零蛋派的一跃——Raspberry Pi Zero W评测

发布于 2020-11-26 18:45
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 树莓派基金会发布了$5的Rapberry Pi Zero,不晓得惊掉了多少人的下巴!

 

不过由于零蛋派没有集成ETH及WiFi,爱好者们不乐意了!好在树莓派基金会从善如流,很快就推出了零蛋派的增强版本,即零蛋派W,添加了WiFi及BLE的功能,其它功能不变,不过价格提升到了$10。尽管如此,也是一板难求,几度脱销!

 

零蛋派W使用ARM11 Broadcom CPU,主频1GHz,板载512MB的内存,与它的前任相比,规格如下

零蛋派的一跃——Raspberry Pi Zero W评测-开源基础软件社区

零蛋派W体积小巧,尺寸大小约为6.5厘米×3厘米,厚度仅为0.5厘米,如此小巧的尺寸,该提供的功能却是一样不少。

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中间是黑色的SoC,使用PoP封装,将CPU与DDR RAM结合在一起,有效的减小了PCB的尺寸;其它的接口还包括Mini HDMI、两个Micro USB接口(其中一个用于充电,另一个用数据通信)、一个Micro SD插槽及一个摄像头接口。另外还有40pin的标准树莓派GPIO接口。

 

因为零蛋派没有集成ETH接口,使得零蛋派在访问网络时功能受限,这一次的零蛋派W恰好补齐了这一短板。新添加的WiFi/BLE二合一模块使用的是CYPRESS的CYW43438模块,RPI3上使用的也是该模块。

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背面大大的树莓派LOGO挺醒目,告诉我们,虽然咱体积小,可是标准的树莓派家族成员!

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零蛋派W上仍然没有使用eMMC存储,要安装Linux系统,仍然得准备一块Micro SD存储卡,将Raspbian等系统写入到SD卡,方可启动系统。

 

其实零蛋派W不使用WiFi也是可以联网的,使用USB方式也可以实现与PC的网络通信,借助PC端的网络接口从而与Internet相连。

 

将零蛋派W与PC使用USB接口连接,注意不是标注为PWR的那个USB接口,而是标注为USB的那个接口,然后安装RNDIS驱动程序,安装成功后,在PC端(以Windows 10为例)会发现如下设备

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图中USB Ethernet/RNDIS Gadget设备即为网络接口。此时使用ipconfig /all命令可以看到网络地址如下

 

以太网适配器 以太网 2:

     连接特定的 DNS 后缀 . . . . . . . :
     描述. . . . . . . . . . . . . . . : USB Ethernet/RNDIS Gadget
     物理地址. . . . . . . . . . . . . : E6-DD-FC-67-36-54
     DHCP 已启用 . . . . . . . . . . . : 是
     自动配置已启用. . . . . . . . . . : 是
     本地链接 IPv6 地址. . . . . . . . : fe80::68a7:8fb0:1317:97e8%10(首选)
     自动配置 IPv4 地址 . . . . . . . : 169.254.151.232(首选)
     子网掩码 . . . . . . . . . . . . : 255.255.0.0
     默认网关. . . . . . . . . . . . . :
     DHCPv6 IAID . . . . . . . . . . . : 198597625
     DHCPv6 客户端 DUID . . . . . . . : 00-01-00-01-22-D7-BC-F4-94-C6-91-0E-2C-AC
     DNS 服务器 . . . . . . . . . . . : fec0:0:0:ffff::1%1
     fec0:0:0:ffff::2%1
     fec0:0:0:ffff::3%1
     TCPIP 上的 NetBIOS . . . . . . . : 已启用

 

这个IPV4地址有点奇怪,不过能用就行。另外测试时使用如下命令可以看到PC端与零蛋派W之间还是能正常通信的

 

C:\Users\xxxxx>ping raspberrypi.local

正在 Ping raspberrypi.local [fe80::799e:fe90:d1c6:5f8b%10] 具有 32 字节的数据:

