.NET Iot 不是什麼新鮮事物，百科很強大，故老周在此也不必多介紹。現在的時代和老周當年學 QBasic 的時代不同，那時候拉根電話線上網，下載速度只有可憐的 3.5 kb/s。而且還要去店裡買上網路卡。上網路卡用完了（計時的喲）還要再買。除了買上網路卡的錢外，還要交 0.2 元/分鐘的附加費（中國電信收）。
所以，你想想那時候有些什麼概念、名詞解釋不懂的，都是往書上找，或者往圖書館跑；到了圖書館還要交 100 大洋的押金。上網成本高，速度慢，很多東西都懶得上網查。
現在不同了，小孩子們多幸福！幾乎每天線上 20 小時以上。網路也基本覆蓋，所以呢，名詞解釋之類的東西就不必像以前那麼當回事了，啥時候需要，直線網上找。
老周習慣在開始之前扯些題外話，多年養成的壞習慣，打70大板也改不了，請各位莫見笑。
老周接下來計劃寫一系列爛文，主要講述用.NET開發硬體控制方面的東東（其實這個挺好玩的，上大學的時候居然沒有機會玩，可惜了，不然泡幾打小學妹不成問題）。當然了，要在板子上跑.NET 程式，對開發板是有要求的——起碼無作業系統的板子就沒辦法了。有作業系統的板子裡面，名氣較大的當數樹莓派了。
樹莓派以前在書上看過，但不流行網購的年代，去實體店根本買不到（也不知道上什麼型別的店買）。所以，一直沒機會去體驗一下。之後就放一邊了，也沒去想了。但若干年後回頭想想，還是要玩一下的，不然這碼農生涯就不專業，不完美了。於是，模糊地記得在 201x 年從二手平臺買了一塊，也不知道是幾代（肯定不是3、4代）的，買回來只是裝了系統耍了兩下。然後……說起來丟人，吃灰了。
疫情快一週年了，相信各位都記得 2020 年那個春節的，反正我是覺得比當年“非典”時還恐怖。當初“非典”橫行時，我們還正常上學上課，只是個別工廠沒開工，也沒戴口罩，最多就是用消毒粉洗洗地。也許是當年資訊滯後的原因吧。
於是就宅在家裡搞破壞，就想著把一些電器（尤其是一些什麼智慧檯燈、DVD機的）自己改裝一下，能不能弄成像小時候在奧特曼裡面看到的那些高大上裝置，可以遠端控制，還可以用手招呼一下就能控制家裡的東西——大概就是現在所謂的“智慧家居”吧。看著別人演示總覺得不夠意思，自己弄出來的才有成就感，就算弄成了人工智障也不要緊，重點是自己親自體驗過。
最初的思想火花就是想用無線網路來控制各種遙控器，想想在家裡放幾個紅外發射器，然後樹莓派上執行個Web伺服器，這樣各種客戶端只要開個瀏覽器就可以控制紅外發射器，家裡的電視、盒子、風扇、電燈、紅外攝像頭就可以整合在一塊了。遙控的鍵碼可以用紅外接收模組記錄，然後存入資料庫。用的時候從資料庫裡提。
頭腦一發熱，做事就迅速。在某寶買了一塊 Raspberry Pi4 B型。買回來一看，哇，your god，還是 1.4 版本，挺新鮮的。
其實嘛，那個最初的想法並沒有完全實現，僅僅控制了兩臺DVD和一個“芒果雲”智慧盒子而已。
好，又扯多了。本篇作為這一系列的開頭，我們們不寫程式碼，老周簡單說說要準備些什麼工具和裝備。
一、軟套裝
軟體方面，很簡單。
1、開發工具。我們熟悉的 Visual Studio，或者 VS Code都行。
2、開發機。這個嘛，還是在電腦上寫程式碼的好，樹莓派那點配置還是挺弱的。
3、樹莓派上的系統。這個還是用官方的系統好一點。這裡老周說一個事，官方系統有個輕量級版本（Lite），就是帶 Linux 核心功能，沒有桌面部分，也沒有帶附加軟體，純命令控制。這個版本其實很好，但是總出現一個現象——開機不會自動連線無線網（配置了也沒用），或者一直提示正在搜尋網路。但是，安裝帶桌面的版本就沒有這個問題。這個問題一直存在，目前不知原因。
