raspberry-pi

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用途

此技能可让 AI 与 Raspberry Pi 设备交互，以执行物联网任务，包括远程管理、硬件原型设计和边缘计算操作。

使用场景

在涉及硬件设置的场景中使用此技能，例如在智能家居中部署传感器、运行轻量级服务器来处理数据，或在紧凑型 Linux 开发板上测试嵌入式应用。

主要功能

• 通过 SSH 建立连接，在 Raspberry Pi 上执行命令。
• 配置 GPIO 引脚等硬件设置，以实现物理交互。
• 通过 apt 管理软件安装和更新。
• 监控系统资源和日志，以支持边缘计算任务。
• 集成 Python 库来实现自动化，例如使用 RPi.GPIO 控制引脚。

使用模式

要完成任务，请先使用 $RASPI_HOST 和 $RASPI_SSH_KEY 等环境变量通过 SSH 进行身份验证。然后直接运行命令或调用脚本。对于重复任务，可将命令封装在 Python 函数中。继续操作前，请务必检查设备连接状态。对于 GPIO 操作，请导入相关库并显式设置引脚模式。

常用命令/API

• 通过 SSH 连接：ssh pi@$RASPI_HOST -i $RASPI_SSH_KEY
• 打开配置工具：sudo raspi-config（使用“Boot Options”等选项，并通过 --expand-rootfs 标志扩展存储）
• 在 Python 中控制 GPIO 引脚：

  import RPi.GPIO as GPIO
  GPIO.setmode(GPIO.BCM)
  GPIO.setup(17, GPIO.OUT)
  GPIO.output(17, GPIO.HIGH)
  

• 更新并安装软件包：sudo apt update && sudo apt install -y package-name（例如，安装 Web 服务器可使用 apache2）
• 检查系统状态：运行 vcgencmd measure_temp 获取 CPU 温度，或运行 top 查看资源使用情况。
• /boot/config.txt 的配置格式：添加 dtparam=i2c_arm=on 之类的行以启用 I2C，然后重启。

集成说明

与其他系统集成时，请在环境中设置身份验证变量，例如 export RASPI_HOST=raspberrypi.local 和 export RASPI_SSH_KEY=/path/to/private.key。如需类似 API 的交互，可在脚本中使用 SSH 封装程序。确保网络兼容；如果设备位于防火墙后，请转发 SSH 的 22 等端口。对于物联网生态系统，可安装 mosquitto 并在 /etc/mosquitto/mosquitto.conf 中配置 listener 1883 等内容，以连接 MQTT 代理。

错误处理

如果 SSH 连接失败，请使用 ping $RASPI_HOST 验证连接，并检查密钥权限（例如，运行 chmod 600 $RASPI_SSH_KEY）。如果出现 GPIO 错误，请确认已通过 pip install RPi.GPIO 安装 RPi.GPIO，并在代码中处理 GPIO.error 等异常：

try:
    GPIO.setup(17, GPIO.OUT)
except RuntimeError as e:
    print("Error: " + str(e) + " - Check user permissions")

对于 apt 问题，可使用 apt --fix-broken install 解决依赖项问题。请务必记录带时间戳的错误，例如运行 echo "$(date): Error message" >> error.log。

使用示例

1. 在 GPIO 引脚 17 上设置并让 LED 闪烁：首先使用 ssh pi@$RASPI_HOST -i $RASPI_SSH_KEY 登录，然后使用 nano blink.py 创建脚本文件并添加：

   import RPi.GPIO as GPIO
   import time
   GPIO.setmode(GPIO.BCM)
   GPIO.setup(17, GPIO.OUT)
   for _ in range(5):
       GPIO.output(17, True)
       time.sleep(1)
       GPIO.output(17, False)
       time.sleep(1)
   

   运行 python blink.py 以切换 LED 的状态。

2. 部署基本 Web 服务器以监控物联网设备：通过 SSH 登录设备，使用 sudo apt update 更新软件包，通过 sudo apt install -y apache2 安装 Apache，然后编辑默认页面 /var/www/html/index.html，添加 <h1>IoT Status: OK</h1> 等内容。在浏览器中通过 http://$RASPI_HOST 访问，并使用 tail -f /var/log/apache2/access.log 监控日志。

图谱关系

• 所属集群：iot
• 关联技能：sensors（用于 GPIO 集成）、actuators（用于硬件控制）、edge-computing（用于资源监控）