种电子类项目中找到,而且这不会耗费你很多时 间去寻找与树莓派尺寸相符的外壳。在第二版的树莓派上有一对安装孔,我们要利用好这个 孔。你可以在 Raspberry Pi Spy 网站上找到这两个孔的具体位置。 另外,还有其它很多种可以购买的小外壳,例如下面一些网站: http://pibow.com/ http://www.piholder.com/en/ 此外,你还可以给你的树莓派购买乐高套件: http://www.thedailybrick.co.uk/lego-sets/custom/lego-custom-raspberry-pi-case.html 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 3.1.4 改造旧硬件盒 掌上游戏终端(例如:任天堂的 Gameboy),旧的路由器,键盘,甚至视频游戏的卡带 (特别是任天堂 64 位机的卡带)都可以用作树莓派的外壳。在改装这些旧东西之前,你必 须计划好,并准备好一些必要的工具。旧玩具和音乐播放器也同样可以改造成树莓派的外壳。 其实还有很多方法可以把你的树莓派放到一个合适的盒子里去——我们列举的只是一 小部分。 无论你使用哪种方法,都要确保它的坚固性,保证树莓派遇到撞击时不受损坏,同时要 有必要的空气流动来保证处理器的散热。 3.2 数据线 为了使树莓派达到最好的使用效果,你必须要准备下面这些数据线:  网线——如果你没有计划用 Wi-Fi 无线网络,那么你需要一根网线来连接到你的路由器。  HDMI 线——引人注目的是,树莓派有一个单独的 HDMI 接口,可以支持高清视频和音 频。  音频线——这是一个标准的插口,可以将你的便携式电脑连接到一个音频系统。如果你 不用 HDMI 或者想将你的音频接入到其它设备,这个接口将非常有用。  RCA 视频线——另一个视频输出接口(分辨率较低),没有 HDMI 时可以使用此接口。 数据线并不是一切… 3.3 存储器 存储器是所有计算机最重要的元素之一,它是系统运行和数据存储的重要部件。树莓派 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 没有硬盘驱动器——取而代之是一个 SD 卡读卡器。 微信号:iGeekFan 你最好买一个高速的 SDHC 卡来用作树莓派的存储卡。卡的容量最好在 2GB 以上——更 多的存储空间可以带来更好的用户体验。树莓派能够以类似于固态硬盘的方式来访问存储 器,读/写速度更快,这就是为什么推荐使用 SDHC 格式的高速存储卡的原因。 其它的存储设备可以通过 USB 接口进行扩展。 3.4 其它要说明的 想要使你的树莓派正常运转,还有一些事情要做:  USB 的鼠标和键盘——如果你想输入一些文本或使用配置界面的话,这非常重要。当设 备安装完成并连上网络之后,你就可以拿 USB 接口做其它事情了(例如:插上额外的 U 盘或使用无线网络)。如果还想输入文本,使用 SSH 就可以了。  5V 电压的 MicroUSB 适配器。这个型号的适配器在黑莓手机上用得很多,稳定,便宜。 3.5 小心使用 无论你想拿树莓派来做什么,你都需要小心对待。它个头很小,但和其它计算机一样, 很容易被静电和意外的敲击损坏(更不用说极端的温度条件)。 例如,你必须摘掉所有的首饰和易产生静电的衣物(尼龙,羊毛和其它一些人造纤维), 在一个相对干净无尘的环境中,将树莓派放到一个稳固,且没有辅地毯的平面上去使用它。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 同时,你要在操作前洗手,并确保你自己是接地的。 一旦树莓派可以安全地放在一个小盒子里时,那么你就可以像使用其它设备一样使用它 了。但是,在开机和关机过程中仍然可能会出现问题(特别是关机)——见 5.1 节。 4 安装树莓派 如果准备好了相应的线缆和存储设备,那么你就能够在你的树莓派上安装操作系统了。 然而,由于硬件配置的特殊性,这并不是一个能够运行 Windows 或 Mac OS X 的设备。所以, 你只能安装基于 Linux 的发行版本。 现在有很多适合树莓派的发行版本,但其中最为流行是 Raspbian,它巧妙的借用的 Debian 的名字,并使用了专门为树莓派做的端口配置。