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Node.js 和 Raspberry Pi


树莓派是一个小型、多功能计算机。

使用 Node.js,您可以为您的树莓派做惊人的事情。


什么是树莓派?

树莓派是一台小型、经济实惠、功能强大、信用卡大小的计算机。

它由 Raspberry Pi Foundation 开发,可能是史上用途最广泛的技术。

创始人 Eben Upton 的目标是创造一个低成本设备,以提高编程技能和硬件理解能力。

由于设备的尺寸小巧且价格低廉,它已成为众多爱好者、创客和电子爱好者项目的中心。


树莓派和 Node.js

树莓派拥有一排 GPIO(通用输入/输出)引脚,这些引脚可用于以惊人的方式与现实世界进行交互。本教程将重点介绍如何将它们与 Node.js 结合使用。


我需要什么?

本教程需要一台树莓派。我们在示例中使用了 Raspberry Pi 3,但本教程应适用于大多数版本。

所需硬件

  • 树莓派计算机
  • MicroSD 存储卡(我们推荐 Class 10,16 GB 或更高)
  • MicroSD 转 SD 存储卡适配器(通常随 MicroSD 卡附带)
  • Micro USB 电源供应器,用于为树莓派供电(建议 2.5A 或更高)
  • 用于树莓派的 WiFi/以太网线连接(Raspberry Pi 3 不需要,因为它内置 WiFi)
  • 一台可用的计算机,具备互联网连接和 SD 存储卡读卡器(用于将树莓派的操作系统 (OS) 写入存储卡)。在本教程中,我们使用 Windows 计算机,但您也可以选择 Mac 或 Linux 计算机。
  • HDMI 显示器、USB 键盘(我们仅在树莓派首次启动时需要它们)

在本教程的后续章节中,我们将使用特殊传感器或设备连接到树莓派。我们将在相关章节中将其指定为特殊要求。

如果您已经设置好了一台安装了 Raspbian、连接了互联网并启用了 SSH 的树莓派,则可以跳到“在树莓派上安装 Node.js”步骤。


将 Raspbian 操作系统镜像写入 MicroSD 卡

在我们可以开始使用树莓派之前,我们需要安装一个操作系统。

Raspbian 是一个基于 Debian Linux 的免费操作系统,它针对树莓派进行了优化。

https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ 下载最新版 Raspbian 镜像到您的计算机。

在本教程中,我们使用“LITE”版本,因为我们将树莓派设置为无头服务器(我们将通过 SSH 连接它,而无需连接键盘/显示器)。您可以选择任何版本,但本教程是以“LITE”版本为重点编写的。

将 MicroSD 存储卡插入您的计算机(如果需要,通过 SD 适配器)。打开文件资源管理器,验证其是否可用。

Etcher 是一款用于将镜像刷新到存储卡的程序。请访问:https://etcher.io/ 下载并安装 Etcher。

启动 Etcher

Launch Etcher

点击“Select image”按钮,找到您下载的 Raspbian zip 文件。

点击“Select drive”按钮,指定存储卡作为目标位置。

点击“Flash!”按钮将镜像写入存储卡。

Etcher 完成将镜像写入存储卡后,将其从计算机中移除。


设置您的树莓派

为了让树莓派准备好启动,我们需要:

  1. 将 MicroSD 存储卡插入树莓派
  2. 连接 USB 键盘
  3. 连接 HDMI 线
  4. 连接 USB Wi-Fi 适配器(或以太网线)。如果您使用的是 Raspberry Pi 3,请跳过此步骤
  5. 连接 micro USB 电源供应器
  6. 树莓派现在应该正在启动

树莓派启动完成后,使用用户名:pi 和密码:raspberry 登录


在树莓派上设置网络

如果您使用以太网线将树莓派连接到互联网,则可以跳过此步骤。

在本节中,我们将假设您使用的是 Raspberry Pi 3,其内置 WiFi。

首先扫描无线网络

pi@raspberrypi:~ $ sudo iwlist wlan0 scan

这将列出所有可用的 WiFi 网络。(它也确认您的 WiFi 工作正常)

