4、拿到一個帶PCIe接口的工業(yè)級樹莓派CM4(第1步:環(huán)境參數(shù)配置)

?? ?4.1、接上HDMI顯示器,鼠標和鍵盤
?????? ?對于剛拿到手預裝了Raspbian系統(tǒng)的樹莓派來說,系統(tǒng)里面的很多服務和權限沒有開啟,所以我們必須要借助HDMI顯示器和鍵鼠來完成系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)和服務、權限等設置,一旦設置OK之后,后續(xù)就可以在其他電腦上通過Wifi或者網(wǎng)線利用PuTTY或者VNC來操作這臺樹莓派了。
?????? ?首次啟動,跟Windows類似,一般會有開機向?qū)ё尶蛻暨M行系統(tǒng)環(huán)境設置,用戶可以根據(jù)個人喜好進行設置即可。由于筆者拿到的這臺樹莓派開機設置過程之前做過了,所以這里我們從官方文檔上面截了幾幅圖來說明,圖片不是很清晰,望大家理解。
?????? ?樹莓派上電之后,HDMI顯示器上會出現(xiàn)類似BIOS啟動加載的命令行提示頁面,如圖9-15所示。
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?? ? ? ? 如果廠家或者淘寶賣家給你的樹莓派安裝的是帶桌面的Raspbian系統(tǒng),那么幾秒之后會進入一個類似Windows的GUI界面,如圖9-16所示,這樣可以大大簡化不熟悉Linux系統(tǒng)的用戶操作。當然,用戶在購買樹莓派的時候,也可以要求賣家預裝不帶桌面的Raspbian系統(tǒng),好處在于精簡了Linux GUI這一塊,但是對于初學者不太方便,所以建議不熟悉Linux操作的用戶還是安裝帶桌面的Raspbian系統(tǒng)比較好。與Windows系統(tǒng)不同的是,Linux系統(tǒng)的GUI將菜單欄和工具欄放在了頂部。

? ? ? ??首次啟動后,桌面上會彈出一個歡迎向?qū)гO置對話框,提醒用戶進行環(huán)境參數(shù)設置。用戶直接點擊“Next”下一步,會進入?yún)^(qū)域和語言選擇頁面,如圖9-17所示。這里用戶可以根據(jù)自己的喜好進行選擇,我們實際選擇的“Chinese中文”,國家選擇China,這樣更適合本地化操作。

? ? ? ??接下來是密碼設置頁面,樹莓派必須要設置一個密碼,默認的賬戶名稱是pi,如圖9-18所示。

? ? ? ? 下一步就是Wifi熱點選擇連接頁面,如果這里用戶沒有選擇也沒關系,后續(xù)也可以直接點擊右上角的Wifi圖標進行設置,如圖9-19所示。

? ? ? ? 最后一步就是系統(tǒng)更新,這里我們可以選擇“Skip”跳過去,如圖9-20所示。后續(xù),我們在編譯KO驅(qū)動文件的時候,再告訴大家如何使用命令的方式來更新樹莓派Raspbian系統(tǒng)以及如何添加編譯KO文件所需要的Headers和Build文件夾。因為,默認情況下,這兩個文件夾在預裝的Linux系統(tǒng)里面是沒有的。

? ? ? ? 最后重啟樹莓派就可以了,需要注意的是,樹莓派里面的Linux系統(tǒng)默認不是實時系統(tǒng),后面我們給這Raspbian系統(tǒng)安裝NI的Linux RT軟件,使其變成一個實時系統(tǒng)。因此,用戶對樹莓派關機或者重啟,千萬不要直接斷電,不然會對CPU和主板的使用壽命產(chǎn)生一定的影響;用戶可以通過鼠標點擊開始菜單里面的“注銷”,如圖9-21所示。

