国庆放假期间我在某宝上买了一只树莓派 3B 和一堆传感器，准备搞一波事情。因为是国庆，所以各家店发货都有不同的延迟，导致我国庆长假后又过了好几天东西才到齐。
先上张完成体的图片：
我分了五家店买了这些东西：
- 树莓派 3B（含外壳、风扇、散热片、电源套装）
- 闪迪 32G TF卡
- 树莓派传感器套装（支持树莓派的 3.3V 电平，总共 16 个）
- 5 寸 800x480 触摸屏
- DS3231 时钟模块和 GPIO 针脚标记板（后买）
树莓派本体
最先到的是树莓派 3B 本体，以及配套的外壳风扇散热片等等。然而我买的 TF 卡还没到…… 所以这只树莓派暂时什么都干不了。不过我还是可以把外壳风扇等等先组装起来。
然而我很快发现了问题：店家的外壳内支撑柱的位置不准，同一侧的两根柱子同时只能有一根插在树莓派电路板的孔里，另一根只能顶在电路板上，树莓派装不进去。
然后我就拿起剪刀把那两根柱子剪了。
树莓派很顺利地放了进去。因为外壳大小刚好，所以没了柱子不影响树莓派的稳定性。
散热片居然是用双面胶粘在芯片上的，我不禁怀疑它们甚至会影响散热。或许之后我应该用硅脂把双面胶替换掉。
风扇要接在树莓派的 4、6 针脚上（分别是 5V 和接地），它也给我一种仅仅作为安慰剂存在的感觉。
上一下电，树莓派主板红灯亮起，风扇开始转动，说明启动成功。但因为 TF 卡还没到，树莓派什么都干不了，所以还得等等。
TF 卡
TF 卡在第二天到达。我只需要把树莓派的 Raspbian 系统 dd 进 TF 卡里就大功告成了。
首先去 https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/ 下载 Raspbian。因为我打算自己装桌面，所以我下载了 Lite 版。
因为我自己用的是 Mac OS X，所以不需要装额外的软件。先是打开磁盘工具把 TF 卡卸载了，然后：
sudo dd bs=1m if=raspbian.img of=/dev/rdisk2 conv=sync把卡从电脑上拔下来插进树莓派，上电，开机，一气呵成。
学校网络
但是……我是在学校里，所以我遇到了尴尬的情况：
- 学校的有线网络和无线网络 A 需要通过网页登录。
- 学校有 eduroam 无线网络，但是 eduroam 是 WPA2-EAP 企业级认证，需要输入用户名和密码。
- 我的显示屏还没到。
- 我有无线鼠标，但是没有无线键盘。
当务之急是先连进树莓派。那么用电脑把 Wi-Fi 共享到有线网端口就行了。不幸的是，Mac OS X 拒绝共享 WPA2-EAP 的无线网络，所以我只能先用一下 Windows。
进入控制面板-网络与共享中心-WiFi连接-属性，选上「允许其它用户通过此计算机的 Internet 连接来连接」，再选择你的有线网卡，类似下图：（图片来自网络）
然后把树莓派用网线连到电脑上就可以了。那么怎么获知树莓派的 IP 呢？打开命令提示符，输入 arp -a，然后去找 IP 为 192.168.137.xxx 的设备，它就是树莓派，用 PuTTY
等工具连上去吧。默认用户名 pi，密码 raspberry。
连接 eduroam
又一个问题出现了：我的树莓派必须能不依赖电脑自己上网，否则我买它没什么意义，还不如直接买只 Arduino 接在 24 小时运行的电脑上。于是我 Google 了一通 wpa_supplicant 连接 WPA2-EAP 网络的配置，但是全都连不上。
我突然想到，我的手机是 Android 系统，Android 也是 Linux，连 Wi-Fi 同样是用
wpa_supplicant，把它的配置文件抄出来不就行了？于是我把手机的
/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf 里对应的段落抄进树莓派的
/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf，成功连上了 eduroam。
配置文件如下：
network={
ssid="eduroam"
key_mgmt=WPA-EAP IEEE8021X
eap=PEAP
identity="用户名"
password="密码"
phase2=""
}端口映射
如同大多数公共 Wi-Fi 一样，学校的无线网络禁止无线设备之间访问。所以我需要一个工具来帮我映射一下 SSH 端口，保证最基本的访问。
花生壳？看起来还可以，1M 的免费带宽给 SSH 也够了，但是即使是免费套餐也要付 6 块钱开通。
于是我找了两家国内的免费 ngrok 服务提供商，把 22 端口映射了出去。类似的服务商都有详细的步骤说明，且各家操作方法有一定区别，不再赘述。它们保证了基础访问，但是还是不太稳定。
最后我还是在自己的腾讯云主机上装了 frp 来进行端口映射。直接参照官方文档 操作即可。我还顺手在上面装了一个本博客之前经常提到的 ZeroTier One。
传感器
传感器终于到了。我先拿了一只 DHT11 温湿度传感器出来准备连上去。DHT11 总共有三个针脚，分别是 Vcc（3.3V 供电）、GND（地线）和 DATA（信号）。