如果你不按照操作手册来做,那么 安装过程将会显得很复杂。并且,与在树莓派上安装其它操作系统一样,安装 Raspbian 也 需要额外的软件来使你的 SD 卡能够自启动。 还可以将其它的一些操作系统下载并安装到树莓派上,其中最为有趣的要数 Android 系 统了。不过,我们接下来还是先把如何安装 Raspbian 搞明白。 接下来的步骤是告诉我们如何在 Windows 上安装软件。Linux 用户可以使用 dd tool 来 写 SD 卡,Mac OS X 用户同样可以使用 dd tool 或 RPI-sd 卡工具。针对这些平台的操作手册 可以从网上获取到。 4.1 安装 Raspbian 在开始安装 Raspbian 之前,先访问树莓派下载网站下载最新的版本。同时你还需要下 载 Win32 Disk Imager。两个软件都下载完后,解压 Win32 Disk Imager,将 SD 卡插入到读卡 极客范:www.geekfan.net 器中。 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 运行此工具,选择正确的驱动盘符,然后点击文件图标进行浏览,选择你刚才下载的最 新的 Raspbian 镜像文件。 开始进行安装,点击 Write,然后等待。当此过程结束时你会看到一个结束的提示框。 到此,你的树莓派就已经安装好了! 4.1.1 使用 Raspi-config 一旦 Raspbian 安装完成,你就可以插入 SD 卡,上电,连接 HDMI 线(还有键盘),然 后开始配置你的新迷你电脑了。 这个配置过程是由一个叫作 raspi-config 的工具来完成的,它会在你初次启动树莓派时 自动显示。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 你可以通过光标键,空格键和回车键来改变菜单中的选项。下面的表格对每个选项的配 置内容进行了说明。 在你首次启动树莓派时,你要做的第一件事就是运行 Update。你要确保连接上网线, 因为更新过程会从 Raspbian 服务器上获取相应的更新文件。raspi-config 可以在任何时候打 开,你只需要在命令行里输入 sudo raspi-config。 4.1.2 通过 SSH 控制树莓派 想要控制使用这个“无头”的树莓派(注:指一个没有专用显示屏的树莓派),我们可 以利用 SSH。 SSH 选项是默认使能的,所以你根本不需要用 Raspi-config 在安装时对它进行任何设置。 只要你的树莓派与你的电脑连接在同一网络,同时你又有类似于 PuTTY 这样的 SSH 工具(下 载地址),那么你就能够很快连接到自己的树莓派了。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan PuTTY 的配置简洁明了:在 Session 界面,将树莓派的 IP 地址填入 Host Name(或 IP address)中。确定选择的是 SSH 选项,然后点击 Open。你可以用不同发行版提供给你的用 户名/密码登录你的树莓派(例如:如果你用的是 Raspbian,那么其用户名和密码显示在 Raspbian 的下载页面)。 4.2 其它的发行版 Raspbian 对于树莓派玩家来说是最常见的选择,但它并不是这个迷你电脑的唯一选择。 你还能找到一些发行版:  Debian“Wheezy”:与 Raspbian 相似,是 Raspbian 的另外一种编译版本,目的是为了支 持 java。  Arch Linux ARM:基于 Arch Linux,能在 10 秒内启动成功,但并不适合于初学者。  RISC OS:树莓派的玩家们可以免费获得使用(通常 RISC 需要一个 license)。这是剑桥大 学开发的不列颠操作系统的现代版本,它基于古老的 Acorn 计算机。  Moebius:一个简装版的操作系统,专为那些不需要跑在标准计算机的项目而设计。 转到 http://www.raspberrypi.org/downloads,在此页面可以获取以上这些发行版的最新 下载链接。 4.3 树莓派上的 Android 这里其实还有另外一个适合树莓派操作系统。