开源项目——寝室助手

身为计算机专业的大学生，我们会自然而然地想办法用自己已有的资源和技术去让生活自动化、智能化。寝室助手这个项目不算创新项目，但是会是一个整理得比较完备的项目。它易于搭建，成本不算高，并且功能可以大大扩展。

• 开源项目——寝室助手
  • 1. 寝室助手的功能
  • 2.寝室助手的准备工作
    • 知识储备：
    • 硬件准备:
    • 软件准备：
      • 1. 树莓派的初步启动
      • 2. 使用SSH连接树莓派终端
      • 3. 进行必要的设置
        • ①更换国内镜像源
        • ②设置中文
        • ③修改密码，开启VNC，修改默认分辨率
      • 4. 使用VNC Viewer连接树莓派
      • 5. 安装Arduino IDE

1. 寝室助手的功能

寝室助手目前可以实现寝室私有服务器、下载机、私有云盘、Samba文件共享、DLNA流媒体、内网开门、远程开门等功能。(语音助手或者监控功能预计以后会添加)

我来简单演示一下它的功能。

我的寝室的服务器主页(80端口 /var/www/html/index.html)域名解析为http://pi.code4world.cn (懒得写html+css+js/php，美观请谅解)

主页的Aria2和Transmission都是下载工具，可以实现外网访问和内网访问，也就是说可以进行远程下载和在寝室里下载文件到服务器。

云盘则是私有云，由后台管理员添加用户，可以进行文件的上传下载分享，通过安装插件，也可以实现代码的在线编辑、视频的在线播放、文档的在线预览以及压缩文件的在线解压等等。

Jack's Blog则是我的个人博客。

搭建好的Aria2是这样的:

FadqaT.png

使用的是Aria-Ng的Web-UI，可以下载文件到指定位置。

搭建好的Transsmission是这样的:

FawSMR.png

默认开放端口为9091，可以进行BT磁力链接和BT Torrent(种子)文件的下载。

搭建好的私有云是这样的:

FaBUaV.png

FaBDxJ.png

具有云盘的常用功能。

搭建好的Samba文件共享如下:

FaBRIK.png

可以访问服务器开放的共享文件夹，若服务器开启读写权限，则访问的电脑可以对其进行任意读写操作。

关于DLNA，我在此不阐述，因为我觉得它比较占用CPU，我把它关了。hhh。

接下来是内网开门、远程开门:

我放一些照片和视频来进行演示:

门外结构:

FarWge.jpg

门内结构:

Farc4K.jpg

门外细节:

Far29O.jpg

iOS APP实现内网开门:

http://player.youku.com/embed/XMzk2NjA1ODMzNg==
http://player.youku.com/embed/XMzk2NjA1OTc4NA==

校园卡RFID开门:

http://player.youku.com/embed/XMzk2NjA1ODk3Ng==

其实还有电脑端可执行程序开门和安卓端APP开门，这里不演示。

功能到这里就基本介绍完了。

2.寝室助手的准备工作

知识储备：

1. Linux基础
2. 电路基础
3. Python基础
4. Android开发(Java)
5. iOS开发(Swift Xcode)
6. 前端基础(HTML CSS JavaScript PHP)
7. 计算机网络基础(TCP Socket)

硬件准备:

