Raspberry Pi 最佳入門與實戰應用
-深入Raspberry Pi 的全方面的指南。
Chapter 01 認識 Raspberry Pi
1.1 什麼是 Raspberry Pi?………………………………………………………… 1-2
1.2 Raspberry Pi可以用在什麼地方?…………………………………………..1-6
1.3 Raspberry Pi應用實例…………………………………………………………1-6
Chapter 02 準備作業系統和開機 SD 卡
2.1 作業系統 .................................................................................... 2-2
2.2 下載 Raspberry Pi 的作業系統 ............................................ 2-7
2.3 映像檔解壓縮 .................................................................. 2-8
2.4 準備啟動用的 SD 卡 ......................................................... 2-8
2.5 格式化 SD 卡 ................................................................. 2-10
2.6 下載 Win32DiskImager 軟體............................................ 2-11
2.7 在 PC 把資料寫入 SD 卡 .................................................. 2-13
2.8 在 PC 把 SD 卡備份成 img 檔案 ....................................... 2-15
2.9 在 Mac 把資料寫入 SD 卡................................................ 2-16
2.10 在 Mac 把 SD 卡備份成 img 檔案 ..................................... 2-18
Chapter 03 相關設定
3.1 打開電源開機 ............................................................................. 3-2
3.1.1 Raspberry Pi 無法看到畫面,但是有看到 LED 燈光的閃爍 (調整螢幕顯示模式)....................................................... 3-3
3.1.2 連一個 LED 燈光都沒有閃爍,也沒有動靜 .......................... 3-6
3.1.3 LED 燈光只有亮幾個,但螢幕沒有動靜............................... 3-6
3.1.4 常見問題- SD卡不相容....................................................3-7
3.2設定 Raspberry Pi ........................................................................3-7
3.1.4 常見問題- SD卡不相容....................................................3-7
3.2.1 改變鍵盤.........................................................................3-8
3.2.2 改變語系.......................................................................3-11
3.2.3 其他設定:時間、啟動程式設定、啟動照相機、CPU 超頻 .. 3-12
3.2.4 關機 ............................................................................. 3-13
3.2.5 更新 Raspberry Pi 的 Firmware 版本 .................................. 3-14
3.2.6 更新 SD 卡的容量........................................................... 3-14
3.2.7 進階的設定.................................................................... 3-15
3.3 Raspberry Pi的網路設定.............................................................3-16
3.3.1 取得 Raspberry Pi 網路位置 IP .......................................... 3-16
3.3.2 如何將 Raspberry Pi 設定固定網路位置 IP .......................... 3-17
3.3.3 在 Raspberry Pi 設定無線網路卡.......................................3-18
3.4 使用 SSH 遠端控制 Raspberry Pi .................................................. 3-20
3.4.1 在 Raspberry Pi 架設 SSH ............................................... 3-20
3.4.2 在 PC、Mac 和 Linux 使用 SSH 遠端控制 Raspberry Pi ......... 3-23
3.4.3 在 iOS 遠端控制 Raspberry Pi ......................................... 3-24
3.4.4 在 Android 遠端控制 Raspberry Pi ..................................... 3-24
3.4.5 Windows PC 上使用 putty 遠端連線 .................................. 3-26
3.4.6 Windows 軟體 WinSCP 檔案管理上傳和下載...................... 3-28
3.4.7 常見問題解決方案:出現Warning:RemoteHostIdentification Has Changed error and solution ......................................3-30
3.5 VNC 遠端控制程式架設 ............................................................. 3-31
3.5.1 架設VNC server.............................................................3-31
3.5.2 VNC Viewer...................................................................3-34
3.5.3Raspberry Pi常見問題................................................................3-37
3.6.1 Raspberry Pi 如何關機? ................................................... 3-37
3.6.2 自製電源供應器插座....................................................... 3-38
Chapter 04 圖形介面
4.1 Raspbian 桌面圖形作業系統 .........................................................4-2
4.2 Raspbian 的應用程式 - Accessories ................................................4-3
4.3 Raspbian 的應用程式 - Education 教育........................................... 4-8
4.4 Raspbian 的應用程式 - Graphics 繪圖 .......................................... 4-12
4.5 Raspbian 的應用程式 - Internet 網路 ............................................ 4-13
4.6 Raspbian 的應用程式 - Other 其他 .............................................. 4-20
4.7 Raspbian 的應用程式 - Programming 程式開發 ............................. 4-21
4.8 Raspbian 的應用程式 - Sound & Video 聲音與影像 ........................ 4-22
4.9 Raspbian 的應用程式 - System Tools 系統工具 .............................. 4-23
4.10 Raspbian 的應用程式 - Preferences 設定....................................... 4-24
4.11 Raspbian 的應用程式 - Run 和 Logout .......................................... 4-29
4.12 Raspbian 的應用程式 – 筆者推薦 ................................................ 4-30
4.12.1 Chromium.....................................................................4-30
4.12.2 Adobe Flash Player - Gnash ............................................ 4-32