? ? ? ? 然后在彈出來的對話框里面選擇“Shutdown”或者“Reboot”,如圖9-22所示。

? ? ? ? 也可以直接在CMD命令窗口里面輸入“sudo reboot”指令,來完成重啟操作,如圖9-23所示。

?? ?4.2、配置無線網(wǎng)絡,鏈接wifi熱點,使其能上網(wǎng)(比如無線路由器或者手機熱點)
?????? ?如果用戶拿到的樹莓派沒有設置過Wifi熱點,或者放到了一個新的環(huán)境里面,我們第一步就是要保證樹莓派能夠連上無線網(wǎng)絡,因為后續(xù)有很多操作都需要樹莓派聯(lián)網(wǎng),才能完成軟件更新、安裝等等。
?????? ?如果有些環(huán)境沒有無線路由器熱點,也可以用自己手機創(chuàng)建出來一個Wifi熱點,讓樹莓派連上去,總而言之,就是更新、安裝、編譯、操作樹莓派的時候,保證網(wǎng)絡暢通。
?????? ?用戶可以通過鼠標點擊右上角的Wifi圖標,然后選擇一個能上網(wǎng)的熱點,如圖9-24所示。選擇Wifi熱點之后,會彈出密碼輸入框,輸入Wifi無線密碼就可以了。

? ? ? ? 怎么測試樹莓派是不是能正常上網(wǎng)呢?可以打開左上角的Chrome瀏覽器,或者在CMD命令窗口里面輸入“ping baidu.com”,如果能返回數(shù)據(jù)說明網(wǎng)絡是暢通的,如圖9-25所示。大家會發(fā)現(xiàn)這個ping一直往下進行,如果想退出這個進程,可以同時按下“Ctrl+C”終結上一個命令。當然,最簡單的方式還是利用瀏覽器測試,如圖9-26所示。


?? ?4.3、開啟SSH和VNC服務,設置樹莓派屏幕分辨率, 便于PuTTY和VNC遠程操作
?????? ?因為樹莓派出廠預裝的Raspbian系統(tǒng)里面沒有開啟SSH和VNC服務,桌面分辨率是自動模式,很多用戶一上來就用PuTTY和VNC去連接樹莓派,結果發(fā)現(xiàn)各種問題,怎么都連接不上,此時,就要檢查一下樹莓派系統(tǒng)里面的SSH和VNC服務以及桌面分辨率是不是沒有開啟。
?????? ?首先,點擊樹莓派內(nèi)置左上角的CMD運行窗口,如圖9-27所示。由于是內(nèi)置的CMD窗口應用,所以不需要輸入什么用戶名和密碼的,如果用戶通過PuTTY連接的話,需要輸入用戶名:pi和密碼才能進行下一步的。

? ? ? ? 在命令窗口里面輸入“sudo raspi-config”,進入樹莓派BIOS設置頁面,如圖9-28所示。其中,每個操作指令前面加上sudo,表示以管理員身份運行這個指令。

? ? ? ? 回車之后就進入了類似BIOS的設置頁面,通過鍵盤上下左右箭頭,移動到第3行,如圖9-29所示。(注意:第1行里面可以設置樹莓派密碼、Wifi等系統(tǒng)信息等)

? ? ? ? 回車之后,在新的頁面里面移動選中P2 SSH,如圖9-30所示;按下回車之后,提示用戶是否使能開啟SSH服務,在彈出來的頁面里面利用鍵盤上的左右箭頭,選擇“是”,如圖9-31所示;再回車一下,然后就能看到SSH服務成功啟動了,如圖9-32所示。



? ? ? ? 再次回車之后,回到BIOS設置主頁面,以相同的方式將VNC服務開起來。先選擇P3行,如圖9-33所示;回車之后,進入使能頁面,利用左右箭頭選擇“是”,如圖9-34所示;最后回車就可以開啟VNC服務了,如圖9-35所示。



