关于人工智能:用树莓派4b构建深度学习应用二软件篇

前言

上回把硬件都筹备好了，这篇咱们来搭建一下树莓派的零碎，并装置一些必要的工具软件。

树莓派镜像烧录

树莓派上的操作系统抉择很多，咱们这里以主电脑为 Win10 零碎，官网最新的 2020.8.20 的版本为例。

先在官网下载烧录软件 Raspberry Pi Imager，而后下载零碎的镜像文件带举荐的软件。

https://www.raspberrypi.org/downloads/

装置 Raspberry Pi Imager 后，插入 MircoSD，在 Operating System –> Use custom 抉择方才下载好的镜像文件，而后在 CHOOSE SD CARD 中抉择对应的 SD 卡，最初点击 WRITE 进行烧录。

开启 ssh 和 配置 Wifi

如果没有配置键盘和屏幕，那第一次启动 OS 前须要先新建两个文件来配置 wifi 连贯和开启 ssh。

1. 开启 ssh

在方才烧录实现的 MircoSD 中 boot 分区的根目录下，新建一个空白文件，并重命名为 ssh，全副小写且无扩展名。

2. 配置 Wifi

同样在根目录下，新建 wpa_supplicant.conf 文件，内容如下：

country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
 
network={
ssid="SSID"
psk="PASSWORD"
key_mgmt=WPA-PSK
priority=1
}

其中，

ssid 为 Wifi 网络的 ssid；

psk 为连贯明码；

key_mgmt 为加密形式：

WPA-PSK = WPA 预共享密匙 (这须要‘psk’字段)
WPA-EAP = WPA 应用 EAP 认证
EEE8021X =IEEE 802.1X 应用 EAP 认证并动静生成密匙
NONE = 没有应用 WPA；能够应用明码密匙或者动态 WEP
WPA-PSK-SHA256 = 相似 WPA-PSK 然而应用增强型的 SHA256-based 加密算法
WPA-EAP-SHA256 = 相似 WPA-EAP 然而应用增强型的 SHA256-based 加密算法
如果没有设置，将会模式设置为 WPA-PSK WPA-EAP

priority 为优先级，数字越大代表优先级越高；

依据本人路由配置的状况，批改对应的 ssid , psk 和 key_mgmt 值。

以上两个文件，开机后 wpa_supplicant.conf 文件会主动转移到 /etc/wpa_supplicant 目录下，ssh 文件会转化为开启 ssh 服务的指令后被删除。所以如果要更改配置，下一次要从新增加这个文件。

配置树莓派

当初能够插入 MircoSD 卡，插入树莓派，而后失常上电开机了。

Tip:

留神察看树莓派上的两个指示灯，红色代表电源，绿色个别代表 SD 读写。失常状况下，红灯常亮，绿色每隔几秒闪一次，示意网络连接胜利；而绿灯有法则的闪动，示意 SD 没有插好或者是有效的 SD 卡。

1. 查问树莓派 IP 地址

有显示器的话，能够间接用 ifconfig 来获取 IP 地址；

若没有显示器的话，那能够用局域网扫描工具 Advanced IP Scanner 来获取对应的信息：

2. ssh 登录

有了 IP 地址，那就能够用 ssh 登录了。输出命令

ssh pi@192.168.1.62

而后输出默认明码 raspberry，就能失常登录了。

3. 配置树莓派

在登录的 ssh 连贯中，输出命令

sudo raspi-config

抉择 1 Change User Password，批改以后用户明码；

抉择 5 Interfacing Options –> P1 Camera 启用摄像头；

抉择 5 Interfacing Options –> P2 SSH 启用 SSH（曾经开启）；

抉择 5 Interfacing Options –> P3 VNC 启用 VNC；

抉择 7 Advanced Option –> A1 Expand Filesystem 扩大可用空间；

抉择 7 Advanced Option –> A5 Resolution 批改屏幕分辨率。

近程连贯树莓派

1. 应用 VNC 远程桌面

装置 VNC-Viewer-6.20.113-Windows，新建连贯，填入树莓派的 IP 地址，输出用户名 pi，明码 raspberry 登录。

Tip:

VNC 连贯后显示“Cannot currently show the desktop”的话，从新批改一个屏幕分辨率后重启就行。

2. 批改树莓派为固定 IP 地址

每次树莓派上电后，由路由器 DHCP 调配的 IP 地址有时候会变动，这里咱们设置固定地址，不便下次连贯。

用 VNC 连贯后，就能看见树莓派的桌面了，在屏幕右上角 Wifi 图标上右键，抉择 Wireless & Wired Network Settings。

Configure 项抉择 SSID，仅绑定指定的 Wifi 连贯，填入对应的网段：

IPv4 地址：192.168.1.101

Router：192.168.1.1

DNS Servers: 192.168.1.1

3. 应用 PuTTY 拜访树莓派

批改树莓派的 IP 地址后，重启树莓派，就能够用 PuTTY 通过 192.168.1.101 来连贯了。

PuTTY 不光有 ssh，还自带了 pscp 和 psftp 不便在主电脑和树莓派之间传输文件。

4. 应用 pscp 传输文件

• 把 windows 零碎的文件 / 文件夹上传到树莓派

# 复制整个目录
pscp -r d:\raspi pi@192.168.1.101:/home/pi 
# 复制单个文件
pscp d:\raspi\test.txt pi@192.168.1.101:/home/pi 

• 从树莓派上下载文件 / 文件夹到 windows 零碎

# 复制整个目录
pscp -r pi@192.168.1.101:/home/pi d:\raspi
# 复制单个文件
pscp pi@192.168.1.101:/home/pi/test.txt d:\raspi

具体参数：

 用法: pscp [选项] [用户名 @] 主机: 源 指标
pscp [选项] 源 [其余源...] [用户名 @] 主机: 指标
pscp [选项] -ls [用户名 @] 主机: 指定文件
选项:
-V        显示版本信息后退出
-pgpfp    显示 PGP 密钥指纹后退出
-p        保留文件属性
-q        宁静模式，不显示状态信息
-r        递归拷贝目录
-v        显示详细信息
-load 会话名  载入保留的会话信息
-P 端口   连贯指定的端口
-l 用户名 应用指定的用户名连贯
-pw 明码  应用指定的明码登录
-1 -2     强制应用 SSH 协定版本
-4 -6     强制应用 IPv4 或 IPv6 版本
-C        容许压缩
-i 密钥   认证应用的密钥文件
-noagent  禁用 Pageant 认证代理
-agent    启用 Pageant 认证代理
-hostkey aa:bb:cc:...
手动指定主机密钥 (可能反复)
-batch    禁止所有交互提醒
-proxycmd 命令
应用 '命令' 作为本地代理
-unsafe   容许服务端通配符 (危险操作)
-sftp     强制应用 SFTP 协定
-scp      强制应用 SCP 协定
-sshlog 文件
-sshrawlog 文件 记录协定具体日志到指定文件 

5. 应用 PSFTP 传输文件

psftp 与 pscp 相似，速度更快些，但没有进度条显示。

psftp 192.168.1.101
# 输出 pi 和 raspberry
# 上传文件
put d:\raspi\test.txt 
# 下载文件
get /home/pi/test.txt

 常用命令：cd 切换目录。ls 查看目录文件。get  [fileName] 下载文件到以后本地目录。get -r  [dir] 递归下载近程某个目录下的所有文件到以后本地目录即下载文件夹。put [fileName] 长传文件到近程当前目录。put -r [dir] 递归上传本地某个文件夹的所有文件到远程目标目录即上传文件夹。delete [fileName/dir] 删除某个文件或者文件夹 

6. 应用 WinSCP 传输文件

下面两种都是命令行形式的，也能够装置一个 WinSCP，建设连贯当前，用相似文件管理器的形式，更不便的进行文件传输。

更新树莓派零碎

1. 换镜像源

因为家喻户晓的起因，国内无法访问树莓派的更新服务器，所以能够换国内的镜像站作为更新点。

sudo nano /etc/apt/sources.list

正文第一行，而后 增加清华源，文件内容如下：

#deb http://raspbian.raspberrypi.org/raspbian/ buster main contrib non-free rpi
# Uncomment line below then 'apt-get update' to enable 'apt-get source'
#deb-src http://raspbian.raspberrypi.org/raspbian/ buster main contrib non-free rpi
deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi
deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi

按 ctrl + o 写入，再按 ctrl + x 退出。

2. 更换 pip 源

同样给 pip 更换阿里源和豆瓣源。

sudo mkdir ~/.pip
ls .pip
sudo nano pip.conf

将以下内容写入配置文件：

[global]
timeout = 10
index-url =  http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
extra-index-url= http://pypi.douban.com/simple/
[install]
trusted-host=
    mirrors.aliyun.com
    pypi.douban.com

3. 用 VPN 连贯官网源

国内镜像采纳异步更新的形式更新，有时候某些第三方库文件还是不能拜访，特地是 github 上的 raw 资源，用 VPN 的话会更不便些。这里以我用的 expressVPN 为例，其余的 VPN 也雷同。

• 用 WinSCP 把安装包上传到树莓派的 Download 目录中；
• 进入目录后，装置 vpn 客户端；

cd Downloads/
sudo dpkg -i expressVPN_xv_2.6.3.3-1_armhf.deb

• 激活软件

expressvpn activate

• 连贯 VPN

expressvpn connect  # 连贯 VPN
expressvpn list  # 查看服务器可用列表
expressvpn status  # 查看连贯状态
expressvpn disconnect  # 断开链接 