4.13 The Pi Store 線上商店系統 - 推薦軟體.......................................... 4-34
4.13.1 LibreOffice-文書處理軟體.............................................4-35
4.13.2 Freeciv-遊戲................................................................4-36
4.13.3 VirtualHere-檔案分享....................................................4-36
4.13.4 GrafX2-繪圖軟體.........................................................4-37
Chapter05 Linux命令列環境與操作
5.1 檔案和路徑 ................................................................................ 5-2
5.1.1 ls - 檔案複製 ................................................................... 5-2
5.1.2 cd - 移動路徑 .................................................................. 5-4
5.1.3 mkdir - 建立目錄.............................................................. 5-5
5.1.4 cp - 檔案複製 .................................................................. 5-6
5.1.5 rm - 檔案刪除.................................................................. 5-8
5.1.6 rmdir - 刪除文件夾........................................................... 5-9
5.1.7 mv - 檔案或路徑的搬移 .................................................. 5-11
5.1.8 find - 找檔案 ................................................................. 5-12
5.1.9 df - 查看硬碟空間 .......................................................... 5-14
5.2 系統管理.................................................................................. 5-15
5.2.1 sudo 和 su 超級管理者 .................................................... 5-15
5.2.2 passwd - 修改密碼 ......................................................... 5-16
5.2.3 adduser - 建立新的登入帳號 ........................................... 5-17
5.2.4 clear - 畫面清空............................................................. 5-18
5.2.5 halt、shutdown - 關機 .................................................... 5-19
5.2.6 ps系統中的程式和Service...............................................5-20
5.2.7 Kill - 刪除系統中的程式 .................................................. 5-21
5.2.8 userdel - 刪除使用者 ...................................................... 5-21
5.3 網路管理 .................................................................................. 5-23
5.3.1 ifconfig - 網路情況 ......................................................... 5-23
5.3.2 ping - 了解現在網路連線的情況.......................................5-24
5.4 檔案壓縮 .................................................................................. 5-25
5.4.1 tar 壓縮 targz ................................................................. 5-25
5.4.2 gzip壓縮.......................................................................5-27
5.5 Linux 檔案結構 ..........................................................................
5-28 5.5.1 /proc 下的檔案結構 ........................................................ 5-28
Chapter 06 架設網站伺服器
6.1 建立 Web Server 網站 ..................................................................6-2
6.2 建立 MySQL 資料庫伺服器 ...........................................................6-9
6.3 建立 FTP 伺服器 ........................................................................ 6-13
Chapter 07 電路設計
7.1 硬體 ..........................................................................................7-2
7.2 歷史 ..........................................................................................7-2
7.3 Raspberry Pi 的 GPIO ...................................................................7-3
7.4 Raspberry Pi 的 DSI Display ...........................................................7-6
7.5 Raspberry Pi 的 MIPI Camera Serial Interface 2 (CSI-2) .....................7-7
7.6 Raspberry Pi 的 P2 是 Broadcom SoC JTAG header ........................7-8
7.7 Raspberry Pi 的 P3 是 LAN9512 LAN/USB-HUB 晶片 JTAG header .....7-9
Chapter 08 使用 Python
8.1Python 程式語言的介紹 ................................................................ 8-2
8.1.1 安裝 Python 程式語言 ....................................................... 8-2
8.1.2 執行 Python 程式語言 ....................................................... 8-3
8.2 Python 程式語言教學 ................................................................... 8-5
8.2.1 Python 資料型態............................................................... 8-5
8.2.2 Python 數學計算............................................................... 8-7
8.2.3 Array 陣列 ....................................................................... 8-8
8.2.4 If...else 條件判斷語句 ..................................................... 8-10
8.2.5 range 範圍 .................................................................... 8-13
8.2.6 for 迴圈 ........................................................................ 8-14
8.2.7 while 迴圈語法............................................................... 8-19
8.2.8 def 函數 ........................................................................ 8-21
8.3 Raspberry Pi 的 GPIO 數位輸出、輸入 ......................................... 8-23
8.3.1 安裝 Python GPIO 的模組................................................ 8-23
