【树莓派】在使用树莓派之前需要做的一系列准备工作

树莓派是我们在做一些小项目的时候常会用到的，因为教程丰富同时社区也比较完善，对初学者比较友好，不过在用树莓派来做项目之前，往往还需要一些准备工作，比如系统的烧录，ssh功能的设置等等，本篇博客就对这个需要的流程进行总结

参考资料：
树莓派实验室
 设置树莓派wifi的几种方式
 树莓派设置静态IP地址
 树莓派学习笔记——更换国内源
 修改树莓派用户密码
 Windows下用串行连接控制树莓派
 Raspberry Pi zero_串口登录
 树莓派入门操作及VNC显示 cannot currently show the desktop 解决方法

关于树莓派

我们烧录到树莓派的是树莓派官方的操作系统：Raspberry Pi OS(Raspbian)，继承自Debian操作系统，主要分为以下三种：

Raspberry Pi OS with desktop and recommended software：桌面版(含常用软件)
Raspberry Pi OS with desktop：桌面版
Raspberry Pi OS Lite：Lite版(无桌面)

同时操作系统的默认账号和密码是：

pi
raspberry

Shell

Shell是运行在终端中的文本互动程序(sudo提供以系统管理员的身份来执行后面的命令)

Shell命令的种类(可以通过type命令了解命令的类型，一个命令是可执行文件，将打印出文件的路径)：

Shell内建函数：保存在Shell内部的脚本
可执行文件：保存在Shell之外的脚本
别名：alias xx="命令"

Shell是文本解释器程序的统称，树莓派中安装了sh和bash两个Shell解释器

echo $SHELL：查看当前shell类型

命令的文档信息：

whatis：用很简短的一句话来介绍命令
man：返回命令的帮助手册
info：返回更详细的帮助信息

Shell使用技巧：

命令补齐(只有一种可能，Tab键会把命令补齐；不止一种，第一次按Tab键没有反应，第二次按Tab键后输出提示)
历史命令：向上箭头/history命令
中止与暂停命令：ctrl+c中途停止，ctrl+z暂停

常用命令

Linux通用查询命令：

lscpu：查询CPU信息
free：查询内存使用状况
fdisk：查询SD卡的存储情况
lsusb：找到所有的USB外设
uname：打印操作系统的信息(uname -a打印全部信息)
ifconfig：查看网络接口
pwd：显示工作目录

树莓派专用查询命令：

vcgencmd：用于与树莓派硬件直接互动
- vcgencmd measure_temp：返回CPU的温度
- vcgencmd measure_volts core：返回核心电压
raspi-config：配置树莓派命令

文件操作

ls：显示Shell当前目录下的文件
cp：复制文件
rm：删除文件
mv：移动文件(重命名)

软件的升级与安装：

sudo apt-get update：获得最新的软件列表
sudo apt-get upgrade：升级已安装的软件
sudo apt-get install xxx：安装软件
sudo apt-get remove/purge(彻底删除，删除配置文件) xxx：删除软件

修改软件源：/etc/apt/sources.list

操作系统和SD卡的烧录

首先需要准备一张SD卡，如果是之前用过的则要对其进行格式化，格式化可以使用软件SDFormatter：

接着我们需要将树莓派使用的操作系统烧录到SD卡中，一般而言我们用的是树莓派官方提供的操作系统Raspbian，可在树莓派官网下载：
树莓派官网

下载完后获得了.img文件，需要烧录到SD卡中，需要用到软件win32diskimager：

不过树莓派官方还给我们提供了一个镜像烧录工具Raspberry Pi Imager，这个工具集成了常用的操作系统以及烧录到SD卡的功能，因此可以直接使用这个软件：

Raspberry Pi Imager软件
其中可以选择要烧录的操作系统和存储设备

功能的基础配置

在烧录操作系统后，我们就要通过操作系统控制树莓派，因此我们还需要配置网络以及ssh：

ssh是专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议，我们用ssh来远程使用树莓派的命令行，通过同一个局域网内的另一台机器即可实现控制树莓派，而2016年以后的Raspbian默认关闭ssh服务，因此需要手动开启
- 在SD卡的根目录创建一个没有任何扩展名的ssh文件即可，在树莓派开机时会自动查找这个ssh文件，找到了就会开启ssh，树莓派以后的每次启动都会自动ssh，无需重复上述操作
上面说过ssh需要同一局域网的机器，因此我们还要设置WIFI的无线连接，然后将我们使用的机器也连接到同时WIFI上(树莓派3代和4代可以使用以太网，不过我现在手上只有树莓派zero，等后面有了再更新)
- 在SD卡根目录新建一个名为wpa_supplicant.conf的文件
- 在文件中写入如下内容：

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
ssid="WiFi的SSID"
psk="WiFi密码"
}

接下来将SD卡插入树莓派的卡槽中上电即可
在使用ssh进行远程登陆之前，我们需要获取树莓派的IP地址，我的手机可以直接看到连接到热点的IP地址：

如果手机上看不到，可以用Advanced IP Scanner找一下：

找IP

获取到了IP地址后就可以进行远程登陆了，最常用的软件是putty：
putty
在putty中输入刚刚获取的IP地址：
putty软件
在登陆时需要输入用户名和密码，树莓派操作系统的默认用户名是pi，默认密码是raspberry，输入后就成功登陆，接下来就可以根据自己的需求做一些开发的工作：

一些其他的配置和工具

设置静态IP地址

命令行操作如下：

sudo nano /etc/dhcpcd.conf
在/etc/dhcpcd.conf文件底部添加如下代码：

interface wlan0  #网卡名
inform 192.168.2.218/24    #树莓派IP
static routers=192.168.2.1  #路由器IP
static domain_name_servers=192.168.2.1  #DNS，这里也是路由器IP

sudo reboot重启系统

dhcpcd.conf

更改树莓派的密码

命令行操作如下：

sudo passwd pi #修改 pi 密码
sudo passwd root #设置 root 密码

树莓派换源

命令行操作如下：

sudo nano /etc/apt/sources.list
sudo nano /etc/apt/sources.list.d/raspi.list
sudo apt-get update进行同步更新
sudo apt-get upgrade更新升级软件包

串口

如果没有键盘鼠标显示器，又没有网卡(比如树莓派zero)，可以通过串口来连接控制树莓派，需要一个usb转ttl模块，同时还需要根据引脚图找到哪一个是串口：
树莓派引脚

首先要使用sudo raspi-config来使能串口登陆：

然后将usb转ttl模块连接到树莓派上，在此电脑->右键属性->设备管理器中查看COM口，再用putty选择serial，波特率选择115200即可登陆：
putty串口登陆
下方有一个Saved Sessions可以起一个自己名字保存配置，下次就可以直接登陆

另外，在使用串口登陆时，如果是先插上了ttl模块再给树莓派上电的话，就可以看到树莓派上电输出的信息，然后登陆的界面也和使用ssh登陆没有什么区别；但是如果是先给树莓派上电，然后才插上ttl模块的话，就可能什么都看不到，这时候输入pi(即要登陆的用户名)然后回车即可，而且串口不用重新登陆，退出了再进可以直接输入命令