Raspberry Pi 指北

女朋友送的礼物，当然要好好折腾折腾！

引言

树莓派到如今已经发布了4代，性能自然是越来越强了，每一代都分为A、B型，也有比较特殊的型号比如去掉大部分接口很小巧的树莓派Zero、去掉所有接口的树莓派计算型CM（Compute Module）、B型的增强型B+等。其中B型是最常用的，而A、B型区别也只在于尺寸和接口不同，SoC基本都是一致的。

设备

MacBook Pro (14-inch, 2021)
Raspberry Pi Model B (4GB)

硬件

主要接口

GPIO 引脚

散热器

风扇的接线是接载树莓派最外排是从右往左数第二和第三个引脚上，红色接第二根引脚（+5V），黑色接第三根引脚（GND）。

搭建系统

树莓派开发板没有配置板载 FLASH，它支持 SD 卡启动（或者从U盘启动），所以我们需要下载相应镜像，并将其烧写在 SD 上制作系统盘。

支持的系统如下：
Raspbian、Arch Linux ARM、Debian Squeeze、Firefox OS、Gentoo Linux、Google Chrome OS、Raspberry Pi Fedora Remix、Slackware ARM、QtonPi、Slackware ARM、WebOS、RISC OS、FreeBSD、NetBSD、Android 4.0(Ice Cream Sandwich)

下载镜像

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/

建议 NOOBS 安装。Mac用户直接可以跳过。

镜像烧写

准备工作

TF卡（2GB以上）
读卡器
Raspberry Pi Imager（Mac烧录工具）

Tips
4b没有标准HDMI接口，只有micro HDMI接口
建议准备一根网线，直连在路由器上，这样方便获得树莓派ip地址
默认树莓派没有开启ssh，vnc服务，所以在无法连接显示屏的情况下，建议下载已经修改过设置的镜像

树莓派访问方式

外接 HDMI 或者 AV 显示器，USB 鼠标、键盘
- 初次连接使用
使用 USB 转 TTL 串口模块通过串口访问树莓派
SSH
- username: pi
- password: raspberry
VNC

运营商普遍屏蔽了5900这个端口，注意转发

树莓派配置

经过前面的步骤，树莓派已经可以正常工作了，但在正式开发使用之前，还需要做一些配置。

树莓派第一次使用的时候需要进行一个简单的配置，在命令行模式下运行以下命令：

1	sudo raspi-config

System Options
- Wireless LAN 无线设置
- Password 修改密码
Interface Options
- SSH 开启SSH
- VNC 开启VNC
Localisation Options
- Lacale 建议英文
- Timezone 初始为英国，这里改成 Shanghai/Hong Kong
Overclock 超频选项，新手不建议调整

树莓派网络与更新配置

有线网络

自动获取 IP：树莓派默认有线网卡是使能的，只需将网线插入树莓派网卡，即可自动获得 IP(要求在局域网内)。
手动设定 IP：如果是电脑与树莓派直连，不能自动获得 IP，可以使用：ifconfig eth0 192.168.1.123 设定 ip(下次重启就没了)。
设置静态 IP：如果担心在同网络情况下 ip 或者不固定，可以讲电脑设置为静态 ip
- 打开文件 /etc/dhcpcd.conf
- 修改 # Example static IP configuration 下面的配置

无线网络

4b带有WiFi模块，所以可以直接跳过。

更新软件源

Linux的软件不像Windows，基本都是需要在线安装的，但是树莓派由于各种原因其默认的软件源在国内速度并不是很理想，所以需要更新一下软件源。

软件更新源
1
sudo vi /etc/apt/sources.list

系统更新源

1	sudo vi /etc/apt/sources.list.d/raspi.list

这里我们使用清华源，根据自己机器操作系统的版本修改文件内容。

查看系统版本

1	lsb_release -a

No LSB modules are available.
Distributor ID:	Raspbian
Description:	Raspbian GNU/Linux 10 (buster)
Release:	10
Codename:	buster

