第1篇 基礎(chǔ)知識(shí)
第1章 樹(shù)莓派基礎(chǔ) 2
1.1 樹(shù)莓派簡(jiǎn)介 2
1.1.1 起源 2
1.1.2 介紹 3
1.1.3 系統(tǒng) 4
1.1.4 應(yīng)用 4
1.2 燒錄系統(tǒng) 4
1.2.1 電源 5
1.2.2 顯示器 5
1.2.3 TF內(nèi)存卡 6
1.2.4 鍵盤(pán)和鼠標(biāo) 7
1.2.5 可選設(shè)備 7
1.2.6 安裝系統(tǒng) 8
1.2.7 無(wú)顯示器安裝系統(tǒng) 9
1.3 小結(jié) 11
第2章 樹(shù)莓派使用Python 12
2.1 樹(shù)莓派使用 12
2.1.1 Raspberry Pi OS簡(jiǎn)介 12
2.1.2 使用LXDE 12
2.1.3 使用終端 14
2.1.4 使用SSH 14
2.1.5 使用VNC 15
2.1.6 中文輸入法 17
2.2 安裝Python 17
2.2.1 安裝Python 18
2.2.2 Python解釋器 19
2.2.3 使用Thonny 19
2.3 小結(jié) 20
第3章 Linux命令 21
3.1 系統(tǒng)管理 21
3.1.1 用戶管理 21
3.1.2 進(jìn)程和服務(wù)管理 22
3.1.3 系統(tǒng)重啟和關(guān)機(jī) 26
3.2 文件管理 27
3.2.1 創(chuàng)建和刪除 27
3.2.2 目錄切換 28
3.2.3 權(quán)限設(shè)置 29
3.2.4 查找 30
3.3 軟件管理 30
3.3.1 軟件安裝 31
3.3.2 軟件升級(jí) 31
3.3.3 軟件搜索 31
3.3.4 軟件卸載 32
3.4 性能監(jiān)控 32
3.4.1 使用命令查看 32
3.4.2 使用腳本查看 33
3.5 小結(jié) 35
第4章 常用操作 36
4.1 樹(shù)莓派換源 36
4.1.1 查看系統(tǒng)版本 36
4.1.2 更換系統(tǒng)源 37
4.1.3 更換pip源 38
4.2 文件存儲(chǔ) 38
4.2.1 FTP服務(wù) 39
4.2.2 文件共享 40
4.3 系統(tǒng)備份 43
4.3.1 全卡備份 43
4.3.2 壓縮備份 44
4.4 小結(jié) 45
第5章 常用服務(wù) 46
5.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控 46
5.2 Web技術(shù) 48
5.2.1 nginx 48
5.2.2 內(nèi)網(wǎng)穿透 49
5.2.3 Aria2 51
5.2.4 NTP 55
5.3 MariaDB 57
5.4 小結(jié) 60
第2篇 核心技術(shù)
第6章 GPIO基礎(chǔ) 62
6.1 GPIO簡(jiǎn)介 62
6.1.1 GPIO定義 62
6.1.2 GPIO引腳布局 63
6.2 連接GPIO 66
6.2.1 直接連接 66
6.2.2 使用T形擴(kuò)展板 67
6.2.3 使用面包板 67
6.3 使用RPi.GPIO模塊 68
6.3.1 基本用法 68
6.3.2 模塊的輸入 70
6.3.3 脈沖寬度調(diào)制 72
6.4 控制GPIO輸出 74
6.4.1 硬件連接 74
6.4.2 測(cè)試GPIO輸出 75
6.5 檢測(cè)GPIO輸入 77
6.5.1 硬件連接 77
6.5.2 下拉電阻 78
6.5.3 上拉電阻 79
6.5.4 反應(yīng)測(cè)試 81
6.6 拓展GPIO 83
6.6.1 SPI通信協(xié)議 83
6.6.2 I2C通信協(xié)議 88
6.6.3 串口通信協(xié)議 90
6.7 小結(jié) 90
第7章 簡(jiǎn)單硬件 91
7.1 LED 91
7.1.1 控制亮度 91
7.1.2 改變顏色 92
7.1.3 RGB-LED燈條 95
7.1.4 LED矩陣 98
7.1.5 使用OLED 102
7.2 蜂鳴器 103
7.2.1 有源蜂鳴器 104
7.2.2 無(wú)源蜂鳴器 105
7.3 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 108
7.4 小結(jié) 111
第8章 高級(jí)硬件 112
8.1 GPS 112
8.1.1 連接GPS模塊 112
8.1.2 使用Python讀取數(shù)據(jù) 113
8.2 供電設(shè)備 116
8.2.1 鋰電池 116
8.2.2 不間斷電源 117
8.2.3 太陽(yáng)能電池板 118
8.3 數(shù)字鍵盤(pán) 119
8.4 指紋識(shí)別 123
8.5 麥克風(fēng)陣列 124
