从头开始摘树莓 – Day 2

等待树莓派 IP 的那一刻

我昨天配置的 WiFi 热点，按我一直以来的操作，是用电脑开一个热点来凑合。我的电脑是 Windows 8.1，很方便，先打开一个有管理员权限的命令行，然后：

netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid=SSID key=PASSWORD
netsh wlan start hostednetwork
arp -a | findstr -i 192.168. | findstr /V 255

这时候是中午，我接着给树莓派上电，等了好久都没看到 IP，这就很气了。重复了几次，我开始怀疑是系统没正常启动，就查了查网上对树莓派指示灯的介绍。再仔细一看树莓派，居然红的电源灯会闪，这就不大对头了。于是我拿来手机充电器接上 USB 线，没过一会树莓派的 IP 就出现在电脑的 ARP 表里了。

哎，谜团终于揭开，但我已经把卡重做了，也只能硬着头皮从头来过。赶紧先用默认密码（pi:raspberry）连上树莓派的 SSH 再说（我用的是 Bitvise SSH Client，没遇到坑很好用），果然能上，全新的系统哈哈哈。

连上 SSH 之后的第一步：配置公钥登录

先把公钥放进树莓派：

先在 ~/ 下新建 .ssh 文件夹，然后把电脑中的公钥文件 id_rsa.pub 传到这个文件夹里，改名为 authorized_keys。
然后退出 SSH 登录，重新试着用电脑中的私钥以 publickey 方式登录。如果失败就重来吧。
如果成功了就把密码登录禁用掉，至于改不改密码就无所谓了：
sudo nano /etc/ssh/sshd_config，把 PasswordAuthentication 改成 no，PubkeyAuthentication yes 的注释随手删掉就好，然后 Ctrl+X。
然后重启 SSH 服务器：sudo /etc/init.d/ssh restart
然后断开 SSH 连接，测试下 password 登录失效、pubkey 登录有效就好了。

搞定网络

连上我电脑开的无线热点之后，树莓派变得很奇怪，似乎连不上外网。实际上连 ping 电脑都 ping 不通，100% packet loss。搞了一个多小时，最后才突然想起来，电脑热点的共享配置忘了打开……

不过试着打开了共享，发现不知道什么原因，会把网络配置搞得一团糟（而以前根本不会这样子）。这才突然想起来，以前需要外网的时候都是让树莓派自己连接校园网的，现在系统还没配置完，连校园网也不大靠谱啊。而且我也懒得去把路由器调成小内网模式 = =

所以为了可持续发展，最后不得不使出代理大招，就是不开共享，用 Privoxy 开一个 HTTP 代理帮忙把请求传出去（请注意这里暂时不需要用到跨境用的梯子；顺便，这货官方有便携版，但似乎只有一部分版本号有）。最终如何测试效果呢？

export http_proxy=http://192.168.173.1:8118/
export https_proxy=http://192.168.173.1:8118/
curl http://ip.cn/

全局变量要用小写，别觉得看着难受就改成大写了，微笑。另外每次重启要是想连外网，都得手动配一次变量，没办法，省钱不用路由器嘛。

搞定网络当然不只是“网通了”那么简单，众所周知系统更新的源不处理一下的话，速度会慢到教你做人。USTC 在这方面真的为国内用户和教育系统做了很大贡献，就用他们的吧（还有 IPv6）。

一点提示：要根据发行版来写版本号。比如我的 sources.list 里原来写的是 stretch，所以我把 jessie 都改成 stretch 了。顺便 raspi.list 也得改，网上有些文章都不讲这个的。

sudo nano /etc/apt/sources.list

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

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

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/archive.raspberrypi.org/ stretch main ui

在 sudo apt-get update 能用之前我们得先修复一个问题：进了 sudo 会自动清除环境变量。sudo nano /etc/sudoers，然后：

Defaults env_reset
#找到上面这行，在下面加上下面这行
Defaults env_keep = "http_proxy https_proxy ftp_proxy DISPLAY XAUTHORITY"

更新系统

在继续我们的苦逼摘树莓旅程之前，先复习一下每次电脑重启之后要做的事情。

在电脑上确认外网正常，然后 netsh wlan start hostednetwork
给树莓派插上电，然后 arp -a | findstr -i 192.168. | findstr /V 255
根据看到的 IP 连接 SSH，然后打开电脑上的 Privoxy
在 SSH 里设置变量，我没设置成自动是想，谁知道这个 IP 啥时候会变，啥时候外网就直接通了：
export http_proxy=http://192.168.173.1:8118/
export https_proxy=http://192.168.173.1:8118/

然后学习一下几种 update 的区别：

apt-get upgrade will not change what is installed (only versions),
apt-get dist-upgrade will install or remove packages as necessary to complete the upgrade,
apt upgrade will automatically install but not remove packages.
apt full-upgrade performs the same function as apt-get dist-upgrade.

