环境准备

os

本节详细说明了课程实施的全程中需要的软硬件环境配置。
相关软件，代码及课程资源，请点击这里来下载
也可以选择在下方提供的官方网址下载
推荐按顺序依次安装以下软件，以避免因依赖问题报错
Arduino建议使用我们提供的预先配置好的版本

涉及硬件

  • 电脑：x86架构，运行Windows/Linux/macOS
  • 树莓派3B或4B套装（主板，电源，SD卡）
  • 路由器
  • 可选配件：显示器，视频线缆

在你的电脑上的操作

1. 安装Arduino IDE

Arduino IDE（Integrated Development Environment，集成开发环境）是针对Arduino控制板的编程和下载平台。在Windows，macOS，Linux上均可以方便安装。Arduino项目文件的后缀是*.ino 。项目文件应在与项目名相同的文件夹中。

使用预先配置的Arduino（推荐）

  1. 下载压缩包，解压到磁盘任意位置，比如桌面。
  2. 点击文件夹中的Arduino.exe，开始使用。

手动安装

  1. 下载安装Arduino IDE
  2. 在文件--首选项--附加开发板管理器网址一栏中输入https://arduino.ESP8266.com/stable/package_ESP8266com_index.json,https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

arduino-config-1

  1. 重启Arduino IDE

  2. 在工具--开发板--开发板管理器中分别搜索esp8266和esp32，选择最新版本进行安装

ESP8266

esp32

  1. 在工具--管理库中搜索DHT，选择DHT sensor library by Adafruit

dht

  1. 在工具--管理库中搜索adafruit sensor，寻找并选择Adafruit Unifled Sensor by Adafruit

ada2

  1. 打开链接https://github.com/ESP8266/arduino-ESP8266fs-plugin/releases,选择.zip文件下载，将解压后的文件夹复制到Arduino安装目录/tools文件夹，然后重启IDE

arduino-config-2

默认的路径应该是这样：/Arduino/tools/ESP8266FS/tool/ESP8266fs.jar 如果安装成功，会在工具菜单下看到下图选项:

undefined
  1. 设置开发板和端口
undefined

2. 安装CP2102驱动

这个驱动用于使用USB串口连接ESP8266。注意选择对应的操作系统和版本进行下载和安装。下载链接: https://www.silabs.com/products/development-tools/software/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers

3. 安装Anaconda（可选）

本课程大部分Python运行环境已经迁移到元卓在线编程平台
Anaconda是一个Python环境管理软件。在Windows、Mac、Linux上均可以方便安装。下载链接：https://www.anaconda.com/products/individual anacondanew

setup

  1. 下载安装Anaconda

    • 在Windows和macOS上按图形化安装界面提示安装即可
    • 在Linux上，使用终端切换到安装包路径，使用sh 安装包进行安装anacondalinux

  2. Linux和macOS用户打开终端, Windows用户在开始菜单打开Anaconda Prompt

  3. 创建并进入环境 
# 创建一个名字为learn-ai的虚拟环境，-y参数表示默认确认，不加此参数需手动确认。
conda create -n learn-ai -y

# 激活learn-ai虚拟环境
conda activate learn-ai
  1. 在新环境中安装和OpenCV和TensorFlow（若电脑有独立显卡应安装GPU版本的TensorFlow）

如何在Windows 10操作系统中查看显示卡：按住Win键+X，然后选择设备管理器，在打开的窗口中选择显示适配器。

# 建议按下面的顺序安装
# 安装opencv
conda install opencv -y

# 安装Tensorflow
## 无独立显卡的电脑使用这条命令
conda install tensorflow -y
## 有独立显卡的电脑使用这条命令
conda install tensorflow-gpu -y

# 安装git
conda install git

Anaconda基本命令概览

命令 操作 举例
conda create -n [环境名字] 创建新的虚拟环境 conda create -n learn-ai
conda activate -n [环境名字] 激活虚拟环境 conda activate -n learn-ai
conda install [包名] 安装指定包 conda install opencv
conda deactivate 退出虚拟环境 conda deactivate
conda env list 列出所有虚拟环境 conda env list
conda env remove -n [环境名字] 删除指定环境 conda env remove - n learn-ai

4. VSCode（可选）

VSCode是微软出品的免费代码编辑软件。在Windows，macOS，Linux上均可以方便安装。下载链接：https://code.visualstudio.com

教学路由器配置

教学的路由器默认设置如下：
SSID：AI
密码：raspberry
管理地址：http://192.168.123.1
管理账号：admin
管理密码：admin