? ? ? ? 接下來,我們還需要將樹莓派的桌面分辨率設置為固定的,比如1280×720,否則VNC在連接的時候會報錯。具體過程如下,在BIOS設置主頁面里面,移動上下箭頭到第2行,如圖9-36所示;回車一下,進入具體的參數(shù)設置頁面,上下移動箭頭選中D1行,如圖9-37所示;按下回車,里面有很多分辨率可以選擇,這里我們選擇適中的720p分辨率,也就是1280×720,如圖9-38所示,如果用戶的本地電腦顯示器分辨率很高,也可以將樹莓派的分辨率設置的高一些;最后回車選擇默認的“確定”即可生效,如圖9-39所示。




? ? ? ? 最后,別忘了通過移動左右箭頭,選中“Finish”,如圖9-40所示,回車退出BIOS設置頁面,重新回到CMD命令行窗口,如圖9-41所示。


? ? ? ? 為了確保前面的BIOS設置全部生效,我們可以在CMD命令窗口里面輸入“sudo reboot”,將樹莓派重啟一下,如圖9-42所示。

?? ?4.4、拔掉HDMI顯示器、鼠標和鍵盤(在自己常用的Windows電腦上安裝PuTTY和VNC遠程控制軟件)
?????? ?樹莓派作為一個安裝了Linux系統(tǒng)的ARM嵌入式設備,如果一直接著顯示器和鍵鼠,顯得太low,而且也不方便,熟悉Linux操作指令的用戶一般喜歡通過PuTTY來控制樹莓派完成自己的想法,對指令不熟悉的用戶一般會喜歡通過VNC來遠程操作樹莓派。總之就是,這兩個工具對于Linux用戶來說基本上是必不可少的。
?????? ?PuTTY這個軟件小工具,大家百度一下就有很多,隨便下載到本地電腦上安裝一下,VNC遠程軟件網(wǎng)上也有很多,具體的安裝過程,這里就不在贅述了。安裝之后的軟件圖標,如圖9-43所示。

?? ?4.5、獲取樹莓派有線和Wifi無線的IP地址(這里的技巧很重要,值得大家學習)
?????? ?很多用戶一上來就把樹莓派的IP地址設置成靜態(tài)的,然后過了一段時間之后,又忘記自己設置的IP地址,而Wifi無線網(wǎng)卡往往又是動態(tài)獲取分配的IP地址,所以很多用戶在使用樹莓派和NI cRIO等硬件平臺的時候,經(jīng)常因為忘記IP地址導致無法連接的困境,這一節(jié)我們給用戶介紹的方法,希望大家能記住。
?????? ?如果身邊沒有HDMI顯示器和鍵鼠的話,在不知道無線IP地址的情況下,我們是無法通過無線網(wǎng)絡來連接樹莓派的,此時,我們可以找一根網(wǎng)線,將樹莓派跟我們自己的電腦直接互聯(lián),然后將我們電腦上的網(wǎng)絡設置為動態(tài)獲取,記住,上位機PC里面的IPV4一定要設置為動態(tài),如圖9-44所示。

? ? ? ? 之所以這樣做的目的是,當樹莓派無法通過主機或者路由器給自己分配IP地址時,它自己就會給自己分配一個169.254開頭的IP地址,這一點跟NI的cRIO等RT設備是類似的,那么樹莓派分配給自己的IP地址具體是多少呢?我們可以利用PC端的ARP -a指令來獲取,啟動Windows系統(tǒng)下的CMD運行窗口,如圖9-45所示。

? ? ? ? 然后在CMD里面輸入arp -a,回車一下,就能看到跟我們這個PC直連的樹莓派上的有線IP地址是:169.254.105.254,如圖9-46所示。

? ? ? ? 如果用戶想利用這個指令獲取一下同一個無線路由器環(huán)境下的樹莓派IP地址,該怎么做呢?我們可以在PC上將我們的有線網(wǎng)卡先禁用掉,保留無線網(wǎng)卡,如圖9-47所示。然后再利用arp -a指令可以看到,處于同一個無線網(wǎng)絡中的樹莓派Wifi自動獲取的IP地址:192.168.1.119,而我們筆記本獲取的IP地址是192.168.1.107,如圖9-48所示。