不出所料,这个操作系统正是当今世界上 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 最为流行的基于 ARM 架构的 OS:Android。 在 Android 系统允许安装众多应用程序和游戏的同时,当前能够支持树莓派的版本稍稍 有些滞后。现在只有 Android2.3 能够正常运行在树莓派上。 Android 针对树莓派开发,希望在未来能够将 Ice Cream Sandwich 或 Jelly Bean 系统引入 到树莓派的平台上,但从目前来看,想要完成这一目标还有很长的路要走。 4.3.1 在树莓派上安装 Android 在树莓派上安装 Android 与安装 Raspbian 一样容易。先下载 CyanogenMod 7.2,这是一 个专门为树莓派设计的用户级的 Android 的 ROM 文件。 同样,需要 Win32 Disk Imager 工具,下载,解压,运行。将 SD 卡插入到你的读卡器, 选择正确的设备,选择 Android 的 ROM。选择后,点击 Write 开始安装。 与 Raspbian 一样,当安装 Android 的过程结束时,关闭工具,小心拔出 SD 卡,然后将 其插入你的树莓派中。上电开启,Android 系统会运行起来! 5. 掌握图形用户界面 使用树莓派可以有两种方式。第一种依赖于以字符驱动的命令行界面,对于某些特定的 任务来说,这种方式是最理想的。此外,还有第二种选择——使用现代化的图形用户界面, 这对于大多数用户来说显然更加熟悉。 这份指南如果你已经读到这个份上,那么你应该知道树莓派的 Raspbian 操作系统是基 于 Debian Linux 的。因此,如果你熟悉 Linux 的话会有许多好处。如果不熟悉 Linux,那么基 本操作也非常容易掌握,从使用基于文本的菜单来配置树莓派,到为系统添加新的软件,一 切都很简单。 5.1 安全启动和关机 当你首次启动树莓派时,你会发现它启动了一个配置菜单。这是用来对多种选项进行配 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 置的,决定了计算机的一些行为,也提供有升级的工具。 微信号:iGeekFan 你可能会想跳过这个菜单。这可以通过选择 boot_behaviour 选项,然后通过方向键和回 车键做出必要的选择即可(有关配置菜单的细节,可以在本教程的 4.1.3 中找到)。此外,你 可以通过输入 startx 来加载图形用户界面。 感谢 SD 卡,它在树莓派中用作持久存储设备。通过直接断开电源线或者拔插总线来关 闭计算机很可能会破坏系统,下次重启就会失败。如果出现这种情况就需要重新安装系统。 为了避免出现这些问题,你应该使用系统提供的关机选项来完成安全关机。在命令行中 输入:sudo shutdown –h now 可完成安全关闭。 图形桌面上也有一个关机选项。 5.2 在命令行中输入指令 尽管在许多情况下用图形桌面来操作树莓派会比命令行界面更适合,但是无论哪种 Linux 发行版,总会有时候需要用户使用命令行来操作。 要使用命令行(比如,安全关闭系统),你需要在图形界面下打开命令行终端。 要最大程度的利用运行有 Linux 系统比如 Debian 发行版的树莓派,你需要对操作系统有 更加熟悉的了解。Linux 新手指南是一个不错的起点。 5.3 添加新的软件 为树莓派安装新的软件主要有两种方法。第一种是通过一个称为 repository(软件源) 的远程服务器来下载并安装,这是 Linux 下的传统安装方法。这可以通过如下两个命令来完 成: apt-get update apt-get install <软件名称> 为了方便安装软件,自从树莓派发布以来就提供有一个新的工具。树莓派软件应用商店 以及相关组件就是特地针对这台微型计算机而设计的。但这项功能需要有一个可用的客户 端,你必须从软件源中添加,可以用如下的命令实现: 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan sudo apt-get update && sudo apt-get install pistore 树莓派应用商店中可用的软件(你可以在线查看 http://store.raspberrypi.com)都是为树 莓派优化过的,所有的设定都是预先配置好的。