8.6 小結(jié) 128
第9章 控制電機(jī) 129
9.1 直流電機(jī) 129
9.1.1 直流電機(jī)簡(jiǎn)介 129
9.1.2 驅(qū)動(dòng)直流電機(jī) 130
9.1.3 控制方向 132
9.1.4 控制轉(zhuǎn)速 133
9.2 伺服電機(jī) 135
9.2.1 伺服電機(jī)簡(jiǎn)介 135
9.2.2 控制伺服電機(jī) 136
9.2.3 控制多臺(tái)伺服電機(jī) 137
9.3 步進(jìn)電機(jī) 139
9.3.1 步進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)介 139
9.3.2 單極步進(jìn)電機(jī) 140
9.3.3 雙極步進(jìn)電機(jī) 142
9.4 小結(jié) 147
第10章 OpenCV應(yīng)用 148
10.1 OpenCV基礎(chǔ) 148
10.1.1 OpenCV簡(jiǎn)介 148
10.1.2 樹(shù)莓派安裝OpenCV 149
10.1.3 圖像處理過(guò)程 156
10.2 使用各類(lèi)攝像頭 157
10.2.1 CSI攝像頭 157
10.2.2 USB攝像頭 160
10.3 圖像基礎(chǔ)操作 161
10.3.1 載入和顯示圖像 162
10.3.2 輸出灰度圖像 163
10.3.3 繪圖 164
10.4 簡(jiǎn)單的圖像識(shí)別 166
10.4.1 數(shù)字識(shí)別 166
10.4.2 英文識(shí)別 168
10.4.3 人臉識(shí)別 169
10.5 小 結(jié) 171
第3篇 高級(jí)應(yīng)用
第11章 傳感器 174
11.1 氣體傳感器 174
11.1.1 二氧化碳傳感器 174
11.1.2 MQ系列傳感器 176
11.2 溫度、濕度和氣壓傳感器 179
11.2.1 溫度傳感器 179
11.2.2 濕度傳感器 181
11.2.3 氣壓傳感器 183
11.3 電阻式傳感器 185
11.3.1 熱敏電阻 185
11.3.2 光敏電阻 187
11.4 聲波傳感器 189
11.4.1 聲音傳感器DO模塊 189
11.4.2 聲音傳感器AO模塊 191
11.4.3 超聲波傳感器 193
11.5 光傳感器 196
11.5.1 光照傳感器 196
11.5.2 紅外傳感器 198
11.5.3 紫外傳感器 199
11.5.4 激光傳感器 201
11.5.5 顏色傳感器 203
11.5.6 火焰?zhèn)鞲衅?204
11.6 力傳感器 208
11.6.1 壓力傳感器 208
11.6.2 震動(dòng)傳感器 211
11.6.3 電子羅盤(pán)傳感器 213
11.6.4 角速度和加速度傳感器 215
11.6.5 霍爾傳感器 219
11.7 小結(jié) 221
第12章 擴(kuò)展板 222
12.1 溫控風(fēng)扇 222
12.1.1 溫控風(fēng)扇簡(jiǎn)介 222
12.1.2 溫控風(fēng)扇使用方法 223
12.1.3 開(kāi)機(jī)自啟 223
12.2 電源管理 224
12.2.1 X735擴(kuò)展板簡(jiǎn)介 224
12.2.2 X735使用方法 225
12.2.3 腳本安裝 226
12.3 存儲(chǔ)擴(kuò)展 227
12.3.1 X872存儲(chǔ)擴(kuò)展板簡(jiǎn)介 227
12.3.2 X872和X735安裝方法 228
12.4 Sense Hat 228
12.4.1 Sense Hat簡(jiǎn)介 228
12.4.2 控制LED 229
12.4.3 使用傳感器 232
12.4.4 控制操縱桿 233
12.4.5 乒乓游戲 235
12.5 無(wú)線通信 236
12.5.1 無(wú)線通信簡(jiǎn)介 237
12.5.2 網(wǎng)絡(luò)連接 238
12.5.3 撥打電話 240
12.5.4 收發(fā)短信 242
12.5.5 GPS定位 244
12.6 模數(shù)轉(zhuǎn)換 246
12.6.1 模數(shù)轉(zhuǎn)換擴(kuò)展板簡(jiǎn)介 246
12.6.2 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)字信號(hào) 248
12.6.3 數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)模擬信號(hào) 250
12.7 接口擴(kuò)展 251
12.7.1 GPIO擴(kuò)展 252
12.7.2 面包板擴(kuò)展 252
12.7.3 USB擴(kuò)展 253
12.7.4 串口擴(kuò)展 254