挂载

使用fdisk命令查看设备硬盘情况
1
sudo fdisk -l
使用 df 查看挂载情况
1
df -h

手动挂载

在 /mnt 下新建一个目录作为挂载点
1
sudo mkdir /mnt/udisk

挂载

1	sudo mount -o uid=pi,gid=pi /dev/sda1 /mnt/udisk

卸载
1
sudo umount /mnt/1GB_USB_flash

Tips
sda1 是取决于你的实际情况，a 表示第一个硬盘，1 表示第一个分区。
FAT 格式 U 盘 mount 本身就能支持，但如果你的 U 盘或移动硬盘使用的是 exFAT 格式，mount 会说不支持。
安装 exfat-fuse 软件之后 mount 就支持了。
sudo apt-get install exfat-fuse

开机挂载

在 /etc/fstab 中新增一行，每次开机都会挂载
1
/dev/sda1 /mnt/udisk vfat rw,defaults 0 0

热插挂载

需要希望想电脑一样，插上自动识别挂载在某一目录下，拔下自动 umount，按以下操作，会自动在 /mnt/udisk 目录下挂载 U 盘。

新建文件

1	sudo vi /etc/udev/rules.d/10-usbstorage.rules

输入

KERNEL!="sd*", GOTO="media_by_label_auto_mount_end"  
SUBSYSTEM!="block",GOTO="media_by_label_auto_mount_end"  
IMPORT{program}="/sbin/blkid -o udev -p %N"  
ENV{ID_FS_TYPE}=="", GOTO="media_by_label_auto_mount_end"  
ENV{ID_FS_LABEL}!="", ENV{dir_name}="%E{ID_FS_LABEL}"  
ENV{ID_FS_LABEL}=="", ENV{dir_name}="Untitled-%k"  
ACTION=="add", ENV{mount_options}="relatime,sync"  
ACTION=="add", ENV{ID_FS_TYPE}=="vfat", ENV{mount_options}="iocharset=utf8,umaskk  
=000"  
ACTION=="add", ENV{ID_FS_TYPE}=="ntfs", ENV{mount_options}="iocharset=utf8,umaskk  
=000"  
ACTION=="add", RUN+="/bin/mkdir -p /mnt/udisk/", RUN+="/bin/mount -o $env{mount__  
options} /dev/%k /mnt/udisk/"  

ACTION=="remove", ENV{dir_name}!="", RUN+="/bin/umount -l /mnt/udisk/}", RUN+="//  
bin/rmdir /mnt/udisk/"  
LABEL="media_by_label_auto_mount_end"

4b上不需要这个功能，默认挂在 /media/pi/<udisk_name>

墨水屏

== Hardware connection ==
    EPD    =>    Raspberry Pi
  * VCC    ->    3.3
  * GND    ->    GND
  * DIN    ->    MOSI
  * CLK    ->    SCLK
  * CS     ->    24 (Physical, BCM: CE0, 8)
  * D/C    ->    22 (Physical, BCM: 25)
  * RES    ->    11 (Physical, BCM: 17)
  * BUSY   ->    18 (Physical, BCM: 24)

软件

统计端口

application	local port	url
smb	139,445
mysql	3306
calendar	5000	calendar.pi.eveneko.com:9000
vnc	5900	pi.eveneko.com:5901
pihole_web	8488
clash_web	8588	clash.pi.eveneko.com:9000
clash	7890,9090
nextcloud	8688
aria2	6800
ariaNg	8788	aria2.pi.eveneko.com:9000
frp dashboard	7500	pi.eveneko.com:7500
jupyter	8888	jupyter.pi.eveneko.com:9000
portainer	8988	portainer.pi.eveneko.com:9000

中文

安装中文字库
1
sudo apt-get install ttf-wqy-zenhei

安装中文输入法

1	sudo apt-get install fcitx fcitx-googlepinyin fcitx-module-cloudpinyin fcitx-sunpinyin

python3

默认使用python3

1 2	sudo rm /usr/bin/python sudo ln -s /usr/bin/python3.7 /usr/bin/python

换源

临时使用

1	pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple some-package

设为默认

1 2	pip3 config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple pip3 install pip -U

nginx

安装
1
sudo apt-get install nginx

其他命令

# 启动 nginx
systemctl start nginx
# 停止
systemctl stop nginx
# 加载配置文件
systemctl reload nginx

启动
1
systemctl enable nginx

jupyterlab

安装
1
pip3 install jupyter

配置

1	python3 -m jupyter notebook --generate-config

修改以下内容

c.NotebookApp.allow_origin = '*'
c.NotebookApp.ip = '0.0.0.0'
c.NotebookApp.open_browser = False
c.NotebookApp.port = 8888
c.NotebookApp.notebook_dir = '</home/pi>'
c.NotebookApp.allow_root = True
c.NotebookApp.allow_remote_access = True
c.NotebookApp.token = ''