所以安装过程不需要任何交互,完全“无声”。 6. 在树莓派上编程 开发树莓派这个产品的核心原因之一是为了给孩子和学生们创建一台价格低廉的计算 机,他们可以将其作为应用程序开发的平台。在树莓派上编程很简单,很多工具都集成在了 树莓派的操作系统中,使编程变得更加简单。 无论你是喜欢学习用 Python 来编写应用程序还是喜欢其他的选择,你都需要为自己的 应用程序制定一个计划或者大纲,然后花大量的时间去编码、调试,使程序的功能正确实现。 6.1 Python 树莓派上提供的主要的编程语言是 Python。如果你对这种编程语言有一些经验的话, 那么你应该可以立刻开始编码了。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 当然了,如果你才 7 岁大,那么很可能你会把时间花在捉虫子和买糖果上,没时间掌握 Python 了。幸运的是,树莓派带有一个非常有用的 Python 模块叫做 pygame,基本上说这就 是一个开发游戏用的组件库,应该能让你享受到乐趣,同时也可以学习到一些基本的游戏开 发知识。树莓派中还包含有几个程序也是用 Python 写成的,这样你就能知道用 Python 都可 以实现哪些应用。 Python 是一种跨平台的脚本语言,这意味着你可以在 Windows 或者 Mac 上进行开发, 只要保存好项目文件,然后在树莓派上直接运行即可。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 6.2 其他的编程工具 微信号:iGeekFan 尽管 Python 被认为是树莓派的年轻用户们的核心编程语言,但其他编程语言也是可以 使用的:  已经对 Java 进行过测试,尽管目标程序还没法在树莓派上运行,这得等到 Oracle 发布了针对树莓派的 JVM 之后才行,预计会在 2013 年的某个时刻。  PHP 也可以成功使用。把这台微型计算机当做 Web 服务器来使用的话,使用 PHP 无疑会产生一些有趣的可能。  树莓派系统 Raspbian 中自带有 Scratch 程序,这是一个面向儿童的简单易用的开发 工具,带有拖放式的图形用户界面,使得构建条件和游戏中的各种情况变得非常简 单。Scratch 由 MIT Media 实验室和 Lifelong Kindergarten Group 联合开发。  使用 GalaxC、Lazarus 以及 Groovy 语言编写的项目全都可以编译并在树莓派上测试 运行。 6.3 编程提示去哪儿找? Python 是一种使用广泛的编程语言,在网上你能找到相当多的提示。最佳的切入点应 该是 Python 的官方站点,那里提供有很多素材,包括一份官方教学指南以及许许多多的参 考指南。 官方教程是相当全面的,因此你要在上面投入大量的时间。参考指南解释了许多程序库 以及里面的函数,使你能够了解这种语言可以用来做什么。 现在直接进入 http://docs.python.org/3/开启你的 Python 教程之旅吧。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 而 Scratch 则显得非常直白,不用多做解释了。你可以在 http://scratch.mit.edu/得到帮 助和支持,也可以查看其它的项目。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 6.4 校园中的树莓派 如你之前所了解到的,树莓派被设计为一种面向小学生和高年级学生在校学习编程的微 型计算机。但是这个目标如今究竟有多成功呢? 很遗憾并没有什么确切的数字来佐证,尽管订单显示有学校在进行批量采购,还有 的人买来设备捐赠给教育机构。估计应该有 20%的设备最后会落到孩子们的手上,而且 有可能很多年轻人家里都会有一台树莓派。 然而我们所担心的是,部分学校可能在树莓派的教学上还没有做好准备。