一、樹莓派4b簡介

前言

對于許多程序員/工科研究生而言，樹莓派早已如雷貫耳，對于我一個AI領(lǐng)域研究的碩士畢業(yè)生，樹莓派早就激發(fā)了我極大的興趣。最開始知道樹莓派，是因?yàn)槲抑霸诒究谱隽艘粋€基于樹莓派的嵌入式智能家居的控制系統(tǒng)，那時候使用的還是老版的3b。時間一晃，轉(zhuǎn)眼就6年了，在家閑著無事，想著用樹莓派做一些視覺開發(fā)的項目（因?yàn)楸阋?、好上手），然而，淘寶一搜，好家伙，這款19年上市的4b價格漲價太多，5b遲遲又不肯上市，考慮到這是一款理財產(chǎn)品，性能提升又很大，我一直想親手做實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)一下。所以我決定入手樹莓派4b 8G高配版。

樹莓派到手了，新手玩家第一件事肯定是要搞明白如何使用它了，這篇文章記錄一下我是如何給樹莓派安裝系統(tǒng)并進(jìn)行基本配置的。

介紹

Raspberry Pi，中文名為“樹莓派”，簡寫為 RPi，是一款基于Debian GNU/Linux操作系統(tǒng)的微型計算機(jī)，由英國樹莓派基金會開發(fā)并推出。它小巧、便攜，卻有著強(qiáng)大的計算能力和豐富的擴(kuò)展接口，廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、嵌入式系統(tǒng)、教育、娛樂等領(lǐng)域。樹莓派官方推薦系統(tǒng)是 Raspberry Pi OS，除此之外，樹莓派還支持許多操作系統(tǒng)：Ubuntu、RetroPie、LibreELEC、Apertis 和 Manjaro 等

樹莓派4b是流行的樹莓派系列單板計算機(jī)中的最新產(chǎn)品，目前已正式發(fā)布(2019.6.24)

相比上一代的樹莓派3b+，樹莓派4b在處理器速度，多媒體性能，內(nèi)存和連接方面提供了突破性的增長，同時保留了后向兼容性和類似的功耗。對用戶來說，樹莓派4b提供的桌面性能可與入門級x86 PC系統(tǒng)相媲美。樹莓派4b的主要功能包括高性能64位四核處理器，通過一對micro-HDMI端口支持分辨率高達(dá)4K的雙顯示屏，高達(dá)4Kp60的硬件視頻解碼，4GB的RAM，雙頻2.4/5.0 GHz無線局域網(wǎng)，藍(lán)牙5.0，千兆以太網(wǎng)，USB 3.0和PoE功能（通過單獨(dú)的PoE HAT插件）。雙頻無線局域網(wǎng)和藍(lán)牙具有模塊化合規(guī)認(rèn)證，允許將電路板設(shè)計到最終產(chǎn)品中，大大降低了合規(guī)性測試，從而降低了成本和上市時間。

器件準(zhǔn)備

1、TF卡讀卡器

2、5V 3A電源適配器

3、至少16GB 的TF卡

4、micro HDMI 轉(zhuǎn)HDMI線

5、帶有HDMI接口的電腦顯示器或電視（其它接口顯示器可以用接口轉(zhuǎn)換）

安裝操作系統(tǒng)（推薦使用官方工具安裝系統(tǒng)）

樹莓派官方開發(fā)了一款圖形TF卡寫入工具為Raspberry Pi Imager，適用Windows、Mac OS和Ubuntu等操作系統(tǒng)；它會自動下載圖像并將其安裝到 SD 卡中，下載最新版本的Raspberry Pi Imager并安裝它。使用步驟如下：

1、將TF卡連接電腦。

2、打開 Raspberry Pi Imager選擇所需的操作系統(tǒng)。

3、選擇要寫入圖像的 TF 卡(注意：最好移除其它U盤設(shè)備，以防將U盤文件擦除)。

4、預(yù)先配置系統(tǒng)，按住 CTRL+SHIFT+X(或點(diǎn)擊右下角小齒輪)，設(shè)置完成點(diǎn)擊保存。

5、單擊燒錄按鈕，將數(shù)據(jù)寫入TF卡。

6、此時鏡像就燒錄成功了，拔掉讀卡器，將TF卡插到樹莓派上。

7、裝入TF卡、連接外設(shè)，打開電源，樹莓派就可以開機(jī)了。

使用其他工具安裝系統(tǒng)