二、樹莓派開發板必備件
買板子時，你需要買一張 Micrio SD 卡，就是你手機用的記憶體卡。老周建議 32 G吧，16和32的價格差不多的，所以不如直接上32。如果你有很多記憶體卡，那就不用買了。有些某寶店賣的雜牌卡，還宣稱樹莓派專用，其實壓根不必要。老周做過測試，用了幾個世紀的金士頓（從行車記錄儀上拔下來的）和閃迪（手機和電視盒子上都用），寫入系統後正常執行，而且速度還不錯。總之，隨便即可。
寫入系統映象是在電腦上進行（多數情況下是這樣的）的，所以，讀卡器要有，或者如果你有帶記憶體卡口的 USB Hub 也行。這個老周建議買好的，質量太差的真的用出一大堆問題來。老周家裡的各種集線器、轉換線都是綠聯的，不是做廣告，真的好用。記得前兩年，買了個外接光碟機，那種 0.8 元包郵的資料線老是識別不了光碟機，識別出來了，讀碟時經常斷。我曾懷疑過光碟機，但用戴爾筆記本拆出來的光碟機測試也是不行。最後買了一根綠聯的線。即插即識別，而且不斷線。真的，一分價錢一分貨。
關於電源，樹莓派的供電口好像每一代都不太一樣，我買的 4 代是 C 口。原裝電源挺貴的，可以買其他的，5V / 3A 即可。另外，還有兩種選擇：
1、充電寶。新款都能輸出最大 3A 的。
2、帶外部供電的 USB Hub。比如這種。
號稱工業級的，能正常供電，它帶12V/4A的外部電源，輸出口是5V。無外部電源的 USB Hub 帶不動。
3、乾電池 + 電池盒。這種不怎麼好用，乾電池電量減小後電壓會跟著降的，很容易掛。
4、可調電源。就是可以調節電壓的電源，這個除非你捨得買貴的，便宜的不怎麼好用。老周買過便宜的，被它電過兩次。
實際使用測試，5V/2A、5V/1A的供電也能讓樹莓派正常執行。總的來說，電流大小由負載決定，重點是電壓，要選5V的。電壓太高的話可能會導致樹莓派升級為“煙霧”版。
三、其他裝備
1、麵包板。接線多了這個方便。
2、杜邦線。這個肯定要的了，至少買多長，自己看著辦，實驗的實，10-20 CM 可以了。
3、盒子。這個是可選的，就是給樹莓派加個盒子，一來起保護作用，二來可以散熱（塑料的估計散不了熱，要貼散熱片）。老周買的盒子是金屬的，還不錯，CPU 一直在36度左右。
4、網線。老周直接拿買路由器時送的線用，簡單快捷。雖然樹莓派有無線網路卡，但有線網路卡更快，用網線直接連到電腦的網線介面上，在電腦上用 SSH 登系統比較快。
5、“T”形擴充套件板。因為我把樹莓派裝進盒子裡，接線就不方便了，所以買塊T形板，把 40 個引腳引出來，扣在麵包板上，接線就方便多了。
上面的圖是盜來的，出處不明。接的時候注意方向要一致，不要弄反了。
6、電子放大鏡。電子模組比較小，視力不好的話不太好操作。有些地方就算視力好也不好對付。可以買個電子放大鏡，帶LED燈可以照明。USB與電腦連線，用法和外接攝像頭一樣，用 Win10 自帶的相機就行。不用買太強大的，能放大、有燈就行，一般 50 塊大洋左右。
7、萬用表。這個不是必要，但可以有。測電壓電阻很有用。
8、滅火器。這個嘛，有些教程上會提到，不過老周覺得沒那麼嚴重吧，一般操作也燒不起來。
9、消除靜電刷。這個老周覺得是可選的，釋放身上的靜電有個方法很簡單，把你自己接地就行，兩隻手在牆上或者地上按一下就行。不過，老周家裡有現成的消靜電工具，本來是用在黑膠唱片上的。這個你用過留聲機就知道，靜電太多的話，播放唱片時會炒豆響。而且老周的唱機有問題，安裝唱針的電路不太好，靜電多了功放會放不出來，斷斷續續。如果你怕靜電會傷害樹莓派和電子模組，可以某寶弄一個刷子，接觸裝置前在手上刷幾下。