幸运的是, 对于英国的教育机构来说,这里有一个遵循 Creative Commons 协议下的官方指南 CAS Raspberry Pi Educational Manual,可以在树莓派的官方网站上下载,也可以通过集成的 树莓派应用商店下载。 7. 把树莓派打造成一个媒体中心 可以这么说,媒体中心是树莓派最受欢迎的一种应用了。当你可以用 40 美元不到的价 格搞定一切时,为什么还要花上多得多的钱在智能电视上呢? 感谢 USB 端口和网络的支持,我们才能将树莓派打造成一部完美的媒体中心。它即可 以当做是从 PC 或者 Web 上观看流媒体的机顶盒,作为一个全功能一体化的设备,也可以访 问外接硬盘和其他存储媒介中的资源,将视频输出到你的电视或者音响系统中。 但是要做到这些,你需要安装一种特殊版本的 XBMC 系统,我们称之为 Raspbmc。 7.1 在树莓派上安装 XBMC 为了将树莓派打造成一台媒体中心,你需要安装 Raspbmc,这是树莓派可选安装的一种 操作系统,主要运用在 XBMC 多媒体播放器上。系统镜像可以在这里下载。然后你需要将其 安装到 SD 卡上,方法步骤同安装 Raspbian 系统一样(参见 4.1 节)。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 理想情况下你应该使用 2 张 SD 卡。其中一个给树莓派平时使用的操作系统用,另一个 就用于 XBMC 系统。这样的话你只需要交换使用 SD 卡就可以完成不同角色的转变,非常简 便灵活。 接下来的步骤是特定于 Windows 用户的。在 Linux 和 Mac OS X 上写 SD 卡需要用到命令 行,两者的步骤基本上相同。具体细节可参考这里。 为树莓派安装 Raspbmc 就和在 Windows 上安装普通软件一样。首先下载 Raspbmc 安装 文件。一旦下载完成,在读卡器上接一个空的、格式化过的 SD 卡,然后解压并运行 installer.exe。 你的 SD 卡应该会被安装程序检测到。检查对话框,选择安装然后请耐心等待。当安装进程 完成时会通知你,此时你可以关闭安装程序,小心地将 SD 卡从读卡器取出,然后插入到你 的树莓派上。 当连接上以太网线后,打开树莓派。设备会连接到互联网进一步下载一些数据,一旦完 成之后就会启动 XBMC——此时,你的卡片大小的媒体中心就准备就绪了。 7.2 在树莓派上运行 XBMC 需要注意哪些事项 尽管在树莓派上安装 XBMC 相对来说比较简单,而开始观赏视频和享受音乐则更是容 易。但是,将树莓派用作媒体中心时也有一些地方和通常的应用有些不同。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 除非你使用了大容量存储的 SD 卡(SDHC,推荐使用最大容量 32GB 格式,这里可以找 到可以在树莓派上使用的 SD 卡型号),否则你就需要从外接的硬盘、USB 存储设备或者外接 光驱来播放媒体文件了。XBMC 提供有多种浏览选项,这都要感谢它如此多的增强插件。当 然了,这一切都取决于你喜欢的媒体格式选择。如果你打算同时使用多种外接存储设备,那 还应该考虑使用 USB 集线器。 比如,NAS 存储设备可以是一种解决方案,可将媒体文件存储在硬盘上。或者你想在办 公室的 PC、卧室间通过家庭网络共享媒体文件时,NAS 也是个不错的选择。 关于树莓派版的媒体中心,最后要说明的一点是:你会发现在这种应用中设备会出现一 些损耗的情况。 8. 树莓派的精彩妙用 尽管把树莓派当做一台媒体中心似乎是最为流行的用法,但这并不是这台多才多艺的微 型计算机唯一能做的事。 树莓派有很多种玩法,能用来满足各种不同的目的,完成许多不同的任务。从搭建私人 NAS 到运行 Web 服务器甚至是用作车载电脑都可以。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 在互联网上搜索一下你就能找到许许多多有关树莓派应用的例子。本节中,我们搜集了 一些最吸引人同时也是最有可能实现的例子,可作为读者的参考。向这台了不起的微型家用 计算机致敬吧! 8.1 树莓派 + Kindle —— 便携式电脑! 有关树莓派的应用里,其中最值得注意的一种应用就是将它与一台 Kindle 电子阅读器结 合在一起,让后者作为前者的电子墨水显示屏。 