每天学点儿树莓派(一)——开山篇

本文介绍了树莓派的基础知识,并详细讲解了如何使用GPIO接口控制LED灯,包括硬件连接和软件编程过程。适合初学者快速上手。

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  首先,说明一点,我基本上来说就是个电路白痴,在学习考试从来没及格过。奈何一个软件工程师总是与硬件也有着不解的情缘。毕竟硬件是躯干,软件是灵魂,二者总是不可分割的。所以,前几天实在是没忍住入手了一台树莓派,想着先学着,一边看一边学,同时做做笔记。有空的时候我就把它整理出来放到博客上来。一是希望和我一样想要学习树莓派,但是却在软件或者硬件的某一个方面欠缺的同学能够从中获益,二也是希望能够以此鞭策自己每天都能够学习那么一点硬件的知识。好了,废话不多说,这就开始。

一、什么是树莓派

  网上都说树莓派就是一台电脑,这么说没错,但是我还是想给它加一些限定。首先来说,树莓派是基于ARM架构的电脑。使用的是精简指令集,所以有些软件在树莓派上并不能运行,虽然现在很多软件都提供了ARM版,但是我还是要在这里给大家提个醒。一些特殊的任务,最好先调查一下有没有ARM版的软件,别买回来树莓派却办不成。比如我昨天打算在树莓派上面搭建一个CI的平台,后来发Android SDK的工具竟然不能在树莓派上运行,可惜可惜。

二、什么是GPIO

  General Purpose Input Output (通用输入/输出)简称为GPIO,或总线扩展器,利用工业标准I2C、SMBus或SPI接口简化了I/O口的扩展。当微控制器或芯片组没有足够的I/O端口,或当系统需要采用远端串行通信或控制时,GPIO产品能够提供额外的控制和监视功能。(百度的,别砍我)。

  这张图不错,一定要收藏,这是树莓派2B的接口图,到时候忘记了,到这里查就好。

三、点亮一盏LED灯

  下面要说点亮LED的事儿了,硬件的世界里,点亮一盏LED就想编程时的Hello World一样,入门必备。
LED灯接一个200欧姆的电阻。

  然后接上线,根据上面的引脚图,一个脚接VCC 3.3V的那个脚,一个接GND,然后不出意外地,小灯亮啦!

当然上面这个例子对于树莓派来说还算不上Hello World,所谓一台有“芯”的计算机,怎么可以没有对灯的控制权呢?!下面我们就来实现对灯的亮灭的控制操作。

四、控制一盏LED灯

  因为我是做Java开发的,所以就不耽搁时间去研究用别的语言怎么实现控制GPIO了,像是python也能对GPIO很好的进行控制。其实万变不离其宗,都是将对GPIO驱动的模块封装了而已。
如果需要使用java操作GPIO,首先我们需要下载Pi4J,官网是http://pi4j.com/
  SSH远程登录你的树莓派:
  执行下面的命令

curl -s get.pi4j.com | sudo bash


  注意看提示,别一会儿又找不着位置了。
  写个测试程序测试一下:

  使用如下命令编译:

javac -classpath .:classes:/opt/pi4j/lib/'*' -d . FirstTest.java

  运行:

  注意运行时也需要库文件的支持,否则会提示ClassNotFoundException: com.pi4j.io.gpio.GpioFactory。
  此时大家应该能看到灯在一闪一闪亮晶晶了。

  至此,开山篇就结束了,请大家耐心等待我的第二集内容,谢谢~

1. 用户与权限管理模块 角色管理: 生:查看实验室信息、预约设备、提交耗材申请、参与安全考核 教师:管理课题组预约、审批生耗材申请、查看本课题组使用记录 管理员:设备全生命周期管理、审核预约、耗材采购与分发、安全检查 用户操作: 登录认证:统身份认证(对接号 / 工号系统,模拟实现),支持密码重置 信息管理:生 / 教师维护个人信息(联系方式、所属院系),管理员管理所有用户 权限控制:不同角色仅可见对应功能(如生不可删除设备信息) 2. 实验室与设备管理模块 实验室信息管理: 基础信息:实验室编号、名称、位置、容纳人数、开放时间、负责人 功能分类:按科(计算机实验室 / 电子实验室 / 化实验室)标记,关联可开展实验类型 状态展示:实时显示当前使用人数、设备运行状态(正常 / 故障) 设备管理: 设备档案:名称、型号、规格、购置日期、单价、生产厂家、存放位置、责任人 全生命周期管理: 入库登记:管理员录入新设备信息,生成唯资产编号 维护记录:记录维修、校准、保养信息(时间、内容、执行人) 报废处理:登记报废原因、时间,更新设备状态为 "已报废" 设备查询:支持按名称、型号、状态多条件检索,显示设备当前可用情况 3. 预约与使用模块 预约管理: 预约规则:生可预约未来 7 天内的设备 / 实验室,单次最长 4 小时(可设置) 预约流程:选择实验室→选择设备→选择时间段→提交申请(需填写实验目的) 审核机制:普通实验自动通过,高危实验(如化实验)需教师审核 使用记录: 签到 / 签退:到达实验室后扫码签到,离开时签退,系统自动记录实际使用时长 使用登记:填写实验内容、设备运行情况(正常 / 异常),异常情况需详细描述 违规管理:迟到 15 分钟自动取消预约,多次违规限制预约权限 4. 耗材与安全管理模块 耗材管理: 耗材档案:名称、规格、数量、存放位置、
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