来自 fe80::799e:fe90:d1c6:5f8b%10 的回复: 时间=1ms

来自 fe80::799e:fe90:d1c6:5f8b%10 的回复: 时间<1ms

来自 fe80::799e:fe90:d1c6:5f8b%10 的回复: 时间<1ms

来自 fe80::799e:fe90:d1c6:5f8b%10 的回复: 时间<1ms

fe80::799e:fe90:d1c6:5f8b%10 的 Ping 统计信息:

数据包: 已发送 = 4,已接收 = 4,丢失 = 0 (0% 丢失),

往返行程的估计时间(以毫秒为单位):

最短 = 0ms,最长 = 1ms,平均 = 0ms

 

使用的是IPV6模式来进行通信。在可以预见的将来,IPV6必将成为主流,零蛋派W已准备好了,咱们也准备好了么?

 

虽然可以使用USB来组网,但是这限制了连网的环境及功能,该是WiFi组网方式上场的时候了。修改/etc/wpasupplicant/wpasupplicant.conf文件如下

 

$cat wpa_supplicant.conf

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev

update_config=1

country=CN

network={

ssid="ssid"

psk="password"

}

 

重新启动就可以连接上附近的无线路由器了。

 

另外一个值得关注的是板载的BLE功能,使用hcitool可以实现简单的检测,查看蓝牙是否工作,下面显示的零蛋派W本身的设备接口信息

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接口名称为hci0,后面是设备的MAC地址

接下测试扫描BLE设备的功能,如下

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使用hcitool的scan命令,可以扫描附近的BLE设备,这里可以看到发现了Nokia 7 Plus设备及其MAC地址,接下来就可以使用BLE与之进行通信了。

 

确实,有了WiFi及BLE的加持,零蛋派W的可玩度更高了。能玩些啥呢?举个例子,以前只能点个灯,现在可以玩个网络点灯!

 

Linux系统上的外设框架,除了WiringPi,还有大名鼎鼎的mraa/upm,这可是Intel造出来的轮子,非常好用,多平台,大量的现有模块的支持,再在零蛋派W上搭个MQTT服务器,做点小项目玩也挺有意思。不过记得要把没有焊接的GPIO引脚焊上去。

 

零蛋派W有一个令人头疼的设计,为了减少PCB尺寸,引出的显示接口是Mini HDMI接口,对大多数人来说,这确实是个头疼的问题,为啥?没有转接器!只能望头兴叹。

 

不过要解决这个问题也不是啥大事,利用X11的特殊设计,结合XMING软件,可以轻松将零蛋派W上的GUI操作拉到PC屏幕上来,具体操作方法,请参考本站文章http://www.21ic.com/evm/trick/201612/697602.htm。

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这是利用X11通信将零蛋派W上的IDLE3拉到本地PC端显示的效果,除了字体略逊之外,整体效果还是可以接受的。

 

最后上一段代码,在零蛋派W上使用MQTT来显示来自远程设备上指定的文字内容,勉强算得上是远程通信

import paho.mqtt.client as mqtt

def on_message(client, userdata, msg):

message = msg.payload.decode()

print(message)

if __name__ == '__main__':

client = mqtt.Client('demo')

client.connect('localhost')

client.subscribe('hello')

client.on_message = on_message

client.loop_start()

while True:

pass

具体含义就不一一解释了,直接上演示效果图

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在另一台机器上通过MQTT协议发布消息,零蛋派W上接收并显示消息!

 

虽然代码毫无新意,用来演示或验证功能还是可行的。而在此之前,例如在零蛋派上,就只好点灯,封闭式的环境,没有网络的支持,就像猫儿追着自己的尾巴,永远在打转,自娱自乐!

 

一句话,零蛋派W较之于零蛋派,虽则只多了一个W,却更好玩。对于工程师来说,这是一种更接近真实产品的体验。相对来说,TI的PocketBeagle,没有网络的支持,在实用性上确是落了下风!

 

已于2020-11-26 18:45:27修改
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