和 Arduino 不同，树莓派的电源和数据针脚全部混在了一起，并且没有标示各个针脚用途。不过，树莓派里有软件可以查询。
首先 apt-get install wiringpi，再 gpio readall，你就能看到这样的输出：
+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3---+---+------+---------+-----+-----+
| BCM | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | BCM |
+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
| | | 3.3v | | | 1 || 2 | | | 5v | | |
| 2 | 8 | SDA.1 | ALT0 | 1 | 3 || 4 | | | 5v | | |
| 3 | 9 | SCL.1 | ALT0 | 1 | 5 || 6 | | | 0v | | |
| 4 | 7 | GPIO. 7 | IN | 1 | 7 || 8 | 1 | ALT5 | TxD | 15 | 14 |
| | | 0v | | | 9 || 10 | 1 | ALT5 | RxD | 16 | 15 |
| 17 | 0 | GPIO. 0 | IN | 0 | 11 || 12 | 0 | IN | GPIO. 1 | 1 | 18 |
| 27 | 2 | GPIO. 2 | IN | 0 | 13 || 14 | | | 0v | | |
| 22 | 3 | GPIO. 3 | IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN | GPIO. 4 | 4 | 23 |
| | | 3.3v | | | 17 || 18 | 0 | IN | GPIO. 5 | 5 | 24 |
| 10 | 12 | MOSI | ALT0 | 0 | 19 || 20 | | | 0v | | |
| 9 | 13 | MISO | ALT0 | 0 | 21 || 22 | 0 | IN | GPIO. 6 | 6 | 25 |
| 11 | 14 | SCLK | ALT0 | 0 | 23 || 24 | 1 | OUT | CE0 | 10 | 8 |
| | | 0v | | | 25 || 26 | 1 | OUT | CE1 | 11 | 7 |
| 0 | 30 | SDA.0 | IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN | SCL.0 | 31 | 1 |
| 5 | 21 | GPIO.21 | IN | 1 | 29 || 30 | | | 0v | | |
| 6 | 22 | GPIO.22 | IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN | GPIO.26 | 26 | 12 |
| 13 | 23 | GPIO.23 | IN | 0 | 33 || 34 | | | 0v | | |
| 19 | 24 | GPIO.24 | IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN | GPIO.27 | 27 | 16 |
| 26 | 25 | GPIO.25 | IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN | GPIO.28 | 28 | 20 |
| | | 0v | | | 39 || 40 | 0 | IN | GPIO.29 | 29 | 21 |
+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
| BCM | wPi | Name | Mode | V | Physical | V | Mode | Name | wPi | BCM |
+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3---+---+------+---------+-----+-----+这就是各个针脚的意义，它们的状态，以及通过不同方式调用时的编号。你也可以买一块 GPIO 针脚标记板，它可以套在树莓派的 GPIO 上，标示出各个针脚的用途。
总之，把 Vcc 接到 1 号脚，GND 接到 9 号脚，DATA 接到 GPIO.7，传感器和树莓派就连通了。
下一步是读取数据。由于 DHT11 输出数据时以微秒为单位变化输出，并且规律有些复杂，我先用了现成的代码，例如 https://github.com/szazo/DHT11_Python 这个。git clone 下来后，编辑 dht11_example.py，改掉针脚编号，就能看到这样的输出：