12.8 以太網(wǎng)供電 257
12.8.1 POE擴(kuò)展板簡(jiǎn)介 257
12.8.2 POE擴(kuò)展板使用方法 257
12.9 繼電器 258
12.9.1 繼電器擴(kuò)展板簡(jiǎn)介 258
12.9.2 繼電器擴(kuò)展板使用方法 259
12.10 小結(jié) 261
第13章 Arduino使用 262
13.1 Arduino基本情況 262
13.1.1 Arduino簡(jiǎn)介 262
13.1.2 Arduino的特點(diǎn) 262
13.1.3 Arduino版本 263
13.1.4 Arduino引腳 265
13.2 Arduino應(yīng)用 266
13.2.1 IDE工具 266
13.2.2 點(diǎn)亮LED 268
13.2.3 Arduino語(yǔ)言 269
13.3 基礎(chǔ)函數(shù)庫(kù) 270
13.3.1 I/O函數(shù) 270
13.3.2 字符函數(shù) 273
13.3.3 數(shù)學(xué)庫(kù) 278
13.4 進(jìn)階函數(shù)庫(kù) 282
13.4.1 脈沖寬度調(diào)制 283
13.4.2 隨機(jī)數(shù) 283
13.4.3 中斷 284
13.4.4 串口通信 285
13.4.5 I2C通信 287
13.4.6 串行外設(shè)接口 290
13.5 與樹(shù)莓派通信 292
13.5.1 樹(shù)莓派安裝Arduino IDE 292
13.5.2 通過(guò)USB進(jìn)行通信 293
13.5.3 通過(guò)I2C進(jìn)行通信 295
13.6 使用Python控制Arduino 297
13.6.1 使用PyFirmata簡(jiǎn)單控制Arduino 298
13.6.2 控制Arduino的數(shù)字輸出 299
13.6.3 控制Arduino的PWM輸出 300
13.6.4 讀取Arduino的數(shù)字輸入 301
13.6.5 讀取Arduino的模擬輸入 303
13.7 小結(jié) 304
第4篇 項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)
第14章 項(xiàng)目實(shí)踐 306
14.1 家居控制 306
14.1.1 Home Assistant安裝 306
14.1.2 命令行基礎(chǔ)操作 309
14.1.3 基礎(chǔ)配置 312
14.1.4 接入設(shè)備 314
14.1.5 綁定微信小程序 316
14.1.6 安裝Hass.io組件 317
14.2 智能音箱 319
14.2.1 wukong-robot安裝 319
14.2.2 更新喚醒詞 321
14.3 Android TV 325
14.3.1 Android TV簡(jiǎn)介 325
14.3.2 安裝方法 326
14.4 個(gè)人博客網(wǎng)站 328
14.4.1 安裝依賴 328
14.4.2 數(shù)據(jù)庫(kù)配置 329
14.4.3 Gunicorn配置 331
14.4.4 Nginx配置 332
14.4.5 Supervisor配置 333
14.4.6 內(nèi)網(wǎng)穿透 334
14.5 小結(jié) 334
第15章 智能小車(chē) 335
15.1 開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備 335
15.1.1 需求分析 335
15.1.2 開(kāi)發(fā)環(huán)境 335
15.1.3 硬件清單 336
15.1.4 項(xiàng)目預(yù)覽 337
15.2 硬件安裝 338
15.2.1 底盤(pán) 338
15.2.2 循跡模塊 339
15.2.3 電池 341
15.2.4 主板 342
15.2.5 轉(zhuǎn)接板 343
15.2.6 電壓表 344
15.2.7 紅外模塊 345
15.2.8 超聲波模塊 345
15.2.9 面包板 347
15.2.10 云臺(tái) 347
15.2.11 連接底層板和頂層板 348
15.2.12 接線 349
15.3 燒錄鏡像 350
15.4 控制實(shí)驗(yàn) 351
15.4.1 控制蜂鳴器 351
15.4.2 按鍵檢測(cè) 353
15.4.3 實(shí)現(xiàn)基本運(yùn)動(dòng) 354
15.4.4 自動(dòng)循跡 358
15.4.5 自動(dòng)避障 361
15.4.6 超聲單方向避障 365
15.4.7 超聲多方向避障 368
15.4.8 紅外控制 373
15.4.9 WIFI控制 377
15.5 小結(jié) 378