4. 更新零碎

解决连贯问题后，就能够进行零碎更新了。

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
pip3 install -U pip

5. 装置中文字库和中文输入法

# 装置中文字库
sudo apt-get install fonts-wqy-zenhei
# 装置中文输入法 fcitx 及 Google 拼音输入法
sudo apt-get install fcitx fcitx-googlepinyin fcitx-module-cloudpinyin fcitx-sunpinyin

工具软件

1. Linux_Reader

在 Windows 下能够间接读取树莓派 MircoSD 里的文件。

2. Teamviewer

VNC 须要在同一个局域网中能力近程连贯，装置 Teamviewer 能够在任何中央通过 Internet 来拜访到树莓派。特地在 AIoT 的利用中，通过 4G 网络来拜访设施。

• Windows 下装置 TeamViewer_Setup.exe 客户端即可；
• 树莓派上将安装包 teamviewer-host_15.9.4_armhf.deb 上传到 Downloads 目录下。

cd Downloads/
sudo dpkg -i teamviewer-host_15.9.4_armhf.deb

有出错缺失 teamviewer-host 的依赖，修复一下

sudo apt-get -f install
sudo apt-get install gdebi
sudo gdebi teamviewer-host_armhf.deb

承受协定，在桌面的右上角就能看见 teamviewer 的图标了。点击轻松拜访，而后登陆账号后，就能近程连贯了。

3. Win32DiskImager

除了树莓派官网的烧录工具外，也能够应用 Win32DiskImager 来进行镜像写入，玲珑不便绿色，无需装置。

这个软件不光能够进行写入，还能进行镜像导出，这样就便于咱们保留多个开发环境，特地在之后配置 OpenCV 和 PyTorch 的过程很繁琐，能够防止每次都重做这些零碎和配置。

零碎备份

Win32DiskImager 备份出的文件大小取决于 MircoSD 的大小，所以举荐在 Linux 零碎下用 dd 命令进行备份后，再对镜像进行压缩。

1. 查看设施名

用 lsblk 查看 MircoSD 的盘符，个别为 sdb。

lsblk

2. dd 命令备份 SD 卡

用 dd 命令复制 SD 卡的数据保留为 img 镜像文件。

sudo dd if=/dev/sdb of=./rpi_backup.img bs=8M

3. 备份镜像压缩

应用 PiShrink 放大镜像尺寸

git clone https://github.com/Drewsif/PiShrink.git
cd PiShrink
chmod +x pishrink.sh
sudo mv pishrink.sh /usr/local/bin
sudo pishrink.sh -s rpi_backup.img new_rpi_backup.img

更多参数如下：

Usage: $0 [-adhrspvzZ] imagefile.img [newimagefile.img]
  -s         Don't expand filesystem when image is booted the first time
  -v         Be verbose
  -r         Use advanced filesystem repair option if the normal one fails
  -z         Compress image after shrinking with gzip
  -Z         Compress image after shrinking with xz
  -a         Compress image in parallel using multiple cores
  -p         Remove logs, apt archives, dhcp leases and ssh hostkeys
  -d         Write debug messages in a debug log file

Tip:

若遇到以下谬误：
**pishrink.sh: ERROR occured in line 275: resize2fs failed
mount: /tmp/tmp.Sj9Z4EXlzV: wrong fs type, bad option, bad superblock on /dev/loop0, missing codepage or helper program, or other error.
mv: 无奈获取 ’/tmp/tmp.Sj9Z4EXlzV/etc/rc.local.bak’ 的文件状态 (stat): 没有那个文件或目录
umount: /tmp/tmp.Sj9Z4EXlzV: 未挂载.
losetup: /dev/loop0：断开失败: 没有那个设施或地址 **

** 设置环境变量，可修复 bug：
set var LANG=en_US.UTF-8 could fix it.**

4. SD 卡克隆备份

用 Win32DiskImager（备份文件大速度快），还是 dd 命令后压缩（工夫长文件小），还有一种形式就是间接在树莓派里做 SD 卡克隆。还记得硬件篇里举荐多买几张 MircoSD 卡吧，这里就有用了。

# 查看磁盘空间和 SD 卡挂载信息
df -h 

空白卡以 usb 读卡器形式插入树莓派，而后在主菜单里 –> 附件 –> SD Card Copier，源抉择 /dev/mmcblk0，指标盘抉择 /dev/sda，点击 Start 开始复制。

插入另一个树莓派间接可用，插 2 个 usb 读卡器能够互相还原镜像。

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