? ? ? ? 這樣,我們就知道了樹莓派自身的有線和無線IP地址,為了保證IP地址是暢通的,我們可以利用ping指令來分別ping一下樹莓派的有線和無線IP地址,測試結果分別如圖9-49和9-50所示。


? ? ? ??注意:其實,上位機PC通過Wifi鏈接樹莓派也是可以的,包括后續(xù)我們用LabVIEW新建的樹莓派Linux RT項目終端也可以通過Wifi鏈接,這樣在某些應用場合,省去了有線接線的麻煩,只不過無線網(wǎng)絡有時候不穩(wěn)定,會丟包,所以在實際的工業(yè)應用場合,基本上都是通過有線方式來連接的,而Wifi無線則更多的用于網(wǎng)絡互連。
?? ?4.6、利用VNC遠程軟件連接控制樹莓派,進入虛擬桌面(這樣就不需要HDMI顯示器和鍵鼠了)
?????? ?在沒有HDMI顯示器和鍵鼠的情況下,利用上面4.5節(jié)的方法獲取樹莓派的IP地址后,就可以通過VNC遠程軟件來控制操作樹莓派了,非常簡單。
?????? ?下面,我們通過有線直連的方式來連接樹莓派,啟動本地PC上的VNC軟件,在彈出來的頁面里面,輸入樹莓派的有線網(wǎng)卡IP地址:169.254.105.254,如圖9-51所示;然后回車一下,會彈出一個用戶登錄提示框,輸入用戶名pi和密碼之后,如圖9-52所示,點擊OK之后,就進入了樹莓派的虛擬桌面了,如圖9-53所示。當然,下一次再啟動VNC的時候,就不用輸入IP地址了,VNC會自動記住之前連接的每一臺設備。



? ? ? ? 接著,我們嘗試通過Wifi無線的方式看看能不能連上樹莓派,在VNC地址欄里面輸入樹莓派Wifi分配到的IP地址:192.168.1.119,如圖9-54所示;回車一下,在彈出的用戶登錄提示框里面,輸入用戶名pi和密碼之后,如圖9-55所示,點擊OK之后,成功進入了樹莓派的虛擬桌面了,如圖9-56所示,通過左上角的IP地址可以看到是通過無線連接的。



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?? ?4.7、利用PuTTY軟件遠程操作樹莓派(可選)
?????? ?實際上通過VNC進入樹莓派桌面之后,是可以直接通過里面的LXterminal(習慣稱之為CMD運行窗口)來輸入指令操作的,因為很多操作,鍵鼠是完成不了的,必須要通過Linux指令來實現(xiàn),這就是Linux沒有Windows方便的地方。如果用戶買的樹莓派安裝的是不帶桌面的Linux系統(tǒng),那么VNC就不行了,這時,我們可以在本地電腦上借助PuTTY輸入指令來操作樹莓派。
?????? ?啟動PuTYY軟件,在“主機名稱或者IP地址”里面輸入樹莓派的有線或者無線IP地址,端口號22保持不變,因為SSH的端口號默認就是22,如圖9-57所示。

? ? ? ? 然后點擊“Open”按鈕,如果連接成功,則進入PuTTY命令窗口模式,如圖9-58所示,如果提示連接超時,則需要檢查一下樹莓派的IP地址是否能ping通,以及樹莓派上的SSH服務是否開啟了。

? ? ? ? 對于樹莓派來說,PuTTY是外來客戶端,所以需要先登錄,在窗口里面輸入用戶名pi,回車之后,會提示輸入密碼,回車登錄成功后的效果,如圖9-59所示。注意,為了防止他人偷窺密碼輸入,PuTTY窗口里面實際看不到密碼輸入效果,如果密碼很長的話,有點不方便。當然了,PuTTY可能把保密和安全放在了第一位。我們可以在PuTTY里面輸入一個指令查看一下當前樹莓派系統(tǒng)的相關信息,例如,輸入uname -a指令可以看到當前樹莓派里面安裝的Linux版本(V5.10.17)以及CPU處理器架構(ARMV7L),如圖9-60所示。