1. 树莓派3B * 1(3B 中国 不含配件 205元)
2. 闪迪16G TF卡 * 1(25元)
3. 读卡器 * 1(usb2.0 3.9元，见第5条，若购买All In One硬盘盒，则此步跳过)
4. 树莓派配件套餐 * 1(标配 任意颜色 35.8元)
5. All In One硬盘盒 * 1(深蓝色 70元，或者易驱线 usb 2.0全套34元 + 有源USB HUB 17元，共51元)
6. 二手320G 台式SATA串口机械硬盘 * 1(38元 若有老台式或笔记本的任意硬盘，可以使用，无需购买)
7. Arduino Uno R3 * 1(意大利正版150元，国产版17元，推荐正版，国产版不太稳定需要自己装驱动，都送串口线)
8. UPS不间断电源 * 1(12V 9V 5V 三输出，带电源11200mah 80元，经测试，一整夜都有电)
9. USB延长线 * 1(玫瑰金 3m 3元)
10. DC延长线 * 1(3m 16.8元)
11. 杜邦线若干(大约5元)
12. 蜂鸣器 * 1(0.39元包邮)
13. MG996R金属舵机 * 1(360度，25元)
14. MacBook任意款或者Mac * 1(开个玩笑，但如果执意要iOS端开门APP，并且资金充裕，则可以购买)
15. 电脑 * 1(CSer必备，无需购买)
16. 寝室具备宽带和路由器支撑，架设有UPS(若没有，则影响断点熄灯后的服务，需要额外UPS则再+40-115元，本人觉得40元的足矣，光猫和路由器的功耗比较低)

经过计算，最低成本为387.89元，不带UPS，仅在寝室没断电的环境时工作。

软件准备：

1. 树莓派的初步启动

拿到淘宝来的树莓派，是一件振奋人心的事情。你一定会迫不及待想去使用它。

目前需要准备好的是树莓派、树莓派电源、TF卡、读卡器和一台电脑，仅仅只需要这些。当然你必须保证你寝室有WIFI环境，保证你记得寝室WIFI名和密码(开个玩笑但也是实话)。

先将TF卡插入读卡器，注意插入的方向必须正确。再将读卡器插入电脑的USB口，若电脑能识别，则成功。

去树莓派官网下载官方镜像：

https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/

FagMeH.png

为了避免以后下载一些包和一些常用软件，推荐下载第一个镜像

接下来怎么将镜像烧录到树莓派呢

推荐使用Win32DiskImager ，点击Download下载

运行，按照以下顺序来操作:

FagWm4.png

提示，如果是想备份系统镜像，则：

Fag7p6.png

当进度达到100时，写入系统完成，电脑中有一个叫boot的设备。

接下来让树莓派开机前配置好需要连接的WIFI（有网线并且长度够的，可以直接插网线hhh)。

由于此时不具备显示器、鼠标键盘，我们如何让树莓派首次开机就连上WIFI呢？

进入boot设备，新建wpa_supplicant.conf文件：

country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
 
network={
ssid="你的WiFi名"
psk="你的WiFi密码" #如果没有密码，此行不要
key_mgmt=WPA-PSK  #如果没有密码或者密码为WEP，则为 key_mgmt=NONE
priority=1
}

根据要求更改上面文件的参数，并将注释删掉以免bug。

重点：在boot上新建一个名为ssh的空文件，无后缀，才可默认开启ssh，此步不要跳过!

然后推出读卡器设备，拔出TF卡，按正确的方向插入树莓派。

树莓派接上电源，打开开关，当有指示灯时，说明已经开机。

到这里初步启动完成

2. 使用SSH连接树莓派终端

首先，需要得到树莓派的内网ip：

最简单的方法当然是进入路由器管理页面:

通常是192.168.1.1或者192.168.0.1，具体是多少，宽带师傅肯定知道。

浏览器输入并进入路由器管理界面，例如我的管理网页是192.168.1.1，我的路由器是TP-link的

FafABD.png

匿名主机或者叫pi的主机就是我们寻找的对象

这样我的树莓派的ip就暂时是192.168.1.107，以下所有191.168.1.107都应该代替为你自己树莓派的内网ip。为什么是暂时，因为还没有设置静态ip，一会儿我们再设置。

MacOS或linux直接打开Terminal，输入ssh pi@192.168.1.107

输入初始密码raspberry并回车，即可访问到树莓派的终端。

Windows可以用putty连接树莓派的终端：

选择SSH，

FafyE4.png

Host Name(or IP address)栏输入树莓派的内网ip，端口默认22。点击Open，进入ssh页面：

Faf4KK.png

login as:输入pi，因为pi是默认用户名

接下来输入密码raspberry并回车，进入树莓派终端：

Faf7UH.png

此时ssh连接树莓派的工作就绪。

3. 进行必要的设置

①更换国内镜像源

sudo nano /etc/apt/sources.list

用#注释掉原本的所有内容，并添加以下两行：

deb http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi
deb-src http://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi

Ctrl-O保存Ctrl-X退出，下同，(Windows中使用Putty鼠标右键既是复制也是粘贴)

这样就更换为了清华的镜像源，接下来需要更新源列表:

sudo apt-get update

然后

sudo nano /etc/apt/sources.list.d/raspi.list

用#注释掉原本的所有内容，并添加以下两行：

deb http://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ stretch main ui
deb-src http://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ stretch main ui

再次更新源列表:

sudo apt-get update

再比较索引清单更新依赖关系：

sudo apt-get upgrade -y

②设置中文

安装中文字体：

sudo apt-get -y install ttf-wqy-zenhei

设置中文字体：

sudo raspi-config

此时进入了树莓派的系统设置界面：

Fa46pR.png

上下选择到4 Localisation Options并回车，选择I1 Change Locale，

去掉en_GB.UTF-8 UTF-8，勾上：en_US.UTF-8 UTF-8、zh_CN.UTF-8 UTF-8、zh_CN.GBK GBK，下一屏幕默认语言选zh_CN.UTF-8。

还有其他相关的设置，后面提到。Tab或左右键移动到Finish，并回车，提示立即重启，重启当即生效。

③修改密码，开启VNC，修改默认分辨率

Fa46pR.png

选择第一项，进行密码的修改。

选择第五项，进入接口设置：

Fa5BKP.png

选择VNC，调整为Enabled，提VNC是enabled以后，就开启了VNC。

同理，其他接口也可以按需打开。

选择第七项，选择A5 Resolution：

选择你想要的合适的分辨率，我推荐1920x1080高清分辨率。

4. 使用VNC Viewer连接树莓派

VNC Viewer可以在官网获得，它有各个版本。

当树莓派开启了VNC以后，可以通过VNC Viewer连接它，进行控制，发送消息以及文件。

树莓派VNC端口默认为5900，连接的时候不用输入5900，输入内网ip即可访问。

例如我的树莓派的内网ip为192.168.1.107：

FaIpVO.png

回车，输入用户名密码，即可进入树莓派图形界面，进行操作。

FaIaoF.png

此时用电脑端的SSH以及VNC就可以完整控制树莓派了。免去了显示屏、鼠标、键盘的成本。当然有资金的话，配置树莓派就简单多了。

对于手机端，iOS推荐树莓派助手(pi helper)，可以连接树莓派，对树莓派进行监控，也可以进行终端的访问以及SFTP文件访问、自定义命令，免费。

安卓端下载任意可以ssh的终端即可。

VNC Viewer同样有iOS和Android端，用手机也可以对树莓派进行图形化控制。

5. 安装Arduino IDE

下载页面在https://www.arduino.cc/en/Main/Software

由于树莓派是Linux ARM架构，所以选择Linux ARM版本，通过wget命令行下载：

sudo wget https://www.arduino.cc/download_handler.php?f=/arduino-1.8.8-linuxarm.tar.xz
sudo tar xvJf arduino-1.8.8-linuxarm.tar.xz
cd arduino-1.8.8
./install.sh

安装完毕后，将Arduino Uno R3插入串口线，USB端插入树莓派的USB接口(推荐使用usb hub外接电源，usb hub接树莓派，再将串口线USB端插入usb hub中，以避免Uno供电不足导致的程序错误)

ls /dev/tty*

如果有/dev/ttyACM0或者类似，则说明串口连接成功。

打开Arduino IDE，选择开发板类型及端口：

FaoVfJ.png

FaoEY4.png

打开实例程序Blink

FaoPmV.png

Faopyq.png

点击向右的箭头就是上传代码，上传成功后，Arduino的led开始闪烁，则说明正常工作。

到这里，一切准备工作都就绪，接下来就是寝室助手的各个模块的搭建。待续...精力有限，我要睡了...