四、其他開發板
樹莓派算是比較高階的板，它有作業系統，很多時候也可以用樹莓派來控制其他板子，尤其用到模組較多的時候，總不能全都接到樹莓派上吧。此時就可以考慮把一部分工作分給其他開發板去完成，樹莓派作為主控中心，指揮其他板子工作。
比如下面這個板子也不錯，義大利原裝進口。100 多大洋吧，比樹莓派便宜。其實這些在他們國家也不算貴，但兌成 RMB 就貴了點。
你要是覺得上面的板子貴，那下面這兩個就便宜，十幾大洋一塊。
當然了，還是那句話，一分價錢一分貨。以上兩款是國產的，也不知道哪個廠商，反正某寶上大把。注意這些非原裝的板子，在連線電腦時要手動安裝驅動，網上可以找 CH34x 晶片的驅動，一般是 CH340 和 CH341。一個版本不行的話，可以多試幾個，非官方的版本裝驅動是頭疼一點的。原裝主機板的話 Win 10 能自動識別。
這種便宜版本不太穩定，經常會出現上傳程式失敗的情況，而且焊接的引腳有的會搖搖晃晃，有的引腳是彎的，不是很好用，但也能用。老周買了兩塊 Nano 板，有一塊做成溫度計，掛在家裡長期使用。另一塊會嚴重發熱，燙手的，原因不明。
Arduino 的板子不像樹莓派，不能裝系統；樹莓派是一臺完整的計算機，只是相對一般電腦來說，效能還是有差距的（任憑官方怎麼宣傳，但實際情況是如此）。所以，樹莓派上你可以用.NET（C#/VB.NET），可以用 Go，用 Python，或者直接C++；而 Arduino 上用的其實就是C++語言。
關於開發板之間的通訊，你可以有以下選擇：
1、有線連線，使用串列埠通訊（交叉連線 TX，RX 引腳）。這個方案不錯，也好擺弄，跟讀寫文字檔案差不多。
2、有線連線，使用 IIC/I2C、SPI 等標準協議。讓樹莓派作為主機，其他板子作從機。樹莓派可以指手畫腳來命令其他板子幹活。就相當於樹莓派是主子，其他板子是打工的。樹莓派：“小順子，幫我測測水壓”，板子A：“Yes, sir”。
3、無線串列埠，比如 ESP8266 系列，方法和一般串列埠差不多，只是它可以無線傳輸，能實現透傳。
4、自己設計的協議。裝置之間通過高低電平，以及持續的時間，可以組合出許多通訊規則。所以，這個協議你完全可以自己設計。比如，板子B傳送一個位元組給樹莓派，可以約定：每個二進位制位以低電平開始，並持續50微秒；50微秒後，如果還保持低電平，說明是0；如果把電平拉高，說明是1；接著把電平拉低再拉高100微秒，表示一位傳送完畢。如此反覆 8 次，一個位元組就搞定了。
五、寫系統映象
這個教程就很多了。
不過，老周補充一些內容。
1、SD卡其實不用格式化的，實際測試沒任何問題。在寫系統映象前，可以用 Windows 自帶的“磁碟管理工具”把 SD 卡的分割槽（或卷）刪除，開啟 Win32DiskImager 後直接選 SD 那盤就行了，這個軟體它能自動識別出可移動裝置，你的硬碟分割槽不會出現在選擇列表中。
2、設定固定 IP，這個主要是指用網線和電腦連線時用。你不設定固定IP的話，每次啟動樹莓派的IP地址都不同，那連線起來就很蛋癢。網上有許多教程，你跟著教程改 .conf 檔案就好。不過，老周介紹一種特簡單的方法，下面說明一下。
當你成功寫入系統映象後，你會看到有兩個分割槽，如下圖所示。
比如我這裡，一個卷標為 boot 的F區，一個是G區。這個G區是 Windows 不能識別的檔案系統，每次連線時，Windows 都會提示你格式化，你千萬千萬不要格式化，你忽略提示就行。