开机自启动

在 /etc/init.d 下新建文件 jupyter.init

#!/bin/bash 
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          jupyter
# Required-Start:    $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Required-Stop:     $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
# Short-Description: jupyter service
# Description:       jupyter service daemon
### END INIT INFO 
case "$1" in
    start)
        echo "starting jupyterlab"
        su pi -c "nohub python3 -m jupyterlab > /dev/null 2>&1 &"
        ;;
    stop)
        echo "stopping jupyterlab"
        kill $(ps aux|grep -m 1 'python3 -m jupyterlab'|awk '{ print $2}')
        ;;
    *)
        echo "Usage: service jupyterlab start|stop"
        exit 1
        ;;
esac
exit 0

添加权限

1	sudo chmod +x /etc/init.d/jupyter.init

设置开机启动

1	sudo update-rc.d jupyter.init defaults

重启

rcconf 查看启动项

开机启动目前用supervisor实现，还可以守护进程。

frp内网穿透

frp 是一个高性能的反向代理应用，可以帮助您轻松地进行内网穿透，对外网提供服务，支持 tcp, http, https 等协议类型，并且 web 服务支持根据域名进行路由转发。

在 frp releases 下载对应版本的frp

下载后，对应修改 frps.ini

服务端

[common]
bbind_port = 7000
privilege_token = eveneko
max_pool_count = 5
dashboard_port = 7500
dashboard_user = admin
dashboard_pwd = admin
vhost_http_port = 9000
#subdomain_host = pi.eveneko.com

后台启动

1	nohup ./frps -c frps.ini>/dev/null 2>&1 &

在 /etc/init.d 下新建文件 frps.init

#!/bin/bash 
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          frp
# Required-Start:    $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Required-Stop:     $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
# Short-Description: frps service
# Description:       frps service daemon
### END INIT INFO 
case "$1" in
    start)
        echo "starting frps"
        nohup /home/ubuntu/Workspace/frp/frps -c /home/ubuntu/Workspace/frp/frps.ini>/dev/null 2>&1 &
        ;;
    stop)
        echo "stopping frps"
        kill $(ps aux|grep -m 1 '/home/ubuntu/Workspace/frp/frps -c /home/ubuntu/Workspace/frp/frps.ini'|awk '{ print $2}')
        ;;
    *)
        echo "Usage: service frps start|stop"
        exit 1
        ;;
esac
exit 0

开机启动目前用supervisor实现，还可以守护进程。

客户端

[common]
server_addr = pi.eveneko.com
server_port = 7000
privilege_token = eveneko

[ssh]
type = tcp
local_ip = 127.0.0.1
local_port = 22
remote_port = 2222

[pi-vnc]
type = tcp
local_ip = 127.0.0.1
local_port = 5900
remote_port = 5901

[pi-jupyter]
type = http
local_port = 8888
custom_domains = jupyter.pi.eveneko.com
#subdomain = jupyter

[pi-ariaNg]
type = http
local_port = 8788
custom_domains = aria2.pi.eveneko.com

[pi-aria2]
type = tcp
local_ip = 127.0.0.1
local_port = 6800
remote_port = 6800

[pi-portainer]
type = http
local_port = 8988
custom_domains = portainer.pi.eveneko.com

[pi-clash]
type = http
local_port = 8588
custom_domains = clash.pi.eveneko.com

[pi-calendar]
type = http
local_port = 5000
custom_domains = calendar.pi.eveneko.com

后台启动

1	nohup ./frpc -c frpc.ini>/dev/null 2>&1 &

在 /etc/init.d 下新建文件 frpc.init

#!/bin/bash 
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          frp
# Required-Start:    $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Required-Stop:     $local_fs $remote_fs $network $syslog
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
# Short-Description: frpc service
# Description:       frpc service daemon
### END INIT INFO 
case "$1" in
    start)
        echo "starting frpc"
        nohup /home/pi/Workspace/frp/frpc -c /home/pi/Workspace/frp/frpc.ini>/dev/null 2>&1 &
        ;;
    stop)
        echo "stopping frpc"
        kill $(ps aux|grep -m 1 '/home/pi/Workspace/frp/frpc -c /home/pi/Workspace/frp/frpc.ini'|awk '{ print $2}')
        ;;
    *)
        echo "Usage: service frpc start|stop"
        exit 1
        ;;
esac
exit 0