8.3.2 第一個 Python GPIO 的程式 ............................................ 8-27
8.3.3 Python GPIO 的數位輸出 ................................................ 8-34
8.3.4 Python GPIO 數位讀取.................................................... 8-36
8.3.5 Python GPIO 數位邊緣觸發 ............................................. 8-39
8.4 Raspberry Pi 的 GPIO PWM 輸出 ................................................. 8-45
8.4.1 PWM Output ................................................................. 8-46
8.4.2 PWM 實戰 ..................................................................... 8-49
8.5 Raspberry Pi 的 GPIO Analog 類比輸出 ........................................ 8-52
8.5.1 Raspberry Pi 的 GPIO Analog 輸出 ................................... 8-52
8.5.2 Raspberry Pi 的 GPIO Analog 輸入 ................................... 8-57
8.6 Raspberry Pi 的 GPIO UART 序列埠資料傳遞................................. 8-67
8.6.1 Raspberry Pi 與 Windows PC 上序列埠做資料傳遞 .............. 8-67
8.6.2 TTY .............................................................................. 8-76
8.6.3 透過 Python 來傳遞 UART 序列資料 .................................. 8-79
8.6.4 UART 資料傳遞軟體 - Install minicom 安裝測試 ................. 8-83
8.7 Raspberry Pi 的 GPIO SPI............................................................ 8-87
8.7.1 SPI 設定 ........................................................................ 8-88
8.7.2 SPI 安裝 Python 模組 ....................................................... 8-89
Chapter 09 透過網路控制 GPIO (物聯網智慧城市運用基礎)
9.1 實戰 - 遠端居家安全控制 ............................................................. 9-2
9-2 網頁呼叫 Linux 指令.....................................................................9-4
9.3 Python 執行時帶參數....................................................................9-7
9.4 透過 PHP 呼叫 Python 的 CGI ...................................................... 9-10
9.5 透過網頁呼叫 Raspberry Pi 的 GPIO ............................................. 9-13
Chapter 10 使用 Scratch
10.1 在 Raspberry Pi 執行 Scratch........................................................ 10-2 Scratch控制10.2 Raspberry Pi GPIO...................................................10-5 開機時自動執行Scratch的遊戲(架設10.3 Scratch遊樂器主機)........10-12
Chapter 11 Raspberry Pi 上使用 Java、Shell Script 語言和連接 PC
11.1 Shell Script介紹........................................................................11-2
11.1.1 使用 File System 來控制 GPIO ......................................... 11-4
11.1.2 寫成Shell Script.............................................................11-9
11.2 Java 與 Arduino 互動 ............................................................... 11-12
11.2.1 在 Raspberry Pi 安裝和使用 Java..................................... 11-13
11.3 在 Raspberry Pi安裝和使用 Java Eclipse.....................................11-15
11.4 Java 語言控制 Raspberry 的 GPIO ............................................. 11-23
11.4.1 Java語言控制Raspberry的GPIO輸入輸出....................11-26
11.4.2 Java控制Raspberry的GPIOSerial序列埠資料傳遞.........11-34
11.5 PC電腦與Raspberry Pi互傳資料...............................................11-41
Chapter 10 使用 Scratch


Chapter 12 與 Arduino 結合
12.1 什麼是Arduino?......................................................................12-2
12.2 Arduino 讀取光敏電阻................................................................ 12-6
12.3 實戰 Raspberry Pi 與 Arduino 合作,透過 GPIO RX/TX 取得感應器
資料 ...................................................................................... 12-15
12.4 Raspberry Pi 透過 USB 讀取周邊設備資料,以 Arduino 為例.......... 12-18
Chapter 13 Raspberry Pi 實戰應用
13.1 架設網路檔案伺服器.................................................................13-2
13.2 架設網路攝影機......................................................................13-14
13.3 架設網路收音機......................................................................13-22
13.4 可選台的網路收音機 ............................................................... 13-25
13.5 mp3 播放器 ............................................................................ 13-31
13.6 UPnP 和 DLNA ........................................................................ 13-36
13.7 iOS 專用的 Airplay 播放器 ........................................................ 13-44
13.8 Raspberry 照相機和定時拍照 .................................................... 13-51
13.9 Raspberry DropBox .................................................................. 13-58
Chapter 14 補充資訊
14.1 不錯的 Raspberry Pi 的網站介紹.................................................. 14-2
14.2 本書秘技 - Raspberry Pi 的技巧 ................................................... 14-2
14.2.1 安裝空間不足(No space left on device 方法一).............. 14-2
14.2.2 使用整張 SD 卡空間 (No space left on device 方法二) .... 14-4
Appdendix A Raspberry Pi 圖形化開發工具- Wyliodrin
....
柯博文老師的新書（9月底上市）- Raspberry Pi 最佳入門與實戰應用 -深入Raspberry Pi 的全方面的指南。
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