開啟 boot 分割槽，裡面有很多玩具，其中有兩個玩具是.txt 檔案，可以直接開啟。最好用 NotePad++ 之類的工具來編輯。主要是因為 Windows 的換行符是帶回車符的，Linux 下不使用。
config.txt 是用來配置樹莓派開啟哪些設定/功能的，比如啟用 i2c，啟用 1-Wire（雙向單匯流排）等。這個檔案你可以不改，在登入系統後可以通過系統命令修改——raspi-config。有的教程會告訴你關掉藍芽，因為主控的串列埠模組分給了藍芽，而TX、RX引腳用的是微控制器中的晶片（次要），因此要調過來。這個其實影響不是很大，除非你有更嚴格的效率要求。當然，不一定要關閉藍芽的，你可以在 config.txt 檔案中加上這一行，這樣既可以把兩個串列埠控制器調換，也不必禁用藍芽。
dtoverlay=miniuart-bt, krnbt=on
這些配置的詳細說明在 /boot/overlays/README 檔案裡面，你閒著的時候可以去瞄幾眼。
下面重點來了，另一個文字檔案是 cmdline.txt，它用來存一些命令，這些命令在系統啟動時會執行，每個命令用空格分隔。開啟 cmdline.txt 檔案，在檔案的最前面加上 ip=192.168.11.25，等號後面的就是你要用的靜態IP地址，具體什麼地址你自己決定。
ip=192.168.11.25 console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=2e9f1d8c-02 ……
這個是不是比修改 .conf 檔案簡單？而且設定的還是全域性的IP地址。
最後，你記得在 boot 分割槽的根目錄下建一個空白檔案，什麼檔案型別都無所謂，反正是空的，檔名為 SSH，無副檔名，這樣當系統初始化後就會啟用SSH功能，你才能在無顯示器無鍵盤無滑鼠的情況下通過一根網線登入樹莓派。
Windows 10 自帶有 ssh 工具，你不用到處找工具。開啟命令列提示符視窗，輸入：
ssh pi@192.168.11.25
其中，pi 是使用者名稱，這是系統預設的使用者名稱，預設密碼是 raspberry。登入系統後改不改密碼也無所謂，反正都是你自己用。如果你拿到外面用，或者別人有可能訪問到你的樹莓派，那就要改密碼了，乾脆連使用者名稱、主機名也改掉。
Win 10 上如果第一次連某臺 Linux 主機，會問你一串XX，你看不懂這串XX不要緊，輸入 yes，然後回車就是了；如果發生錯誤，那就到 C:\Users\<你的使用者名稱>\.ssh 目錄下，把裡面的 known_hosts 檔案滅了（裡面放的是與主機繫結的金鑰）。接著重新 ssh 連線就好了。
六、購買模組/感測器
如果你買樹莓派只是為了當 Web 伺服器或者學習 Linux 系統，那不必花錢去買各種電子模組。可是，老周覺得，買塊開發板來學Linux，是不是有點太過分了，這邊建議你掛閒魚上打三折給我吧。既然是開發板，當然得玩玩硬體了，不然你對不起這幾百塊大洋（我買的2G記憶體 268 元，4G/8G更貴）。
至於買哪些模組，哪些感測器，那就你自己喜歡了。
1、控制按鈕類。可以買輕觸開關、觸控開關、熱敏開關、光敏開關、聲控開關等；
2、感測器類。如 MPU 6050（三軸加速計，陀螺儀，這個有點複雜）、PAJ7620（手勢感應）、DHT11（溫度/溼度檢測，這個簡單一些）、DS18B20（溫度檢測，1-wire協議，這個在樹莓派中可以直接以檔案方式訪問，用起來也簡單）。很多感測器都使用了 IIC 協議（i2c），不過你不必自己去模擬，.NET有相關的 Nuget 包。
