树莓派3B+的基础配置

一、 文章背景

本文写于北京时间2019年11月13日

我前两天刚到杭州导师的实验室，很多事情都还是一窍不通。方向是物联网相关，最近在结合《物联网应用快速开发 从创意到原型》学习一些物联网的基础知识，书中的一些实验涉及到树莓派，所以今天就想要上手实际的体验一下来加深自己的理解，做的过程基本是按照学长的博客来配置的，部分地方有不一致。

二、 树莓派介绍

树莓派由注册于英国的慈善组织“Raspberry Pi 基金会”开发，Eben·Upton/埃·厄普顿为项目带头人。2012年3月，英国剑桥大学埃本·阿普顿（Eben Epton）正式发售世界上最小的台式机，又称卡片式电脑，外形只有信用卡大小，却具有电脑的所有基本功能，这就是Raspberry Pi电脑板，中文译名"树莓派"。这一基金会以提升学校计算机科学及相关学科的教育，让计算机变得有趣为宗旨。基金会期望这一款电脑无论是在发展中国家还是在发达国家，会有更多的其它应用不断被开发出来，并应用到更多领域。 这里可以看到树莓派的更多玩法。

三、 软硬件环境

下面是我使用的软硬件。

硬件

1. 树莓派3B+，下图是概览。
   
2. 16G的SD卡。
3. SD卡托。
4. 一根网线。
5. 一个安卓充电器。

软件

1. 笔记本是win10系统。
2. 树莓派官网操作系统映像，有3种映像：Raspbian Buster with desktop and recommended software——有界面并且预装了一些常用软件，Raspbian Buster with desktop——有界面，Raspbian Buster Lite——无界面，我使用的是第一种即Raspbian Buster with desktop and recommended software。
3. SDFormatter，用来格式化 SD卡，不过好像不是必须的。
4. Win32DiskImager，用来向SD卡写入系统映像。
5. Xshell，用于命令行远程登录树莓派系统。
6. windows版VNC Viewer，用来远程登录树莓派系统，有界面。

四、 安装系统

首先到官网下载符合自己需求的Raspbian系统，如果是下载zip版的话，下载之后解压就可以得到系统映像，由于我是新手，就下了一个最全的emmm，如下图，个人经验fq的话会下载地快一些。

下载解压好以后就可以向SD卡中写入系统映像了，首先将SD卡插入SD卡卡托，将卡托插入到笔记本接口上，然后使用SDFormatter软件格式化SD卡（这一步似乎可以省略）

接着使用Win32DiskImager软件向SD卡中写入下载好的Raspbian映像，选择好映像和设备之后点击Write。

写好之后会多出一个盘符，系统提示是否要格式化，一定要选择否，否则系统会不可用，如果不小心点了格式化，可以在windows左下角搜索框直接搜索“创建并格式化磁盘分区”，进入后删除SD卡的分区，重新使用SDFormatter格式化SD卡，然后写入映像。

完成上述步骤之后，SD卡被分为两个盘符，一个boot盘和一个无法识别的盘。然后为树莓派配置ssh，这样可以方便之后与树莓派的连接，只需要在boot盘新建一个名字为ssh的文件就可以了，注意这个文件没有后缀名。之后就可以将SD卡插入树莓派的SD卡插槽进行系统配置了。

五、 连接树莓派

连接的方式不止一种，这里我是用的网线连接。首先把SD卡插入树莓派SD卡槽，然后将网线两端分别插入笔记本和树莓派的网线接口中，最后使用安卓充电线为树莓派供电。网线连接要设置一下网络共享，在windows左下角的搜索框直接搜索查看网络连接，会弹出类似下图的界面

找到自己的笔记本连接的wifi，点击右键，选择属性，然后勾选两个允许共享，并在家庭网络连接一栏选择以太网，之后点击确定，这样树莓派就通过网线和你的笔记本共享WiFi提供的网络啦。

接下来，我们需要连接到树莓派上，可以使用任何一种远程通过ssh连接的软件，包括putty、Xshell等，我使用的是Xshell。连接之前，我们首先需要找到树莓派的ip地址。打开Windows命令行输入ipconfig然后回车查看自己以太网接口的ip地址，首先找到以太网适配器一栏，然后查看ipv4地址，图中我的以太网IP地址是192.168.137.1。

然后输入arp -a查看树莓派的ip地址，输入之后可能会有几个接口，只要找到ip地址和刚刚我们查到的ip一致的就可以了，在其下面有多个ip，一般第一个就是，我们就可以通过ssh连接到该ip上，如果第一个不是的话可以把下边192.168.137.*的都试一下，*号表示1到255的数（不包含1和255）。

使用xshell连接的界面如下

树莓派初始的账号是pi，密码是raspberry。进入以后界面如下，这样我们就和树莓派连接好了。

六、 配置树莓派有线网络静态地址

虽然之前我们已经配置好了树莓派的有线网络，但是树莓派的ip是动态分配的，如果不为树莓派配置静态ip那么之后每一次连接树莓派都需要重新查看树莓派ip。下面是配置树莓派有线网络静态地址的过程，首先使用如下命令打开dhcpcd.conf文件

sudo nano /etc/dhcpcd.conf
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然后在文件末尾添加如下文本，第一行代表以太网，第二行是分配的IP地址，第三行是网关，第四行是DNS服务器地址，需要根据自己的地址进行修改。

interface eth0
static ip_adress=192.168.137.151/24
static routers=192.168.137.1
static domain_name_servers=10.10.0.21 8.8.8.8
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然后保存退出。输入Ctrl+X退出，退出时会提示是否保存，输入y表示保存。最后重启网络，这样就配置好了。

sudo /etc/init.d/networking restart
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七、 配置树莓派无线网络静态地址

无线网络首先要配置国家地区、SSID和 password

使用如下命令打开 wpa_supplicant.conf 文件

sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
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然后设置相关信息

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

network={
    ssid="WiFi名称"
    psk="WiFi密码"
}
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之后和有线网络配置类似，打开 dhcpcd.conf 文件

sudo nano /etc/dhcpcd.conf
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在末尾加入如下信息，第一行表示WiFi，第二行是分配的ip地址，在使用之前可以先ping一下确保该地址没有在使用，第三行是网关，第四行是DNS服务器地址。

interface wlan0
static ip_address=192.168.199.123/24
static routers=192.168.199.1
static domain_name_servers=10.10.0.21 8.8.8.8
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然后重启网络，这样无线网络静态地址也就配置好了。

sudo /etc/init.d/networking restart
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八、 配置远程桌面

我们可以使用VNC来远程登录树莓派，这种方式可以看到树莓派的界面。Raspbian系统集成了VNC，但是默认是不开启的，具体的配置过程可以参考csdn上的这篇文章，我觉得按照这个博客完全可以很顺畅的配置好，实在没有必要再多写了，并且我要去吃晚饭啦嘿嘿。下图是配置以后设置了分辨率的树莓派桌面。

九、 参考资料

1. https://zjd0112.github.io/2018/11/11/raspberry-install-os/#more
2. https://blog.csdn.net/zhangjun62/article/details/80517176
3. https://blog.csdn.net/u012952807/article/details/70225700