Last valid input: 2017-10-13 18:37:13.232685
Temperature: 22 C
Humidity: 63 %搞定。
触摸屏
触摸屏是最晚发货的一个，也是最晚到的。这块屏上有一个两排共 26 个针脚口（母座），可以直接插到树莓派上提供触摸信号，然后通过一个 HDMI 转接头连接树莓派和屏幕的 HDMI 接口就可以显示图像。
不过，要使用这块屏幕还是要费一些功夫的，例如这块屏幕支持且仅支持 800x480 分辨率，因此必须在 /boot/config.txt 里修改分辨率：
disable_overscan=1
framebuffer_width=800
framebuffer_height=480
hdmi_force_hotplug=1
hdmi_group=2
hdmi_mode=87
hdmi_cvt=800 480 60 6 0 0 0并在 /etc/lightdm/lightdm.conf 里加上这句话，强制 800x480 分辨率：
display-setup-script=xrandr --output default --mode 800x480另外这块屏幕设置触摸也要在 config.txt 里加几句话，但是店家产品详情里给的代码是！错！的！我启用触摸失败后 Google 了好久，直到我在树莓派官方论坛上看到了一个同样被坑的外国人的帖子。触摸芯片的型号是 ADS7846，而店家给成了 ADS7856，驱动加载失败，自然无法触摸。
总之，加上这两句话：
dtoverlay=ads7846,penirq=22,speed=100000,xohms=150
dtparam=spi=on然后装个触摸驱动，并启动 LightDM：
sudo apt-get install xserver-xorg-input-evdev
sudo service lightdm start触摸屏就可以用了。最后，配置一下长按作右键处理，就像手机上一样：
Section "InputClass"
Identifier "calibration"
MatchProduct "ADS7846 Touchscreen"
Option "Calibration" "254 3911 153 3962"
Option "SwapAxes" "0"
Option "EmulateThirdButton" "1"
Option "EmulateThirdButtonTimeout" "700"
Option "EmulateThirdButtonMoveThreshold" "100"
EndSection不过这块屏幕还是有一些不足的地方：
- 有时候会拖影。这个算小问题，毕竟屏幕还算便宜。
- 耗电巨大，树莓派上只连接了屏幕时，右上角还会时不时出现黄色闪电图标（代表电压不足），如果插上移动硬盘，闪电图标就常亮了。我可能需要一块额外的电源板来给它供电，但我某宝上暂时没找到合适的。
- 把 GPIO 的所有供电针脚全占了，而且在一大堆针脚空置的前提下整整占了 26 脚，导致我无法在无外部电源并且不焊接的情况下接传感器。
我又没法在寝室里焊接，对吧？emmmmm……（C）
于是我把它拔了然后暂时放了起来。等到需要用到的时候再装上用吧。
连接有线网
接下来我要把我的移动硬盘接上去，做一个简易 NAS。由于 NAS 流量较大，因此不能通过外网服务转发，必须直连。由于 Wi-Fi 下各设备有隔离，因此我只能把树莓派接到有线网上。
但是学校网络有登录页面，直接插上网线不登陆是连不上网的。并且即使 Wi-Fi 还连着，一旦插上网线，所有流量都会从有线网络走，端口映射等等也就断了。emmmmm……
我用自己的电脑登录学校网络，然后用浏览器的开发者工具监测网络，记录下登陆请求提交时 POST 的内容和地址。然后在树莓派上建立一个脚本，如果 ping 不通外网，就用 curl 模拟提交一次。然后 crontab 设置每分钟执行。
脚本内容如下：
#!/bin/bash
ping -c 1 -W 1 114.114.114.114 >/dev/null 2>/dev/null
if [ $? -eq 1 ]
then
curl http://登陆页面 --connect-timeout 1 -F "key1=value1" -F "key2=value2"
fi插上网线一分钟后，腾讯云主机的 frp 显示客户端连了上来。登进树莓派关掉无线网络（就是注释掉 wpa_supplicant.conf）里的那几条，搞定。
做 NAS
树莓派的有线网卡是 100M 而非 1G 的，而且它的 USB 都是 2.0 的，这也使得它不怎么适合做正经的 NAS。不过做一个玩玩级别的还是一点问题都没有的。
拔了屏幕后，我就有足够的电力去接移动硬盘了。插上移动硬盘，
mkfs.ext4 -E lazy_itable_init=0,lazy_journal_init=0 /dev/sda1
