树莓派折腾笔记 - 无显示器情况下连接使用树莓派

Raspberry Pi

August 2, 2018

最近倒腾东西，翻出了几年前入手的一个 raspberry pi 2 代 b+ 的板子，上面都蒙了一层灰，开机后发现还能用。发挥环保主义的精神，废物再利用起来。但是现在遇到的问题是：一、手边上没有显示器，二、网上经常检索到的另一种方法是通过网线直连，共享 pc 的网络给树莓派，然后再通过 ssh 登录树莓派，这种方法的问题在于我一台 mac，一台 surface 都没有网线的端口，又不想专门为这个再买一个适配器。

那就完全没有方法了吗？当然不是的。

环境

2 代树莓派（3 代树莓派和 Pi Zero W 应该都是可以的）
USB Wi-Fi 适配器 (如果是 3 代的话，内置 Wi-Fi 支持，这个不是必须的)
8GB SD 卡
电源
个人 Wi-Fi

安装镜像

在树莓派的官网上下载最新的 Raspbian Jessie 的镜像或者 Raspbian Stretch 的镜像。我这里下使用的是最新的 2018-06-07-raspbian-stretch.img。如果后面只想在终端中使用的话，完全可以下载对应的 lite 版本。

镜像下载好了之后，写到你的 SD 卡里面就可以了。Windows 下可以使用比较经典的 Win32DiskImager，Mac 下推荐开源的 Etcher，或者直接使用 diskutil 也是可以的，相关使用这里不再赘述。

配置 Wi-Fi 和 SSH

镜像写入之后会挂载一个 boot 的卷。Windows 下可以直接通过资源管理工具打开。Mac 下建议使用命令行。

启用 SSH

树莓派默认情况下是没有打开 SSH 连接的，在 boot 卷的根路径下新建一个名叫 ssh 的空文件，树莓派启动的时候就会开启 SSH 的功能。

$ touch ssh

Wi-Fi 连接设置

在 boot 卷的根路径下新建一个名叫 wpa_supplicant.conf的文件。树莓派启动之后，发现 boot 下面有这个文件的话，会把这个文件拷贝到 /etc/wpa_supplicant/ 路径下面，这就是我们树莓派的 Wi-Fi 连接的配置文件。

下面来看一下这个文件应该怎么写。

如果你的系统是 Raspbian Jessie 的话，填入以下配置

network={
    ssid="你的Wi-Fi名称"
    psk="Wi-Fi密码"
    key_mgmt=WPA-PSK
}

如果是系统是 Raspbian Stretch 的话，配置如下

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
network={
    ssid="你的Wi-Fi名称"
    psk="Wi-Fi密码"
    key_mgmt=WPA-PSK
}

多了一行 ctrl_interface 的配置，但是目前我还不太清楚这个到底是什么含义。有知道的朋友可以在评论区指出。

注意：这里填写的 Wi-Fi 应该和 PC 当前连接的 Wi-Fi 保持一致。

发现 IP

到这里我们距离连接上树莓派就之差一步之遥了，通过 SSH 的方式登录树莓派还需要知道树莓派在局域网中的 IP 地址。

我们把 SD 卡插到树莓派上，然后通电。这时候红色指示灯亮起，表示说已通电。绿色指示灯闪烁，表示树莓派在往 SD 卡读写数据。等绿灯闪烁一段时间基本不闪之后，就说明我们的树莓派已经开机成功。

这时候，如果我们的 PC 是 Windows，一个简单的方法就是在 powershell 输入 arp -a，其中，返回的列表后面类型对应是动态类型的，就是我们接入的设备。

分别在树莓派开机和关机的状态下执行，多出来的那个动态连接地址就是树莓派的 IP 地址。

如果喜欢图形化界面的话，Windows 下可以使用 Advanced Ip Scanner，Mac 下有 LanScan, 可以直接从 hostname 辨别出 raspberry pi。

SSH 登录

$ ssh pi@ip_address_of_your_raspberry_pi

然后用默认密码 raspberry 就可以登录设备了。

使用串口连接树莓派

树莓派作为一款功能强大的开源硬件，肯定是支持串口通信的。但是也有两个问题，第一，树莓派本身并没有默认开启串口通信功能，第二，很多开发者如果本身不是做硬件的，可能不会有 USB 转 TTL 的连接线。我这里是刚好有一根上古遗留下来的（如果没有，但是对这种方式敢兴趣，也可以直接在万能的淘宝上淘一根，10 块钱左右）

USB 转 TTL 线说明

一端是 USB 接口，另一端 4 根出线，颜色不同。

红色，电源供电，一般是 3V 或者 5V，如果要用它给树莓派供电的话，树莓派的工作电压是 5V
黑色，接地
白色，信号输入
绿色，信号输出

开启 UART

分两种情况：

一、通过上面的方法或者其他方式，已经能连接使用树莓派了。这种情况下，直接在树莓派对终端中输入

$ sudo raspi-config

在弹出对对话框中选择 Interfacing Options，进入下一个对话框，然后选择 Serial，最后选择 YES，回到命令行后重启树莓派就可以了。

二、回到我的使用场景，按上面的步骤安装好了镜像，但是还没有启动系统。

这种时候的一个解决方案是，在 boot 卷的根路径下找到 cmdline.text 和 config.text 两个文件。首先打开 cmdline.text，检查文件里面是不是有 console=serial0,115200 的这个配置，115200 是树莓派的波特率，一般都是已经有的，如果没有，行尾加上这个配置。接下来打开 config.text 这个文件，在新行追加 enable_uart=1，0 - 关闭，1 - 开启。

然后把 SD 卡插入树莓派，开机。接下来就可以开始连接我们的树莓派了。

UART 连接

https://pinout.xyz/ 这是一个很有用的网站，上面列出了树莓派的 GPIO 各个管脚的作用，点击管脚我们可以查看相应的说明，对我们做 GPIO 相关的开发很用帮助。

这里先打开这个网站，找到标注为 RXD 和 TXD 的这两个管脚的位置。TXD 是树莓派 UART 的输出，RXD 是树莓派的输入。

然后把 USB 转 TTL 线的黑色线接树莓派的 Ground，白色接 TXD，绿色接 RXD，如果已经有电源供电，红线可以不接。

连接好了之后，如果我们在 Windows 环境下，可以使用 putty。打开 putty，选择串口通信，Serial line 输入 COM3，Speed 输入 115200，即树莓派的波特率。进去之后，我们看到一个小黑窗，这时候，键盘输入回车，树莓派就会让我们输入用户名以及密码，输入正确之后我们就可以为所欲为了。

如果是在 Mac 环境下的话，我们把 USB 插入 Mac 之后，我们的 /dev 路径下就会多出一个设备，假如叫做 cu.usbserial，这时候我们可以借助两个命令行工具。一个是 minicom，另一个是 screen。

$ brew install minicom

# or

$ brew install screen

安装好之后，如下，使用相应的命令行

$ minicom -o -D /dev/cu.usbserial -b 115200

# or

$ screen /dev/cu.usbserial 115200

再和 Windows 一样，输入用户名密码就可以连接使用了。

以上。

Reference

1、 Headless Raspberry Pi setup with wifi

2、 Connect To A Raspberry Pi And Pi Zero With A USB To TTL Serial Cable