这个时候我觉得可以来一发 dist-upgrade 了，反正我们什么都没装。

不过等等，这个过程中可能硬盘会莫名其妙地满。先用 df -h 一看，卧槽我 16G 的卡你才给我 4G 的系统大小？sudo raspi-config 7 号选项的 A1 可以一试，重启之后再看磁盘占用，美滋滋。

于是我们终于可以来这一句了：

sudo apt-get update && sudo apt-get dist-upgrade

等吧。注意在 upgrade 之前需要手动确认，想自动的话命令后面加上 -y --allow-unauthenticated。等的过程中可以先整理下 ~/ 下的文件夹，把没用的东西都删了，把准备用的程序传进去也行。（当然我这个时候是在奋力打字写这篇东西的。）

系统基本配置

趁着 apt-get upgrade 还没结束，先进 sudo raspi-config 逛逛，配置都挺简单的，按需求配置就可以了。其中对于时间而言，比较重要的是 Timezone（在 Localisation 里），Asia 里找 Shanghai、Harbin、Hong Kong、Chongqing 随便选一个。

一个忠告，建议不要改系统默认的语言，locale 可以生成中文的但不要设置默认，否则报错的时候搜索都不好搜（虽然看着神亲切）。退出来之后不知道为啥我的 sudo 不能用了，只能断电重启了之。

树莓派的时钟不对头，这还是个挺烦心的事情。这个事情主流有两种解决方案，一种是粗暴对时的 ntpdate，一种是慢慢把时间调整的 ntpd，后者效果更好，但前者简单。

不过我突然想起来，我们得用 HTTP 代理上网，那 NTP 肯定是用不了了。不过 superuser 上有一种简单粗暴的方法手动对时（此处假设 google.com 的时间是准的）：

sudo date -u --set="$(curl -H 'Cache-Control: no-cache' -sD - http://google.com |grep '^Date:' |cut -d' ' -f3-6)"

安装依赖环境

系统更新完了，我们先装上蓝牙的 Python 环境。记得当时为了调通蓝牙花了周末两整天的时间，不过这次不用踩坑试路，应该会容易一些了。

看了下文档，说 bluezero 需要 bluez 的版本至少是 5.43。看版本号可以用 bluetoothd -v，一看，还刚好就是 5.43。虽然说最新版 5.47 是 2017 年 9 月 14 日发布的，最近也有个很爆炸的蓝牙安全漏洞，但是我懒，就不装好了。但是我还是执行了 sudo apt-get install bluetooth bluez-tools

接着就是 sudo pip install bluezero -i https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple

这个时候我试了下跑蓝牙的 Python 程序，会报错（ validate_object_path() argument 1 must be string, not None），才想起来那个安装文档里说得放一个东西。去 GitHub 下整个项目的 zip 包，然后把 examples/ukBaz.bluezero.conf 解压出来扔到树莓派的 ~/ 里，然后 sudo cp ukBaz.bluezero.conf /etc/dbus-1/system.d/.。好像还不行，就重启了，结果还是不行。

最后仔细一看才发现， bluezero 的版本从 0.0.3 升到 0.0.5，有些 API 的接口变了，我疯狂调用它的底层的实现也得改。上面那个错误是因为 broadcaster.Beacon().dongle.path 变成 broadcaster.Beacon().dongle.address 了，改完之后 Python 又报了一点错，按着改完，就能运行了。于是蓝牙偷懒搞定，晚上 7 点，吃饭去了。

安装 OpenCV

吃饭回来，准备这个非常著名难装的软件，记得当时视觉组的大佬们在 Windows 上装得死去活来的，最后还是乖乖用 Anaconda 解决了，幸好 Linux 还是简单一点。我们这边需要的依赖是 numpy、matplotlib 和 OpenCV+Python 等。

先装 numpy 吧（P.S. 没这么简单，请先 sudo apt-get install libblas-dev liblapack-dev，具体看后面！）：sudo pip install numpy -i https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple

然后就可以开始 OpenCV 大业了，先疯狂看上一大堆文档，就试着弄吧。

https://opencv.org/releases.html 下载 2.4 版本的 Source（GitHub 下载，梯子速度快）
安装依赖包（我们这项目不考虑视频解码）：
sudo apt-get install cmake git libgtk2.0-dev pkg-config libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev
sudo apt-get install python-dev python-numpy libtbb2 libtbb-dev libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev libjasper-dev libdc1394-22-dev
把 zip 包解压到树莓派的某个文件夹：unzip opencv-2.4.13.4.zip && cd opencv-2.4.13.4/
准备一个编译目的地的文件夹 mkdir build && cd build
通读一遍 CMakeLists.txt （大概 135 行开始），看看有什么 Flag 可以玩；好吧其实这篇介绍很不错：http://amritamaz.net/blog/opencv-config
我的需求可能跟你的需求不一样，总之我的建议是自己看一遍所有自己配置的 Flag 都是什么意思，最好用默认；我用的是开了优化的编译：
cmake -D WITH_TBB=ON -D BUILD_TBB=ON -D WITH_OPENMP=ON -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -D BUILD_EXAMPLES=OFF -D WITH_NVCUVID=ON -D WITH_CUDA=ON -D BUILD_DOCS=OFF -D BUILD_PERF_TESTS=OFF -D BUILD_TESTS=OFF -D WITH_OPENCL=ON CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/ ..
我的运行完会提示 CPACK_PACKAGE_VERSION does not match version provided by version.hpp header!，仔细看了下代码，CPACK_PACKAGE_VERSION 是拉本地 Git 库的版本号，所以可以直接忽略了。
接着就是愉快的编译时间，我开了四线程编译：make -j4
我 21:55 开始编译的，22:37 编译完。
准备下 Python 的支持，cd lib && sudo cp cv2.so /usr/local/lib/python2.7/dist-packages/
然后自然是要跑一些简单测试的，参考网上的做法我们先用 SFTP 扔一张 cubik-cover.jpg 到 home 目录，然后：

pi@RASPBERRY:~/opencv-2.4.13.4/build/lib $ cd ~
pi@RASPBERRY:~ $ python
Python 2.7.13 (default, Jan 19 2017, 14:48:08)
[GCC 6.3.0 20170124] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import cv2
>>> image = cv2.imread("cubik-cover.jpg")
>>> print image
[[[193 186 183]
 [193 186 183]
 [193 186 183]
 ..., # 略过好多
[ 41 39 38]
 [ 37 35 34]
 [ 38 36 35]]]
>>> cv2.imwrite("test1.png",image)
True

然后去下载一下 test1.png，果然文件变大了，转换成功了呢。此时是 22:53，这似乎意味着 OpenCV for Python 装好了。

不过到这里我没跑 sudo make install -j4，也不知道要不要，就试试呗。前面那段还挺慢，后面速度就变快了，3 分钟完事，哎，跑了总比不跑好嘛。

可以清理 APT 缓存庆祝一下：sudo apt-get clean

安装其他 Python 依赖

剩下的依赖我知道很容易装，看着自己程序的 import，然后试跑一下程序一点点来吧。

现在才发现忘下 scipy 了哈哈哈，然后它居然第一次安装失败了，然后我才看到文档说 don't use sudo pip, that will give problems... 这也挺娇气了。然而用官方的装法还是 fail 了。最后发现我之前 numpy 的装法没装优化（BLAS/LAPACK），可能有问题……于是只能在装完 BLAS/LAPACK 之后吃后悔药了。scipy 和 matplotlib 的安装速度是真的慢（用 pip 装的话还是单线程没进度条的编译），尤其是 scipy，编译下来得接近一个小时。

Update: 所以我 numpy 和 scipy 还是没装对……这里就把 scipy 的安装过程删了。具体请看下回分解。

python -m pip install --upgrade pip
sudo pip install cherrypy ws4py -i https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple
sudo apt-get install gcc gfortran python-dev libblas-dev liblapack-dev cython
pip 
pip install --user matplotlib -i https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple
# 下面这是 numpy 后悔药，不要用，因为最后是要卸载掉它的
sudo pip install numpy --upgrade -i https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple

所以，终于结束了。已经停电了，明天再来摘树莓吧。

从头开始摘树莓 - Day 2