燒錄鏡像可以使用其它方法，使用鏡像寫入工具將下載好鏡像寫入樹莓派，例如：balenaEtcher或Win32DiskImager 。首先去樹莓派官網(wǎng)下載鏡像，推薦使用Raspberry Pi OS with desktop。Raspberry Pi OS with desktop版本的特點(diǎn)是有電腦桌面，對于普通用戶來說，這個就夠用了。Raspberry Pi OS Lite版本特點(diǎn)是沒有電腦桌面，進(jìn)入系統(tǒng)所有操作都要用命令行，由于沒有UI界面，適合TF卡容量小和熟練掌握Linux操作使用，如果您沒有l(wèi)inux基礎(chǔ)，使用起來會非常艱難，入門還是建議選擇帶桌面的鏡像。

1.鏡像下載后需要先解壓成.img文件格式才能被燒錄軟件識別。

2.燒錄鏡像前需要使用Panasonic_SDFormatter-SD卡格式化軟件格式化TF卡。

（注意：這兩種方法比較穩(wěn)定，但不適合新手，不推薦也沒必要。這里不做介紹了。）

樹莓派的操作系統(tǒng)

Raspberry Pi OS 是基于 Debian 的免費(fèi)操作系統(tǒng)，針對樹莓派硬件進(jìn)行了優(yōu)化，是推薦在樹莓派上正常使用的操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)帶有超過35,000個軟件包：預(yù)編譯軟件以一種很好的格式捆綁在一起，便于安裝在您的 樹莓派上。

更新和升級樹莓派操作系統(tǒng) (讓您的樹莓派保持最新狀態(tài)非常重要)

第一個最重要的原因是安全性。由于樹莓派系統(tǒng)的源代碼會開源在Github上，就會暴露出源代碼的漏洞。樹莓派官方也會及時更新源代碼修復(fù)漏洞，作為樹莓派用戶要避免漏洞帶來的危害就是讓您的軟件保持最新。

第二個原因，與第一個相關(guān)，是您在設(shè)備上運(yùn)行的軟件肯定包含錯誤。一些錯誤是 CVE，但錯誤也可能會影響所需的功能，而與安全性無關(guān)。保持軟件的更新，可以降低遇到這些錯誤的機(jī)會。

使用APT

管理安裝、升級和刪除軟件的最簡單方法是使用 Debian 的 APT，使您的操作系統(tǒng)保持最新:

sudo apt update

使用以下命令將所有已安裝的軟件包升級到最新版本：

sudo apt upgrade

換源 (很重要,方便以后求穩(wěn),穩(wěn),穩(wěn))

樹莓派默認(rèn)軟件源地址是國外的服務(wù)器地址，經(jīng)常出現(xiàn)更新速度慢或者連不上的情況。我們只需要將軟件源換成國內(nèi)鏡像源這個問題就得以解決了。推薦兩個軟件源：清華源和阿里源。

清華源

# armv7l 用戶：編輯 `/etc/apt/sources.list` 文件，刪除原文件所有內(nèi)容，用以下內(nèi)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 用戶如果需要開啟 multi-arch 使用 arm64 軟件源，需要在 `/etc/apt/sources.list` 中加上
deb [arch=arm64] http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/multiarch/ bullseye main


# aarch64 用戶：編輯 `/etc/apt/sources.list` 文件，用以下內(nèi)容取代：
# 默認(rèn)注釋了源碼鏡像以提高 apt update 速度，如有需要可取消注釋
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


# 對于兩個架構(gòu)，編輯 `/etc/apt/sources.list.d/raspi.list` 文件，刪除原文件所有內(nèi)容，用以下內(nèi)容取代：
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ bullseye main

阿里源

編輯 /etc/apt/sources.list 文件，刪除原文件所有內(nèi)容，用以下內(nèi)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

