Java 學習之路
Java Embedded（3）Raspberry Pi 硬體週邊與作業系統設定
|
Java Embedded（2）安裝 Java Embedded 開發環境 << 前情 3-1 準備好Raspberry Pi與需要的設備目前已經安裝好Java SE 8與Java SE Embedded 8 JDK，也瞭解Java SE Embedded的基本概念，接下來就開始準備嵌入式應用程式運作的設備，包含Raspberry Pi與必要的週邊設備，還有讓Raspberry Pi可以運作的作業系統。 Raspberry Pi是Raspberry Pi基金會研發的單板電腦，以提供學校電腦教育為目的。目前Raspberry Pi基金會授權給兩家經銷商，在官方網站http://www.raspberrypi.org/buy/提供它們的連結：
兩家經銷商中的「element 14」提供台灣的的購物網站http://tw.element14.com/，進入網站後，搜尋產品「Raspbery Pi」，可以看到所有相關的商品：
目前Raspberry Pi最新的產品是「Raspberry Pi 2 Model B」，建議購買Pi 2 Model B或Pi Model B+。在台灣有其它許多購買Raspberry Pi的管道，請你自行搜尋與比較，例如運費、保固與開發技術的支援。 準備好Raspberry Pi以後，接下來認識其它需要的週邊設備：
這是Raspberry Pi Model B連接好設備以後的樣子（使用USB Hub供應電源，USB WiFi無線網卡）：
另外這張圖片，使用一般行動電話使用的充電器（5V1A），連接到Raspberry Pi的Micro USB供應電源，使用網路線連接到RJ45埠：
為了在學習Java嵌入式程式設計的過程可以節省一些費用，建議儘量使用現有的設備。 3-2 建立Raspberry Pi的作業系統記憶卡準備好需要的硬體設備以後，就剩下Raspberry Pi作業系統的部份了。Raspberry Pi使用記憶卡為主要的儲存設備，所以作業系統也必須安裝在記憶卡。Raspberry Pi支援許多Linux作業系統，官方網站提供幾種不同的選擇，開啟官方網站的下載網頁http://www.raspberrypi.org/downloads/，選擇「RASPBIAN」的「Download ZIP」：
檔案大約有800多MB，所以需要花費一些時間下載。儲存下載的檔案，解壓縮檔案後，就可以看到一個檔名為「2015-02-16-raspbian-wheezy.img」的作業系統檔案。（因為官方網站會不定期更新，所以檔案名稱可能不一樣） 建議先移除電腦所有的儲存設備，例如USB隨身碟與外接硬碟，把準備好的記憶卡插入電腦，確認記憶卡配置的磁碟機代號。要特別注意，執行後面的步驟以後，記憶卡的內容會全部清空，如果需要的話，先執行備份的工作。 接下來需要把作業系統檔案燒錄到記憶卡，在Windows環境下，需要下載額外的軟體。開啟這個網頁http://fedoraproject.org/wiki/FedoraARMInstaller，點選「Windows Zip Archive」下載需要的檔案：
儲存並解壓縮下載的檔案，在解壓縮的目錄下，找到「fedora-arm-installer-2.exe」檔案，按滑鼠右鍵，選擇「以系統管理員身份執行」，啟動這個應用程式。出現應用程式畫面後，選擇「Browse」按鈕，選擇剛才下載與解壓縮的作業系統檔案：
在應用程式畫面的「Destination」選擇SD記憶卡配置的磁碟機代號（請小心選擇），然後選擇「Install」按鈕：
在確認的對話框選擇「Yes」按鈕：
應用程式開始儲存作業系統檔案到記憶卡，這個工作需要花費一些時間：
完成工作後，關閉應用程式，並退出記憶卡：
3-3 Raspberry Pi作業系統的初始設定完成硬體設備和作業系統記憶卡的準備工作後，接下來就可以在Raspberry Pi啟動作業系統，並執行第一次開機的初始設定。檢查是否已經連接好這些需要的設備：
確認已經連接好設備以後，連接或開啟電源，Raspberry Pi會亮起紅色的電源指示燈，讀取儲存設備的時候，也會有黃色的指示燈，螢幕開始顯示開機過程的訊息：
第一次開機的時候，系統會自動進入設定畫面：
接下來在文字選單畫面中執行設定的工作：
完成上面的設定以後，選擇「Finish」後選擇「Yes」，系統會重新開機。開機完成後，使用帳號「pi」，上面設定好的密碼登入系統。如果你使用網路線連接到Raspberry Pi，可以輸入下列的指令檢查IP位址： ifconfig 檢查畫面上的資訊，把IP位址記起來：
3-5 設定無線網路與固定的IP位址在後續使用Rasperry Pi的時候，經常需要執行連線與傳輸檔案的工作，使用Raspberry Pi支援的USB Wifi網路卡，並為它設定一個固定的IP位址，會是比較方便一些。如果你有無線網路的設備，而且已經準備好USB無線網路卡，啟動Raspberry Pi並登入後，把USB無線網路卡插入Raspberry Pi的USB埠，執行「lsusb」指令檢查是否支援這個USB無線網路卡設備。下面是使用EdiMax EW-7811Un的顯示的訊息： pi@raspberrypi:~$ lsusb Bus 001 Device 002: ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp. Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp. Bus 001 Device 004: ID 7392:7811 Edimax Technology Co., Ltd EW-7811Un 802.11n Wireless Adapter [Realtek RTL8188CUS] 確定作業系統支援你的USB無線網路卡以後，執行下列的指令準備使用nano編輯網路設定檔。因為網路設定檔是作業系統的設定檔，所以在nano之前加上sudo，表示使用管理員的權限執行修改檔案的工作： sudo nano /etc/network/interfaces 執行指令以後畫面顯示的是原來預設的設定檔內容，把原來預設的設定修改為下列的內容： auto lo
iface lo inet loopback
auto wlan0
iface wlan0 inet static
address 你為Raspberry Pi決定的IP位址
netmask 子網路遮罩
gateway 預設閘道/路由器
wpa-ssid 無線網路的名稱
wpa-psk 無線網路的密碼