3、電機。舵機比較好玩，它可以控制旋轉的角度，你可以用來做機械手。
4、發光二極體，LED小燈。記得順便買200 - 250 Ω 的電阻，這個範圍的阻值已經夠了。老周做過實驗，發光二極體在電流達到 18mA 時基本全亮。樹莓派輸出的電流最大 50 mA（說明書上是這樣說的），單個引腳的輸出電流應該沒這麼高。所以，如果你膽子大的話，你可以在接 LED 小燈時不串聯電阻，直接裸奔多爽。其實二極體燒不了的，老周用 80mA 的電流點了一晚上都沒燒。為了驗證網上的說法，老周特意燒了兩個燈，一個白的，一個紅的。
白燈在電流增到 280 mA 後才燒的，紅燈在 250 mA 左右就炸了。電流增到 190 mA 的時候，燈會閃，而且迅速發熱，還會發出 Zi zi zi 的美妙聲響。這麼算下來。串聯 200 歐姆的電阻或者裸奔完全沒問題。
GPIO 引腳高電平（電壓）一般是 3.3 V，二極體工作在 2 到 2.2 V間，電流 18 - 23 mA 之間（估計的，不同顏色的燈電流不一樣）。我們姑且當電流是 20 mA，算一下
( 3.3 - 2.0 ) / 0.02
算得結果是 65 Ω，所以說 200 Ω 足夠安全了。
5、超聲波測距模組（比如HC-SR04模組）。想做玩具車的話，這個好用，比鐳射測距的好。根據老周自己做的實驗，超聲波能測到 5 米遠，2-4 米範圍應該準確一點。這個只是實驗資料，沒有代表性，你自己也可以試試，看能測多遠。
上面只是列了幾個，這些模組很多，沒辦法全列出來。
買這些模組的時候，老周建議不要一次性全買，可以分開買，或幾個幾個地買，這樣做雖然收快遞麻煩，但相對划算，哪家便宜買哪家。不過呢，常用的快遞也就那幾個“通”，如果多個快遞同時到，可以一起收。有時候，同樣的模組，有的店賣得特貴，如果你一大堆一起買，顯然有些模組你會買貴了的。
七、樹莓派的引腳
雖說有 40 個腳，但你能用的 28 個。關於這引腳次序怎麼數，你可不要數反了，數反了容易接錯，弄不好會燒電路。把引腳面向你，開發板的USB口向下，從左到右從上到下地數。看看這張圖。
或者看這張。
樹莓派資料手冊可以從這裡下載：用力點選
你數數看，兩個3.3V，兩個5V，八個 GND（電源負），這裡就佔了 12 個腳了，能用於資料 IO 的引腳就剩 28 個，包括專用的串列埠通訊，IIC，SPI這幾類專門用途的引腳。標註 GPIO XX 的一般可以隨你用。當然了，通過修改引腳重用配置也可以稍稍擴充套件幾個口。
引腳重用（或者叫複用）是用一個叫 ALT 的數值來表示的，資料手冊上都有。或者，你還可以看這個：https://pinout.xyz/，這上面對每個引腳的功能都有介紹。
舉個例子，GPIO 12，在板子上是第 32 號引腳（右排從下往上，倒數第5個，在GND上方）。
我們看到，它的 ALT 0 屬性是 PWM0，即第一路 PWM 輸出（實際上只有兩路，雖然有四個PWM引腳，兩個PWM0是相通的，兩個PWM1也是相通的，相通的引腳輸出引數相同；另外兩個是 GPIO 18 和 19，但要手動修改ALT）。表示 12 號GPIO預設作為PWM輸出（前提是要開啟這個功能，都在 config.txt 檔案中修改），如果把 12 腳的 ALT改成 ALT1，那它的功能就是SD4（用來通過引腳讀寫SD卡，這個不知道怎麼用）。
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好了，暫時就介紹這麼多。這些爛文老周都是每天寫一點，然後拼出來的，有時候一篇要寫一星期。沒有足夠的時間一口氣寫完，只能這樣做。