连接方式就是通过一根 USB 到 microUSB 连接线即可。Kindle 设备需要完成越狱,并安 装一个终端模拟器以及一个称为 UsbNetwork 的工具。一旦 Kindle 完成了解锁且必要的组件 都已经安装完毕,你就可以准备用电子阅读器当做树莓派的显示屏了。注意,这只有装配了 集成键盘的 Kindle 机型才可以做到。具体构建这么一台 KindleBerry Pi 的详细步骤,请参阅 http://www.geekfan.net/2978/ 8.2 将树莓派打造成一台 NAS 我们已经见识过如何将树莓派配置成一台媒体中心了。一种向媒体中心提供媒体文件的 好办法就是通过 NAS——这是另一个容易完成的项目(假设你有第二台树莓派)。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 尽管不适合用来在线播放高清视频(这是由于使用了 Samba 服务端软件的缘故),一台 树莓派版的 NAS 可以定位为一台低功耗的 NAS 存储设备。 为了完成这个任务,你需要:  一台树莓派(B 型)  一张配置好启动 OS 的 SD 卡  一块 USB 连接的硬盘  连接到你家中网络的以太网线 你还需要在树莓派上配置 Samba 服务器,然后在你的 Windows、Linux、Mac 或者 Android 设备上配置 Samba 客户端。 关于如何将树莓派打造成一台 NAS 的全部细节可以参考 http://www.geekfan.net/2767/ 8.3 车载型树莓派电脑 别再幻想自己是电影《霹雳游侠》里面的 David Hassellhoff 正在驾驶一辆黑色的 Trans-am 了。有了树莓派,你可以自己 DIY 一部车载电脑。(尽管说起来可能没那么火爆) 尽管已经有一些用户成功实现了这个目标,打造一部基于树莓派的车载电脑还是需要一 些技巧的。核心器件是触摸屏,能让你同选定的软件之间进行交互(通常 Raspbmc 系统会 自带一个实时天气服务),但是你还需要处理树莓派和触摸屏的电源问题。加入 3G 功能可 用于在线播放流媒体。 哦,很可惜没有“追踪模式”(作者在开玩笑)。 8.4 游戏主机 殿堂级街机游戏仿真平台 MAME 已经成功将软件移植到了树莓派上,使得我们可以在 树莓派上玩到那些街机游戏了。 当然了,要获得真实完整的街机游戏体验,你应该打造一个柜子来配合树莓派。显示器、 镜面以及控制器摇杆都得跟上,当然了,投币的部分就不用管了! 打造一台 MAME 街机的最好方式是在树莓派上运行一款轻量级的操作系统。这就是本 教程 4.2 节中提到的 Moebius 系统,它使用起来很不 错。至于全部的细节,你可以在 http://www.geekfan.net/3112/上找到一篇详细的指南。 对于可以将树莓派打造为一个相当紧凑且性能尚可的游戏平台,你也许会感到惊讶。当 然了,考虑到当前树莓派的机能,你没法在上面玩《使命召唤:现代战争》或者《模拟人生 3》这样的游戏,但是一些 2000 年左右出品的游戏跑起来是没问题的,你能找回点复古的感 觉。这都要感谢那些针对各种自 1970 年以来的平台和计算机的模拟器了。 有一些游戏为了能在树莓派上运行,已经完成了移植工作,这点你不用感到惊讶。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 8.5 网络收音机 除了可以将树莓派打造成一台全功能的媒体中心,你也可以将功能局限在只播放网络上 的音乐和流媒体。 基于树莓派的网络收音机可以在非图形用户界面下完成设置,有几种不同的方法可以实 现。大多数情况下不用图形用户界面是更好的选择(最明显的原因是为了节省空间),要使 用软件可以通过 SSH。 这份操作指南告诉你如何只利用潘多拉电台(Pandora radio)来实现一个网络收音机。 还有另一种方法可以参考 Bob Rathbone 上的详细教程。 8.6 安全监控系统 你想知道屋子里某个房间内的情况吗?或者是你屋子外的一些动向?如果你的目的正 是如此,那么你可以把树莓派用作一个安全监控系统。通过网络摄像头来观察动向,通过网 络连接来从另一台计算机或是完全不同的地点来进行监视。 