修改後的內容會像這樣，裡面的設定值需要依照你實際的網路環境調整： auto lo iface lo inet loopback auto wlan0 iface wlan0 inet static 修改完成以後，依序按下「Ctrl+X」、「Y」與「Enter」鍵，儲存修改後的設定檔案。執行下面關機的指令： sudo poweroff 等候Raspberry Pi完成關機以後再關閉電源，確認USB無線網路卡已經插入Raspberry Pi的USB埠，啟動並登入Raspberry Pi，執行「ifconfig」指令確認網路的設定是否正確。無線網路的名稱是「wlan0」，所以執行「ifconfig wlan0」指令，顯示無線網路的狀態就可以了： pi@raspberrypi:~$ ifconfig wlan0
wlan0 Link encap:Ethernet HWaddr 80:1f:02:fd:ad:b0
inet addr:192.168.1.101 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
UP BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)
確認正確設定網路以後，可以使用「ping」指令測試網路連線是否正確。執行「ping 主機名稱/IP位址」指令，可以測試與指定主機之間的網路通訊，執行這個指令以後會持續的測試，所以要自己按「Ctrl + C」停止，在畫面顯示「^C」訊息後停止ping應用程式（168.95.1.1是一家電信公司的DNS伺服器IP位址）： pi@raspberrypi:~$ ping 168.95.1.1 PING 168.95.1.1 (168.95.1.1) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 168.95.1.1: icmp_req=1 ttl=247 time=15.4 ms 64 bytes from 168.95.1.1: icmp_req=2 ttl=247 time=8.06 ms 64 bytes from 168.95.1.1: icmp_req=3 ttl=247 time=9.89 ms 64 bytes from 168.95.1.1: icmp_req=4 ttl=247 time=9.67 ms 64 bytes from 168.95.1.1: icmp_req=5 ttl=247 time=12.1 ms 64 bytes from 168.95.1.1: icmp_req=6 ttl=247 time=8.56 ms ^C --- 168.95.1.1 ping statistics --- 6 packets transmitted, 6 received, 0% packet loss, time 5008ms rtt min/avg/max/mdev = 8.069/10.635/15.429/2.510 ms 如果畫面顯示類似上面的訊息，表示你的Raspberry Pi已經可以經由無線網路連接到網際網路，而且IP固定為你設定的位址。 3-6 遠端連線與傳輸檔案安裝好Raspberry Pi作業系統與網路連線以後，後續的工作雖然可以直接在Raspberry Pi操作，不過每次都要接上螢幕與鍵盤，會比較麻煩一些。大部份的工作，可以在你工作的電腦，使用遠端連線到Raspberry Pi執行操作，為Raspberry Pi接上作業系統記憶卡、網路與電源，等候Raspberry Pi開機完成後，就可以不用管它了。 在使用Raspberry Pi的時候，通常需要傳輸一些檔案，還有在連線以後執行指令。Windows作業系統沒有提供SSH（Secure Shell）與SCP（Secure Copy）工具程式，如果你已經有熟悉的工具程式，就直接使用它們。如果沒有的話，Windows比較常見的工具程式有Putty，開啟這個網頁http://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/download.html，下載並儲存「putty.exe」與「pscp.exe」：
先使用putty測試遠端連線，執行下載的putty.exe，在出現的視窗中選擇「Session」目錄；在「Host Name（or IP address）」輸入Raspberry Pi的IP位址；在「Saved Sessions」輸入一個自己取的連線名稱；最後選擇「Save」按鈕儲存：
雙擊已經儲存的連線設定：
選擇「Yes」按鈕：
在啟動的連線視窗，輸入帳號「pi」與設定的密碼，出現像這樣的畫面，就表示已經連線到Raspberry Pi：
如果需要傳輸檔案到Raspberry Pi，可以使用剛才下載的pscp.exe工具程式，這是它的基本使用方式： pscp 要傳輸的檔案 帳號@IP位址:儲存的位置 如果需要傳輸一個名稱為「hellorpi.txt」的檔案到Raspberry Pi，開啟一個命令提示字元，切換到儲存pscp.exe工具程式的目錄，執行下列的指令： cd C:\JavaEmbedded C:\JavaEmbedded>pscp hellorpi.txt [email protected]:/home/pi [email protected]'s password: hellorpi.txt | 0 kB | 0.0 kB/s | ETA: 00:00:00 | 100% 傳輸成功以後，回到putty的視窗，可以執行「ls」指令，看看是不是多了傳輸的檔案。 使用完Raspberry Pi以後，儘量不要直接關閉它的電源，在連線到Raspberry Pi的putty視窗，輸入下列的指令執行關機的步驟： sudo shutdown -h now 等待Raspberry Pi關機以後，再關閉它的電源。 課程相關的檔案都可以GitHub瀏覽與下載。 |
http://github.com/macdidi5/JavaEmbedded相關文章
關於作者
作者其它文章
- Android Tutorial using Kotlin 第六堂（3）Material Design - Shared Element與Floating Action Button
- Android Tutorial using Kotlin 第六堂（2）Material Design - RecylerView
- Android Tutorial using Kotlin 第六堂（1）Material Design - Theme與Transition
- Kotlin Tutorial（19）集合與泛型
- Android Tutorial using Kotlin 第五堂（3）設計小工具元件 - AppWidget