面向大学的树莓派 RemoteLab 机器人开发！

大学生远程机器人开发并非痴人说梦--在弗罗茨瓦夫科技大学，这已成为现实。在最新一期的《The MagPi》中，Rob Zwetsloot 与 RemoteLab 进行了交流。作为 #MagPiMonday 的特别节目，在此与您分享。几期前，我们采访了 Wojciech Domski 关于他的遥控飞机 OSD 的故事，这是一个很酷的小项目，可以让他看到遥控飞机的飞行位置以及一些 HUD 信息。在令人印象深刻的同时，他还与弗罗茨瓦夫大学合作了一个项目，并一直热衷于与我们分享。

可通过 RemoteLab 访问各种开发板，包括 ST 的 Nucleo 板和 Discovery 板

Wojciech 解释说：“RemoteLab 被称为硬件即服务（Hardware-as-a-Service），它通过服务方式提供对开发板等资源的远程访问。它位于弗罗茨瓦夫科技大学[WRUST]，用于机器人控制器和高级机器人控制课程"。RemoteLab 的出现是必要的--2020 年，由于新冠疫情大流行，弗罗茨瓦夫科技大学与世界其他地方一样暂停了面授课程。由于学生无法访问真正的开发板（以及他们所在的实验室），Wojciech 开始构建一种通过 Raspberry Pi 远程访问开发板的方法。Wojciech 说："2020 年底，我在家里开发并运行了第一个版本。2021 年，我建立了环境并推出了服务。如果没有我所在大学的支持以及 [私营公司] ST 提供开发板的人员的支持，这一切都不可能实现。”网络界面包括一个摄像头，您可以监控电路板

最初的构建使用的是 Raspberry Pi 3，它兼顾了低功耗和高硬件性能，再加上支持良好的 Linux 发行版，使其成为理想的选择。Wojciech 告诉我们："它的性能足以同时为十几名学生提供服务。不过，提供开发板视图的视频流效果并不好。我需要解决这个问题，并决定使用基于静态图像的视频预览。下一代产品包括升级到 Raspberry Pi 4。现在，甚至可以直接在 Raspberry Pi 上工作和开发代码，因为它提供了足够的计算能力。最后，在 2024 年又进行了一次升级。三台服务器换成了 Raspberry Pi 5。此外，网络界面也有了新的更新版本。根据我的实验，Raspberry Pi 5 甚至可以向全班学生传输真实的视频反馈"。

充满挑战的发展

我们喜欢问每个制作者制作过程如何。Wojciech 的回答很直白：“太可怕了 :D”，还配了一个表情符号。RemoteLab 使用的开发板之一

Wojciech 承认："我不想计算晚上花在硬件安装上的时间。准备软件是一回事，你可以逐步添加新功能，必要时还可以修改。我印象最深的是将额外的硬件（如传感器）连接到开发板上。我花了大约三天的时间进行设置和测试"。我们都经历过组装失败的挫折。不过最终，他还是成功地完成了所有工作。用户只需通过 SSH 连接到 RemoteLab 服务器，就能通过网络界面查看实验室中开发板的状态并对其进行控制。对了，由于升级到了 Raspberry Pi 5，现在还能获得视频反馈。

远程学习

对于任何这样的项目，从最终用户那里获得反馈也很重要，而它似乎很受学生们的欢迎。Wojciech说："一些学生非常喜欢RemoteLab，说它对他们帮助很大。具有突破性意义的是，该系统可以全天候使用。我收到很多反馈，说学生们能够更好地备课，而且他们不受任何时间限制。原型设计是一项费力的工作，布线是一项繁琐而细致的工作

Wojciech 仍在开发这个系统，过去几年来一直如此，并在不断改进，例如刚刚增加了通过网络界面的串行控制台，下一步他将考虑实时绘图。他还在考虑扩展到第四台 Raspberry Pi 服务器，并增加对 Raspberry Pi Pico 和 Pico 2 的支持。Wojciech 最后说道：“我认为 RemoteLab 完全代表了 Raspberry Pi 基金会的宗旨，它这完全是为了支持教育并鼓励人们进行创新。”

工作原理

1. 用户与服务器之间通过 SSH 传输两个端口，其中一个端口为网络用户界面。在这里，你可以查看开发板的状态、调试器是否正在运行以及其他功能。

2. 第二个端口专用于调试器（openocd 或 st-link），通过 SWD 接口连接，就像 Raspberry Pi Pico 上一样。远程调试允许将新固件上传到开发板，或调试开发板上的源代码。

3. 管理员方面要复杂一些，需要网络服务器来管理上述功能。我们创建了一套 Python 脚本，用于在任何特定 RemoteLab 设置的一台或所有服务器上自动执行重复任务（如更新代码）。