网上有好多关于如何实现安全监控系统的说明,但最重要的是要使用有 Linux 驱动的网 络摄像头,而且要么使用有 USB 供电的线缆,要么使用有 USB 供电的集线器来支持摄像头 的运转。这个项目对 USB 的依赖很多,而且由于树莓派上的以太网接口也是板载 USB 的一 部分,所以你需要研究一下电源管理,看看哪里会耗尽电源。 8.7 婴儿摄像头服务器 与上面的监控系统的概念类似(但加入了麦克风),你也可以用树莓派来管理婴儿摄像 头服务,使你能够观察并倾听小宝宝的一举一动。 这个应用会比较难实现,取决于你所采用的方式。主要问题在于压缩,夜间摄影的效果 以及延迟时间(10 秒采集一次图象,压缩然后导入到你的观测设备上)。 8.8 家居自动化服务 如果你看过科幻片,那么对于屋子里的加热、灯光、安全以及娱乐设施全部都是通过同 一个遥控设备来控制的,这一点你一定不陌生。然后你就想着“我也想要这样的智能家居!”, 那么好吧,这个树莓派的应用正是为此量身打造。 如果你够新潮,那么对于当下最昂贵的智能型家居——能让你通过遥控器(通常是智能 手机)来完全掌控屋里的设备,还能自动识别新加入的电器。 对于这个项目,下面有一些不错的进阶读物: 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范  http://www.geekfan.net/3165/  Introduction to Home Automation with Raspberry Pi and Fhem  Home Genie 微信号:iGeekFan 8.9 Web 服务器 搭建一个网站是比较昂贵的,尤其是如果你需要的只是在网站上分享一个可以链接到其 他站点的简单页面时,那每个月为此花费几个美金就显得不那么经济了。因此,你可能会想 到利用树莓派来承载你的在线资源。 感谢 LAMP(Linux + Apache + MySQL + PHP)和 SSH,让这一切都成为了可能。你甚至可 以运行一个数据库驱动的动态站点! http://www.geekfan.net/3066/告诉你如何将树莓派打造成自己的 Web 服务器,无论是 个人使用还是用来分享互联网资源都可以。注意,如果想用作后者,那么你需要有一个静态 的公网 IP 地址。 8.10 无线热点 最后,你可以把树莓派用作一个无线热点,有效扩展路由器的信号范围。这么做可以得 到很多好处,这些都可以通过 Pi-Point 来实现。你可以在 http://www.pi-point.co.uk 中找到所 有的实现细节,文档以及一个定制过的 Raspbian 系统镜像。 将树莓派打造成一个无线热点,可以将其当做路由器的一个无线中继器,也可以用作二 级路由对周围区域提供免费的无线接入。这个项目能帮助你学习到更多有关无线网络和网络 安全方面的知识。 9. 树莓派: 多才多艺的迷你计算机 你已经准备好了各种线缆、SD 卡、操作系统也选定了,你已经把树莓派当做一台迷你 型计算机在使用了,也许还会给它加上一个小的保护壳。 但是,还可以有更多的用途。树莓派还装配有非常实用的基于管脚的连接头,允许你为 其添加更多的功能和组件。感谢这些扩展板,你可以将树莓派变成一个可编程式的 Arduino 设备,完全颠覆你脑中对于这台微型计算机的概念。 除了扩展板之外,你还会发现更多迷人的工具和组件可添加到树莓派上。 极客范:www.geekfan.net 9.1 扩展板 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 你可以利用扩展板将树莓派带到全新的层次上。使用 GPIO、I2C 以及 SPI 引脚,这些扩展板 可以是预组装好的或者是以散件的形式,可以让你扩展设备的功能。这里的核心思想就是你 可以通过添加更多的集成组件来构建出树莓派的硬件基础。 这些扩展板卡可以用来驱动其他的设备,比如灯、无线电收音机甚至是火车模型。 扩展板可以从以下卖家在线选购,比如:  Hobbytronics  ModMyPi  Adafruit 在亚马逊和 eBay 上也能找到提供树莓派扩展板的卖家。 也许就像你已经猜到的那样,在你连接扩展板时需要对电子器件有一些基本的理解。 