现在我们需要打开 wpa-supplicant 文件,以添加您要连接的网络

pi@raspberrypi:~ $ sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

这将使用 Nano 编辑器打开文件。在文件底部添加以下内容(请将 wifiNamewifiPassword 替换为实际的网络名称和密码)

network={
  ssid="wifiName"
  psk="wifiPassword"
}

Press "Ctrl+x" to save the code. Confirm with "y", and confirm the name with "Enter".

然后重启树莓派

pi@raspberrypi:~ $ sudo reboot

重启后,再次登录,并确认 WiFi 已连接并且工作正常

pi@raspberrypi:~ $ ifconfig wlan0

如果 WiFi 工作正常,显示的应包含一个 IP 地址,例如:

inet addr:192.168.1.50

记下该 IP 地址,因为我们将使用它通过 SSH 连接到树莓派。



启用 SSH、更改主机名和密码

现在您的树莓派已连接到互联网,是时候启用 SSH 了。

SSH 允许您在不连接显示器和键盘的情况下使用树莓派。

(您需要在非树莓派计算机上使用 SSH 客户端。我们在 PuTTY用于 Windows)

打开树莓派软件配置工具

pi@raspberrypi:~ $ sudo raspi-config

您应该会看到类似以下的菜单

raspi-config Main Screen

选择选项 5 Interfacing Options

raspi-config Main Screen

选择选项 P2 SSH,以激活 SSH

raspi-config Main Screen

使用 YES 确认,以激活 SSH

raspi-config Main Screen

SSH 现在已启用,您应该会再次回到主菜单。

选择 1 Change User Password,并按照说明更改密码。选择一个安全的密码,但要确保您能记住它

raspi-config Main Screen

完成更改密码后,您应该会回到主菜单。

选择 2 Hostname,并按照说明更改主机名

raspi-config Main Screen

完成更改主机名后,您应该会回到主菜单。

现在我们将关闭菜单并保存更改

raspi-config Main Screen

选择 Finish 时,系统会提示您重启。选择 Yes 重启树莓派。

raspi-config Main Screen

现在您可以拔掉树莓派的显示器和键盘,然后使用我们的 SSH 客户端登录。

打开 PuTTY,输入您的树莓派的 IP 地址,然后点击 Open

raspi-config Main Screen

使用用户名 pi 和您指定的密码登录。

您现在应该会看到一个类似以下的命令行:(我们使用了 w3demopi 作为我们的主机名)

pi@w3demopi:~ $

您现在可以在“无头模式”下运行您的树莓派,这意味着您不需要显示器或键盘。如果您有 WiFi 连接,也不需要以太网线,只需电源线即可!


在树莓派上安装 Node.js

正确设置树莓派后,通过 SSH 登录,并将您的树莓派系统软件包更新到最新版本。

Update your system package list

pi@w3demopi:~ $ sudo apt-get update

将所有已安装的软件包升级到最新版本

pi@w3demopi:~ $ sudo apt-get dist-upgrade

定期执行此操作将使您的树莓派安装保持最新。

要下载并安装最新版本的 Node.js,请使用以下命令

pi@w3demopi:~ $ curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_8.x | sudo -E bash -

现在通过运行以下命令进行安装

pi@w3demopi:~ $ sudo apt-get install -y nodejs

检查安装是否成功,以及 Node.js 的版本号

pi@w3demopi:~ $ node -v

开始使用树莓派和 Node.js

现在您已经拥有了一台安装了 Node.js 的树莓派!

如果您想了解更多关于 Node.js 的信息,请遵循我们的教程:https://w3schools.org.cn/nodejs/

在下一章中,我们将了解 GPIO 以及如何将其与 Node.js 结合使用。


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