极客 | 树莓派能做什么？

树莓派能做什么？关于此命题，最直观感受就是看看树莓派实验室整理的一些 案例 ，相信你心目中会有答案的。例如，打造一个家庭媒体中心、配置无线路由器、搭建 BT 下载服务器、搭建代码托管服务 ( SVN、GIt )、搭建网站服务器、搭建 Shadowsocks 服务器、用 HomeKit + Siri 声控家里电器等。

这一过程，就好比操作系统 ( Linux ) 赋予硬件生命，编程 ( Python、Java )、程序灌入灵魂，借助树莓派低能耗、移动便携性、GPIO 等特性，很多想法不是不可能，相信树莓派会带给你不一样的惊喜！

其中，需要说明的是本文将围绕两大方面去探索树莓派，即基础应用和解决方案两大部分，也可理解为基础到进阶的过程。

• ：介绍使用树莓派必须的应用或组件，这些应用和组件主要作用是：一方面是增强系统功能，另一方面则是为解决方案建立软件基础。
• ：诸如引言中谈及的，搭建服务器、智能家居控制中心等，即针对某部分需求集成为服务，学术说法称其为某某即服务 ( XaaS )。

更新进度

• 2019.01.21：完成初稿，形成笔记的整体框架；

教学资源

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基础应用

TeamViewer 远程控制

引言

访问树莓派有多种方式，如直连显示器交互使用、通过 SSH 远程登录访问、通过软件实现控制使用等。其中，TeamViewer 是通过软件方式实现对树莓派的远程控制，其拥有有以下几种特性：

• 可穿透局域网，支持外网连接；
• 实时 GUI 界面显示；
• 支持文件双向传输。

配置

在本节，则单独介绍 TeamViewer 的配置与使用，当然教程是参考文章 [5] 、 [6] 整理而得。

删除 TeamViewer

删除 TeamViewer，用于安装出错时，清理残留软件包，方便从头再来。:joy:

此步骤是非必要执行的步骤。

sudo apt-get remove teamviewer-host
# 清除所有已删除包的残余配置文件
# 若报错误 dpkg: –purge needs at least one package name argument
# 证明你的系统中没有残留配置文件了
dpkg -l |grep ^rc|awk '{print $2}' |sudo xargs dpkg -P

安装 TeamViewer

Step.01：进入 官方下载 ，在「TeamViewer Host for Raspberry Pi」模块，复制安装包地址，接着正式开始安装：

# 通过 wget 在线下载安装包
wget https://download.teamviewer.com/download/linux/teamviewer-host_armhf.deb
# 安装本地软件包，但不解决依赖关系
sudo dpkg -i teamviewer-host_armhf.deb
# 修复损坏的软件包，尝试卸载出错的包，重新安装正确版本的
sudo apt-get -f install
		
# 若提示未找到依赖包，可安装 Gdebi，通过 Gdebi 安装解决依赖问题
# 使用 Gdebi 可代替软件中心接管 deb 软件包的安装
# 它会根据软件仓库这一实用的特性来解算依赖关系
sudo apt-get install gdebi
sudo gdebi teamviewer-host_armhf.deb

配置 TeamViewer

Step.02：因为我们烧写的系统有图形界面，默认 TeamViewer 要在图形界面进行配置，如远程控制的账号、密码设置等。若有条件支持，可移步图形化界面操作，即可忽略此步骤。

• 没有图形界面，则我们需要在命令行下配置。使用 raspi-config 配置 Raspbian 仅命令行模式运行。

  sudo raspi-config
  	
  # 命令模式的操作界面
  # 依次选择操作 ( 同理，还原桌面模式也是类似操作 )
  # Boot Options -> Desktop / CLI -> Console AutoLogin ->
  # Finished
  

• 配置保存后，树莓派会自动重启，那么重新远程登录继续操作。

  sudo teamviewer setup
  # 1. Accept License Agreement? (y/n) y
  # 2. 输入用户名和密码的步骤无法跳过，没有账号请移步「官网完成注册」
  # 	 注册地址：https://login.teamviewer.com/LogOn
  # 	 Please enter your e-mail / username: kofe
  # 	 Please enter your password: ******
  # 3. 然后 TeamViewer 会发一份设备授权邮件，请移步「邮箱处理」
  # 4. 重新输入用户名和密码登录，提示分组信息，点击 y：
  # 	 Adding this machine as 'raspberrypi' to ... 
  #	 Do you want to continue? (y/n) [n]  y
  # 5. 提示 "Successfully...." 即表示已经完成配置工作了
  

• 完成初始化配置后，只需设置远程控制密码即可使用了。

  # 查看本机 ID
  teamviewer info
  # 设置本机密码
  sudo teamviewer passwd [你的密码]
  

• 当然，我们还需要把 Raspbian 还原为图形化操作界面。

  sudo raspi-config
  # Boot Options -> Desktop / CLI -> Desktop AutoLogin ->
  # Finished
  