开机启动目前用supervisor实现，还可以守护进程。

supervisor

帮助我们守护进程，自动恢复服务

安装
1
sudo apt-get install supervisor

配置

[program:frpc]
directory = /home/pi/Workspace/frp/ ;
command = /home/pi/Workspace/frp/frpc -c /home/pi/Workspace/frp/frpc.ini ;
root = pi ;
stopsignal = INT ;
autostart = true ;
startsecs = 5 ;
autorestart = true ;
startretries = 10 ;
stopasgroup = true ;
killasgroup = true ;
redirect_stderr = true ;
stdout_logfile_maxbytes = 20MB ;
stdout_logfile_backups = 20 ;
stdout_logfile = /var/log/frpc.log ;

[program:jupyterlab]
directory = /home/pi/ ;
command = python3 -m jupyterlab ;
user = pi ;
stopsignal = INT ;
autostart = true ;
startsecs = 10 ;
autorestart = true ;
startretries = 10 ;
stopasgroup = true ;
killasgroup = true ;
redirect_stderr = true ;
stdout_logfile_maxbytes = 20MB ;
stdout_logfile_backups = 20 ;
stdout_logfile = /var/log/jupyterlab.log ;

[program:ncovbot]
directory = /home/pi/Workspace/BUPT-NCOV-AUTO-REPORT-BOT/ ;
command = /home/pi/Workspace/BUPT-NCOV-AUTO-REPORT-BOT/venv/bin/python3 ./main.py ;
environment=http_proxy="http://localhost:7890",https_proxy="http://localhost:7890"
user = pi ;
stopsignal = INT ;
autostart = true ;
startsecs = 5 ;
autorestart = true ;
startretries = 10 ;
stopasgroup = true ;
killasgroup = true ;
redirect_stderr = true ;
stdout_logfile_maxbytes = 20MB ;
stdout_logfile_backups = 20 ;
stdout_logfile = /var/log/ncovbot.log ;

注意 supervisor 的环境变量需要

重新加载配置
1
sudo supervisorctl reload
查看状态
1
sudo supervisorctl status
注意user是root到时候，可能会出现一下环境问题

docker

1	sudo curl -sSL https://get.docker.com \| sh

换源

1	sudo vim /etc/docker/daemon.json

1
2
3

{
"registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com"]
}

docker-compose
Docker Compose 的安装方式有很多种，但由于 ARM 架构的限制，树莓派上的 Docker Compose 建议使用 pip 安装。
1
sudo pip3 install -U docker-compose
ui

1
2
3

sudo docker volume create portainer_data

sudo docker run -d -p 8988:9000 --name portainer --restart always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock -v portainer_data:/data portainer/

默认用户admin

Aria2

Aria2 是一款自由、跨平台命令行界面的下载管理器，和 wget 这类下载器不同的是，Aria2 不仅支持 BitTorrent，还能够从各种来源多路检索所请求的文件。包括 HTTP，HTTPS，FTP 和 BitTorrent 协议。

而且 Raspbain 系统默认已经安装了 Aria2，运行 apt-cache show aria2 即可查看安装信息。

1	sudo docker run -d --name aria2-ui-pi -p 8788:80 -p 6800:6800 -v /data:/data --restart=always huangzulin/aria2-ui-pi

默认用户/密码 admin/admin

mysql

为Nextcloud准备

docker pull mysql

docker run -d -p 3306:3306 -v /mnt/sde/mysql:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw --name mysql mysql

# linux/arm/v7 不支持mysql，需要安装
docker pull hypriot/rpi-mysql

docker run --name some-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -d -p 12345:3306 hypriot/rpi-mysql

Nextcloud

Nextcloud是一款开源免费的私有云存储网盘项目，可以让你快速便捷地搭建一套属于自己或团队的云同步网盘，从而实现跨平台跨设备文件同步、共享、版本控制、团队协作等功能。它的客户端覆盖了Windows、Mac、Android、iOS、Linux 等各种平台，也提供了网页端以及 WebDAV接口，所以你几乎可以在各种设备上方便地访问你的云盘。

