关于搞机日记

今天开始，我将在这里更新我对于树莓派应用的一些心得。既是我的一个备忘，也希望能成为看到本文的朋友的一个参考手册。

至于阅读难度，我想应该不会很高的。我本身对物理并不是特别的擅长，对于每个部件也仅仅是知道大概的原理，如果让我详细解释部件内部构成，我是一定说不出来的。搞机日记将主要从涵盖部件的选择，硬件连接，软件控制方面来展开，侧重于应用。

硬件选择

虽然搞机日记是针对树莓派撰写的，但还是想在这里给有兴趣的朋友讲一些开发板的选择。树莓派（Raspberry Pi）是一款用于学习的开发板，现在社会上已经有非常多面向少儿的兴趣班就是用树莓派进行教学。我在树莓派 3B 型号刚出的时候在日亚购入过一块，作为微型服务器使用，主要特点还是功耗较低。此外，其他厂商也有树莓派的兼容开发板，如华硕的 Tinker，但基本上就是简单的硬件堆叠，入门的话简单便宜的板子更好。

我在本科三年的下学期修了 Arduino 开发的入门课程，可谓是打开了我 IoT 设备研究开发的大门。如果刚开始研究 IoT 设备入门，或是自己想结合一些部件来搭建自己的硬件平台，很多人就会在树莓派及 Arduino 这两款主流设备间踱步。诚然，两款设备都是非常适合初学者入门的，下面我将列举一些不同点供大家参考选择自己最适合的硬件。

Arduino 的特点

价格亲民，非常适合第一次尝试硬件开发的同学试水。
基于 C++ 加强的 Arduino 语言，官方提供多平台的 IDE。
运行速度很快，有比较多的安全保证措施防止烧坏。
官网提供完善的文档及范例，且一直更新基于 Arduino 优秀项目。

树莓派的特点

可以安装完整的 Linux 于树莓派上，强大的软件环境支持。
提供更加简单的 Python GPIO 库，让开发时间大大缩短。
不需要在别的机器上对程序进行预编译。
在复杂环境下可运行更大规模的程序。
自带了 USB 借口，网线接口，蓝牙，WiFi 模块，耳机接口。
支持 HDMI 直接输出。

树莓派带来的是更大的空间，更加完善的环境，但是对于无 Linux 基础的朋友来说，选择从 Arduino 上手可能更好。

树莓派开发环境的配置

基础配件

树莓派 × 1
电源线 × 1
microSD 卡 × 1
一个有 WiFi 的环境，或者网线接入。

选购建议

开发学习的话，数据卡 16GB 非常够用了。
如果只是通过插在电脑的 USB 口供电的话，在大功率使用的时候可能会不太行。

系统安装

前文也已经提过了，树莓派内安装的是一个完整的 Linux（当然了 Windows 10 IoT 也可以），之后的日记将基于树莓派的官方 Linux 发行版 Raspbian 展开。你可以通过我的另外一篇文章来了解如何安装。

远程开发

远程执行编辑器

按照上一步的教学，现在已经可以通过 ssh 连接到树莓派了。你可以直接通过在树莓派上直接运行 vim 或是 emacs 来高效的书写代码。这是最佳方案，但并不是适合每个人的。后文的方法虽然在配置上需要一点时间，但会大大方便我们之后的开发。

PyCharm 专业版

古语有云，工欲善其事，必先利其器。学习树莓派也是一样的，PyCharm 就是我们的利器。PyCharm 是 JetBrains 公司开发的一款 IDE，分为社区版本和专业版本，需要注意的是社区版本无法远程调试。不过有幸的是，专业版本可以通过在校学生邮箱免费索取使用授权。
PyCharm 下载地址 JetBrains 学生

在确认树莓派已经开启 SSH 功能的情况下，在 PyCharm 创建一个项目。
待 PyCharm 项目创建好之后，点击菜单栏中的 Tools - Delopyment - Configuration...。
添加一个 SFTP 类型的设置，填写好树莓派地址，端口，账户，密码信息后，测试连接一下。
打开 Pycharm 的 Preferences，可从屏幕左上角 PyCharm 下拉菜单开启。Windows 和 Linux 下叫做 Setting，在菜单栏的 File 中。
进入项目专用的 Python Interpreter 设置，通过窗口右上角的小齿轮 Add... 添加一个新的远程解释器。
选择 SSH Interpreter，由于刚才已经做好了部署设定，现在可以直接选择。
注意，此处可能有询问是复制一份还是用 IDE 的设定，其实差别不大，我习惯直接用 IDE 设定。
如果打算用 Python 3 作为解释器，这里要稍微改动一下路径，如果打算用 Python 2，则直接下一步。
确认一下已安装的 Python 软件包。
RPi.GPIO 库是树莓派控制电子端口的库，如果没有的话，可以通过列表下方的 + 号安装之。
你也可以导入其他的常用库。
最后，通过执行代码确认是否现在真的由树莓派的 Python 在编译。
在项目中新建一个 Python 文件，并导入以下代码。

import sys

print(sys.version)
print(sys.platform)

从菜单栏中 Run，或是用左下的绿色小箭头运行看一下结果，如果如下，说明环境配置好了。
测试调试环境

至此，PyCharm 将可直接调用树莓派上的 Python 来进行编译运行，大大方便了我们的学习。

方舟

树莓派搞机日记（一）