在树莓派上的操作

我们已经为树莓派配置好了全部环境，软件如Arduino IDE，相关代码等。可以下载封装的镜像文件进行恢复，也可以直接使用我们烧录好的SD卡（推荐）。

1. 镜像恢复

在这里下载最新的恢复镜像和备份恢复软件。 将32G或以上的TF卡插入到读卡器，连接到电脑。 使用Etcher或Win32DiskImager进行镜像恢复。

Etcher

steps-8006dca57323756b1b84fb9408742409

选择镜像文件，和读卡器的盘符，点击Flash

Win32DiskImager

微信截图_20190827191950

选择待恢复镜像和待写入磁盘盘符，然后点按写入

2. 使用显示器连接树莓派

这是最简单的方式，通过HDMI线连接树莓派和显示器即可。

3. 远程连接树莓派（无显示器）

（1）连接到路由器并获取局域网地址

树莓派默认连接的SSID是AI，密码是raspberry。如果你的路由器名称和密码不是这个的话，你可以：

有线连接

从路由器的LAN口引出网线，连接到树莓派。打开你的路由器管理页面，查看树莓派分配到的IP地址。

无线连接

修改树莓派的配置文件，使其连接到你现有的WiFi。
恢复完成后，在电脑上会出现一个boot分区。 在boot分区创建文件wpa_supplicant.conf，写入以下内容。

country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

network={
ssid="WiFi名字-不要删掉引号"
psk="WiFi密码-不要删掉引号"
key_mgmt=WPA-PSK
priority=1
}

远程桌面

远程桌面的协议主要有RDP和VNC。

服务端（树莓派）配置

树莓派默认带有VNC Server服务。也可以安装RDP服务：

sudo apt install xrdp
systemctl enable xrdp
systemctl start xrdp
systemctl status xrdp
客户端配置
  • VNC Viewer是一个跨平台应用，支持多个平台。
  • Remmina是一个支持多种协议的跨平台客户端。
  • Microsoft远程桌面 是一个支持RDP协议的客户端，可以在微软Microsoft Store和苹果App Store下载。
  • 其他开源项目如FreeRDP

SSH

树莓派默认带有SSH服务。
恢复完成后，在电脑上会出现一个boot分区。在boot分区创建文件ssh
在Windows上按Win键，然后输入CMD打开命令提示符，在窗口中输入：

ssh pi@树莓派的IP地址

输入回车后按提示输入密码：raspberry

树莓派软件环境集成说明

1. 课程项目文件

已经将课程相关文件放置在桌面learn-ai文件夹中。

2. 常用软件

已经配置安装好各类常用软件，如Arduino，VSCode等。

3. Docker（虚拟容器）

sudo curl -sL get.docker.com | sed 's/9)/10)/' | sh

4. Nginx（网络服务器）

sudo apt install nginx
systemctl enable nginx
systemctl start nginx
systemctl status nginx

5. HomeAssistant（物联网平台）

Home Assistant是一个开源的物联网平台，兼容各种物联网协议。可以方便的接入和控制各种设备

# Install hassio dependencies
sudo apt-get install apparmor-utils apt-transport-https avahi-daemon ca-certificates curl dbus jq network-manager socat software-properties-common

# Install hassio
cd ~
curl -sL "https://raw.githubusercontent.com/home-assistant/hassio-installer/master/hassio_install.sh" >> hassio_install.sh

sudo nano hassio_install.sh
---
"armv7l")
        HOMEASSISTANT_DOCKER="$DOCKER_REPO/raspberrypi3-homeassistant"
        HASSIO_DOCKER="$DOCKER_REPO/armhf-hassio-supervisor"
    ;;
---

sudo bash hassio_install.sh

6. Snowboy（语音助手）

# https://github.com/Kitt-AI/snowboy
sudo docker pull wupanhao/snowboy:1.0
# 启动镜像
sudo docker run -idt --name="rapiro" --privileged -v /home/pi/rapiro:/rapiro wupanhao/snowboy:1.0 /bin/bash
# 进入镜像
sudo docker exec -it rapiro env LANG=C.UTF-8 /bin/bash

7. 麦克风扩展板驱动

git clone https://github.com/waveshare/WM8960-Audio-HAT
cd WM8960-Audio-HAT
sudo ./install.sh
sudo reboot

8. Python相关环境

python2 -m pip list
#output
python3 -m pip list
#output
© 北京师范大学智慧学习研究院 all right reserved，powered by Gitbook修订时间： 2020-11-10

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