9.2 其他非必要的组件 除了本教程第 3 章中所描述的那些之外,你在探索树莓派的一般用途时会发现需要用到其他 一些线缆和器件。  连接线—— 除了之前章节中说到的线缆,你可能会想利用树莓派的音频输出端口,将其 连接到你的音响环绕系统上。或者你希望将视频输出到非 HDMI 显示器上,而这个你只 能通过 RCA 连接线来完成。  散热组件 —— 如果你打算用树莓派做大量的高清解码工作,你需要考虑一下散热问题。 虽然比较好的方法是在主 CPU 上提供通风槽,但也许你还应该考虑一下散热片。市面上 有一些可供选择的,从桌面 PC 上的小型传统式散热器到更加独特的“波浪式”散热片。  WiFi —— 树莓派支持大量的 USB 无线连接器。你需要做些调查,找出所有可兼容的设 备列表。但是应该不需要花太多功夫就能找到一个既合适又易于安装的了。  毛圈搭扣(如 Velcro) —— 如果你计划将树莓派用作媒体中心、NAS 或只是作为开发 用的计算机,你可能需要考虑将其固定在书桌、电视后面或者是硬盘上。台式机笨重, 接上线缆后就很难随意移动,而树莓派轻巧、容易摆弄,通常只连一根以太网线。采用 像 Velcro 这样的搭扣将彻底解决这个问题,将计算机固定住,避免出现磕磕碰碰的情况。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 10. 树莓派小贴士 无论你是要打算构建一台媒体中心,或是将树莓派变成一台 NAS,又或者只是利用它的 核心目标——学习如何编程,那么你都应该非常清楚这个神奇的小盒子是多么的多才多艺。 安装工作非常容易,软件也很容易安装,这一整套下来只会花费你不到 50 美元。这是 个很不错的交易,特别是考虑到最近刚出的 512MB 新机型,还是加量不加价的呢。 确实,很容易就能看出来为什么这个小盒子能卖出 100 万台的奇迹销量! 现在你已经了解了开启树莓派旅程的方方面面——那么这里有 10 条小贴士预祝您的成 功。 1. 要安全启动您的树莓派,请确保在打开电源之前将 SD 卡插入。 2. 在命令行上输入 startX 即可加载图形用户界面。 3. 要在桌面计算机上访问树莓派可以用类似 PuTTY 这样的软件通过 SSH 来完成。 4. 确保为你的树莓派安上一个好的外壳,能够起到通风和保护的作用。 5. 树莓派可以安装多种系统(包括 Debian 和 Android)。你都可以运行它们。将系统安装 到不同的 SD 卡上,以此获得最大的灵活性。 6. 树莓派尤其适合当做一台媒体中心,这要感谢 Raspbmc 系统。 7. 树莓派最初是作为教小孩子如何编程的工具,因此有许多编程的工具可用。 8. 树莓派有许许多多的玩法和用途,是一款高度自由化的设备。别忘了,它也可以运行文 字处理软件,电子邮件客户端和 Web 浏览器的哦。 9. 你可以为树莓派增加扩展板卡来扩展它的可能性。 10. 要安全关闭树莓派,请切换到命令行中,输入 sudo shutdown(sudo shutdown –r 是重启) 即可。当计算机关闭后记得拔下电源线。 极客范:www.geekfan.net 新浪微博:@GeekFan 极客范 微信号:iGeekFan 附录 《无线 KindleBerry:便携式户外用的极客工作站》 《给你的树莓派加上保护壳》 《用浏览器控制树莓派——BerryIO 简介》 《强大的家用自动化系统,支持 ZigBee/INSTEON/X10 协议》 《用树莓派享受 MAME 街游的乐趣》 《给树莓派安装摄像头模块》 《在树莓派上搭建 LAMP(Linux + Apache + MySQL + PHP)服务器》 《用树莓派来存储和访问数据》 《性能不够?来玩树莓派超频吧》 《搭建树莓派媒体中心所需的硬件》 《DIY 时刻:树莓派 + Kindle = KindleBerry Pi》 《如何为树莓派存储空间扩容》 《教你用树莓派打造一个家庭影院》 《如何用树莓派的命令行播放视频》 《树莓派之父 Eben Upton 启示录》 《把你的树莓派打造成一个 NAS》 《把树莓派当做 Google 日历闹钟》 《通过短信在树莓派上运行终端命令》 《在树莓派上安装游戏模拟器》

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