使用

• 一般情况下，我们主要是通过命令模式访问树莓派、配置 TeamViewer。当然也可以通过图形界面完成配置操作，按照文字提示操作即可，这里就不详细阐述了。附上 TeamViewer 常用的命令：

  # 查看帮助信息
  teamviewer help
  # 查看本机 ID
  teamviewer info
  # 设置本机密码
  sudo teamviewer passwd [你的密码]
  # 启动 TeamViewer 服务
  sudo teamviewer --daemon start
  # 开启 TeamViewer 服务随机启动
  sudo teamviewer --daemon enable
  

• 最后，关于图形化界面显示方面，可能还有分辨率调整与存在黑边的问题，详细可参考以下文章解决问题：

  • 树莓派. 官方使用文档之 CONFIG-TXT. raspberrypi.org
  • FishChina. 树莓派有黑边不能全屏解决方法. 2017. csdn.net

MySQL 数据库

引言

数据库的用途毋庸置疑，若在树莓派上跑脚本、程序、网站系统等，少不了数据的交互，为此我们需要一款数据库作为数据储存的媒介。MySQL，是一款开源免费的数据库，也是关系型数据库管理系统，支持多种存储引擎 $^{[1, 2]}$，对于个人开发和日常使用足矣。

以下将介绍，在树莓派 Raspbian 上安装 Mysql 服务，并开启远程访问。

安装 MySQL

• 删除 MySQL：安装前，确保系统没有旧版的 MySQL。

  sudo apt-get autoremove --purge mysql-server
  sudo apt-get remove mysql-common
  
  # 清除所有已删除包的残馀配置文件
  # 若报错误 dpkg: –purge needs at least one package name argument
  # 证明你的系统中没有残留配置文件了
  dpkg -l |grep ^rc|awk '{print $2}' |sudo xargs dpkg -P
  

• 安装 MySQL：

  sudo apt-get install mysql-server
  sudo apt-get install mysql-client
  sudo apt-get install python-mysqldb # 安装  Python  接口的 MySQL
  

配置 MySQL

• 命令行安装，默认是不用配置用户和密码信息，故我们首先配置登录信息 $^{[3]}$：

  sudo mysql -u root # 无密码登录 MySQL
  use mysql;
  	
  # 加密方式选择，系统默认是 'unix_socket'，这里暂为空
  UPDATE user SET plugin='' WHERE user='root';
  	
  UPDATE user SET password=PASSWORD('你自己的密码') WHERE user='root';
  
  flush privileges; # 清空缓存
  exit;
  

• 操作数据库 ( 配置完信息，重启 MySQL 以让设置生效 )

  # sudo /etc/init.d/mysql status/start/stop/restart
  sudo /etc/init.d/mysql restart
  	
  # 当然可通过 systemctl 命令管理系统服务
  # sudo systemctl restart mysql # 重启系统服务
  # sudo systemctl status mysql # 查看系统状态
  

开启远程访问

以上配置工作完成后，即可本地使用 MySQL 数据库了。若需要开启远程访问服务，我们还需要实现以下工作：防火墙与访问规则配置和远程登录的账号配置。

外网访问

若在树莓派下测试，让数据库允许外网访问，注意得关闭防火墙或添加规则允许某端口的访问权限 $^{[4]}$。

• Case.01：本机和服务器端 ( 树莓派 ) 互相 Ping 对方 IP，以检验网络是否畅通、是否拒绝访问。

• Case.02：若网络畅通、没有拒绝访问，还要留意对应端口是否有权限访问，通过 nc -vz IP 端口检验，返回 Succeeded 即成功。

  # MacOS：nc -vz IP地址 端口号
  nc -vz 192.168.x.x 3306
  # Windows：telnet IP地址 端口号
  telnet 192.168.x.x 22 # SSH 远程访问
  telnet 192.168.x.x 3306 # MySQL 数据库
  

防火墙与访问规则

针对上述两种情况，则可通过关闭防火墙或者添加端口的访问规则，以授权 IP 和相关端口接受访问。

• 配置防火墙：

  # 安装 ufw ( 已安装忽略 )
  sudo apt-get install ufw
  # 设置默认规则为 allow，除指明打开的端口，所有端口默认关闭
  ufw default deny
  # 启用 /关闭 ufw
  ufw enable/disable
  # 查看防火墙状态
  ufw status
  

• 配置访问规则：

  # 例如：打开 SSH 远程登录
  sudo ufw allow 22
  # 删除添加过的规则
  sudo ufw delete allow 22
  

远程登录的账号

最后，我们还需要设置可远程登录的账号。

• 修改 MySQL 配置：

  sudo vim /etc/mysql/mariadb.conf.d/50-server.cnf
  # 找到 bind-address 这行注释掉，然后重启
  sudo systemctl restart mysql
  

• 修改 MySQL 账号信息：在配置 登录信息 时已授权，此项可日后用作远程登录账号的配置。

  mysql -u root -p
  use mysql;
  GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'root'@'%' IDENTIFIED BY 'root账号密码' WITH GRANT OPTION;
  flush privileges;