1
2
3

sudo docker pull nextcloud

docker run -d --restart=always -p 8688:80 -v /mnt/sde/nextcloud:/var/www/html -v /mnt/sde:/var/www/data -link mysql:mysql --name nextcloud nextcloud

–link 链接数据库容器，链接使用mysql容器镜像mysql（容器名称）, 不使用则为sqlite数据库
-v 挂载目录，将容器/var/www/html挂载到主机/mnt/sde/nextcloud下面，html为服务路径，稍后会修改/mnt/sde/nextcloud/config/config.php的data，修改data的目录

docker-compose.yml

version: '2'

services:
  mysql:
    image: ibex/debian-mysql-server-5.7
    restart: always
    volumes:
      - db:/var/lib/mysql
    environment:
      - MYSQL_ROOT_PASSWORD=root
      - MYSQL_PASSWORD=<password>
      - MYSQL_DATABASE=nextcloud
      - MYSQL_USER=nextcloud
    container_name: mysql

  nextcloud:
    image: arm32v7/nextcloud
    ports:
      - 8688:80
    links:
      - mysql
    volumes:
      - nextcloud:/var/www/html
    restart: always
    container_name: nextcloud

  volumes:
    db:
    nextcloud:

等一块硬盘盒

smb

docker run -d -p 139:139 -p 445:445 --name samba -v /mnt/sde:/mount --restart=always dperson/samba -u "root;root" -s "root;/mount/;yes;no;yes;all;all;all" -w "WORKGROUP" -g "force user=root" -g "guest account=root"

clash

科学上网，dddd

docker-compose.yaml

version: '3'
services:
clash:
    # ghcr.io/dreamacro/clash
    # ghcr.io/dreamacro/clash-premium
    # dreamacro/clash
    # dreamacro/clash-premium
    image: dreamacro/clash
    container_name: clash
    volumes:
    - ./config.yaml:/root/.config/clash/config.yaml
    # - ./ui:/ui # dashboard volume
    ports:
    - "7890:7890"
    - "7891:7891"
    - "9090:9090"
    # - "8080:8080" # external controller (Restful API)
    # # TUN
    # cap_add:
    #   - NET_ADMIN
    # devices:
    #   - /dev/net/tun
    restart: unless-stopped
#network_mode: "bridge" # or "host" on Linux
clash_web:
    image: haishanh/yacd
    restart: always
    depends_on:
        - clash
    ports:
        - 8588:80
    container_name: clash_web

创建 config.yaml后，执行
1
sudo docker-compose up -d
查看log
1
sudo docker-compose logs
停止clash
1
docker-compose stop

测试

1	curl -x 127.0.0.1:7890 http://www.google.com

设置代理

# Define `setproxy` command to enable proxy configuration
setproxy() {
export http_proxy="http://localhost:7890"
export https_proxy="http://localhost:7890"
}

# Define `unsetproxy` command to disable proxy configuration
unsetproxy() {
unset http_proxy
unset https_proxy
}

# By default, enable proxy configuration for terminal login
setproxy

pihole

Pi-hole 是一款开源且免费的 DNS 沉洞服务器（DNS sinkhole）

docker-compose.yaml

version: "3"

# More info at https://github.com/pi-hole/docker-pi-hole/ and https://docs.pi-hole.net/
services:
pihole:
    container_name: pihole
    image: pihole/pihole:latest
    ports:
    - "53:53/tcp"
    - "53:53/udp"
    #- "67:67/udp" # Only required if you are using Pi-hole as your DHCP server
    - "8488:80/tcp"
    environment:
    TZ: 'America/Chicago'
    # WEBPASSWORD: 'set a secure password here or it will be random'
    # Volumes store your data between container upgrades
    volumes:
    - './etc-pihole:/etc/pihole'
    - './etc-dnsmasq.d:/etc/dnsmasq.d'    
    #   https://github.com/pi-hole/docker-pi-hole#note-on-capabilities
    cap_add:
    - NET_ADMIN # Recommended but not required (DHCP needs NET_ADMIN)      
    restart: unless-stopped

web
- http://ip.hole/
- http://<ip>:<port>/admin
ad host
- https://github.com/otobtc/ADhosts
- https://github.com/privacy-protection-tools/anti-AD

国内广告屏蔽不够全面
设备有时候不自动更换dns