mount /dev/sda1 /mnt分区挂载完成。然后是安装 Netatalk 做 AFP 文件共享和 Time Machine 备份盘。Raspbian 软件源自带的 netatalk 太老了，不能用。
你可以下载现成的 deb 或是自行编译。如果你要现成的，从
https://monal.im/netatalk/ 下载 netatalk 和 libatalk16 的 deb 文件并
dpkg -i *.deb 安装。
如果你要自己编译，参考 https://samuelhewitt.com/blog/2015-09-12-debian-linux-server-mac-os-time-machine-backups-how-to 这篇文章操作：
sudo apt-get install build-essential devscripts debhelper cdbs autotools-dev dh-buildinfolibdb-dev libwrap0-dev libpam0g-dev libcups2-dev libkrb5-dev libltdl3-dev libgcrypt11-devlibcrack2-dev libavahi-client-dev libldap2-dev libacl1-dev libevent-dev d-shlibs dh-systemd
git clone https://github.com/adiknoth/netatalk-debian
cd netatalk-debian
debuild -b -uc -us
cd ..然后同样安装 netatalk 和 libatalk16 两个 deb。
安装完 Netatalk 后，再安装：
sudo apt-get install avahi-daemon libc6-dev libnss-mdns修改 /etc/netatalk/afp.conf：
[Global]
vol preset = default_for_all
log file = /var/log/netatalk.log
uam list = uams_dhx2.so,uams_clrtxt.so
save password = no
[default_for_all]
file perm = 0664
directory perm = 0775
cnid scheme = dbd
valid users = 用户名
[Homes]
basedir regex = /home
[TimeMachine]
time machine = yes
spotlight = no
path = /mnt/timemachine然后在 Mac 的终端下运行：
defaults write com.apple.systempreferences TMShowUnsupportedNetworkVolumes 1并在 Time Machine 里选择树莓派即可。如果你在 Time Machine 里找不到树莓派，那么在 Mac 下：
sudo tmutil setdestination "afp://用户名:密码@树莓派/Time Machine"完工。不过，我睡前（12 点左右）开始备份，第二天早上 7:30 查看状态，还剩 13 小时 ……应该是学校网络限速的锅。
DS3231 时钟模块和 GPIO 针脚标记板
你的电脑关机再开机仍然保持准时，是因为主板上有一个时钟模块，在断电的情况下也在默默地走时。但是树莓派上没有，它每次开机都要网络对时。如果没有网络，时间就错乱了。
我买的那堆传感器里包括了一个 DS1307 时钟模块，但是没焊排针。我在学校里也没有电烙铁用，所以干脆再买一块 DS3231（8 块钱），顺便买了块 GPIO 针脚标记板（7 块钱，上面提到过）和一些杜邦线（5 块钱），解决针脚太多、担心数错的问题。
DS3231 安装极其简单，往 1、3、5、7、9 针脚上一插就行，不过 DHT11 就得换个位置：
进入树莓派系统后，首先删掉 fake-hwclock：
sudo apt-get purge fake-hwclock然后继续改 /boot/config.txt：
dtoverlay=i2c-rtc,ds3231注意如果你原来已经有了 dtoverlay，那么就要把这里的 dtoverlay 内容加到原有的 dtoverlay 里面去。例如我触摸屏+时钟模块的配置是：
dtoverlay=i2c-rtc,ds3231,ads7846,penirq=22,speed=100000,xohms=150 dtparam=spi=on重启，sudo hwclock -r 可以读取时钟模块中的时间，这个时间肯定是错误的，因为没有和外界对过时。执行 sudo hwclock -w 写入时间后，再次读取，时间就正确了。之后即使树莓派在断网的情况下重启，也能保持走时准确。
总结
目前为止，我在树莓派上就折腾了这些。接下来我应该会往上面接更多的传感器，然后搞一个状态页面或者通知系统来监控它们。
不过，树莓派终究只能玩玩，不适合运行正式的应用。