編輯 /etc/apt/sources.list.d/raspi.list 文件，刪除原文件所有內(nèi)容，用以下內(nèi)容取代：

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

實(shí)例

我們以清華源為例，首先通過確定你使用的系統(tǒng)的架構(gòu),在終端輸入

uname -m

修改默認(rèn)配置文件，將里面內(nèi)容替換成清華源鏡像。

sudo nano /etc/apt/sources.list

保存成功后，在終端輸入:

sudo apt update

開啟SSH及配置無線連接

這一步是為了方便在headless（即沒有I/O設(shè)備，包括顯示器）的情況下通過遠(yuǎn)程連接配置樹莓派的。在boot分區(qū)下新建一個空文件，名為ssh，就可以開啟SSH。

再在boot分區(qū)下新建wpa_supplicant.conf文件，并寫入無線的相關(guān)配置。下面只是示例。可以同時配置多個無線網(wǎng)絡(luò)。

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:連接優(yōu)先級，數(shù)字越大優(yōu)先級越高（不可以是負(fù)數(shù)）
}

如果無線網(wǎng)沒有密碼或者采用WEP加密方式的話，key_mgmt應(yīng)設(shè)為NONE，密碼字段由psk改成wep_key0即可。

啟動安裝樹莓派系統(tǒng)

1.先將安裝好系統(tǒng)的SD卡插入樹莓派。

2.再將USB接口的鍵盤和鼠標(biāo)接上樹莓派。

3.用HDMI線連接樹莓派和電視或顯示器。如果你的顯示器是 VGA 接口輸出，那么還需要一根 HDMI 轉(zhuǎn) VGA 線纜

4.用網(wǎng)線連接樹莓派和路由器。

5.接上電源線，并打開電源。

6.將Micro SD卡插到樹莓派背面的卡槽中，接通電源開機(jī)。當(dāng)你看到樹莓派主板上紅色電源指示燈亮起，綠色指示燈間或閃爍說明系統(tǒng)已經(jīng)開始啟動。如果接上顯示器的話，這時會看到樹莓派的 Logo，會進(jìn)入Raspbian系統(tǒng)的桌面，并彈出一個Welcome to Raspberry Pi窗口，作為設(shè)置向?qū)В谝龑?dǎo)下根據(jù)實(shí)際情況配置國家、語言、時區(qū)，設(shè)置好登錄密碼、WiFi。

遠(yuǎn)程登錄

首先獲取樹莓派的IP地址（路由器查看IP地址、智能手機(jī)、局域網(wǎng)IP掃描工具、nmap指令獲取等方式）

1、確保SSH開啟，使用windows SSH登錄自帶的指令（黑框炫酷，操作簡便，程序員最為廣泛使用，）

2、Putty、MobaXterm登錄，這些都沒有界面，對新手不友好。

安裝遠(yuǎn)程桌面

在樹莓派上安裝xrdp(好像會藍(lán)屏，不推薦使用），采用更為主流的VNC Server，并啟動一個VNC流。步驟如下：

1、打開VNC輸入樹莓派的IP地址2、選擇Continue并輸入Username和Password

配置靜態(tài)IP地址

• 當(dāng)我們的樹莓派IP地址發(fā)生變化時，除了前面學(xué)習(xí)的可以使用主機(jī)名登錄，還可以給樹莓派配置靜態(tài)的IP地址。
• 配置IP地址注意事項：
• 靜態(tài)IP地址與路由器網(wǎng)段一致。
• 不能與路由器分配出去的IP地址發(fā)生沖突，否則樹莓派可能無法正常聯(lián)網(wǎng)。
• 可以使用當(dāng)前路由器給樹莓派分配的IP地址。
  第一步查找默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，按住鍵盤的Win+R，輸入cmd，打開電腦的終端。

ipconfig

第二步修改樹莓派DHCP配置文件，輸入指令：

sudo nano /etc/dhcpcd.conf

在文件末尾加入：

interface eth0
static ip_address=樹莓派的IP地址/24
static routers=默認(rèn)網(wǎng)關(guān)
static domain_name_servers=默認(rèn)網(wǎng)關(guān) 8.8.8.8

例如我們的樹莓派地址是192.168.10.40，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)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。

最后一步重啟樹莓派：

sudo reboot

好了，以上就是樹莓派4b新手入門的基本操作及配置，希望大家能夠發(fā)揮想象力，用樹莓派來創(chuàng)造屬于自己的“玩具”。