资料介绍
文| 谷歌开发技术专家 (GDE) 王玉成 (York Wang)
物联网 (IoT) 的应用开发,离不开跟开发板打交道,我们需要配置好开发板的各种环境,最后才能用 Android Studio 进行应用开发。
我们今天就以 Raspberry Pi 3 为例,一起来搭建 Android Things 的开发环境。
硬件准备
Raspberry Pi 3 的硬件开发板就长这样:
开发板是有了,但是我们应该怎么用开发板呢?那好,我们先进一步了解并分析开发版的功能:
玩过 Raspberry Pi 3 的人可以略过这段,但是对于首次上手的玩家,有几点要注意:
事项 1:别费尽心思找电源了,开发板用的 Micro USB 口做供电接口。别找个电源适配器,拼命往音频接口上塞啦,这么搞厂商也很头疼的。
事项 2:做什么样的事找什么样的位置。每个接口有每个接口特定的作用。看着文字对上号,根据方案选择特定的模块就行了。
那么多 GPIO 口啊……怎么办?我有针脚恐惧症的。
- 没问题,我们就先来了解针脚的作用,就可以玩转开发板了。
等等,我怎么知道开发板哪个地方是第一根针脚啊?
- 在电路板上,找到 GPIO 针脚,离 USB 接口最远的那一端,对了,开发板上应该有一个 J8 标记, 就是那位置为 1 号针脚,只需要找到这几根针脚就够了。供电是引出 5V 还是 3.3V 的电源针脚,跟你自己的电路有关,切记在连线之前把电压搞清楚,不然会烧掉器件的。接下来认出 UART, SPI, PWM, I2C 接口,依据自己的需求,找一个面包板,就可以拉线出来干活了。
硬件认清楚了,这是第一步,还要找找开发版的外设,一般说外设就是供电,显示,存储,输入这几大块。
microUSB 给电源供电;
HDMI 用来显示;
有线或者 Wi-Fi 用来连接网络;
microSD 卡以及读卡器用来烧写系统。
配备完这些外设,搭好面包板,就可以动手烧写系统了。
下载镜像
开始找地方下载镜像了,镜像链接在此:
developer.android.com/things/preview/download.html
上一讲提到的 4 个开发版的镜像都可以下载。
Raspberry Pi 3 最新的镜像压缩包名为 androidthings_rpi3_devpreview_2.zip,下载完压缩包,解压缩之后,只有一个文件 iot_rpi3.img,我们来看看是什么格式的文件:
这些信息好像还不足以让我们判断镜像的内容,但是可以明确的是,这是一个可以做启动的镜像文件。那我们来看看镜像内部包含了哪些内容?
通过镜像的内容,我们看到镜像的内部结构。其中 rpi boot 是 Raspberry Pi 的 secondary boot,后续就是 uboot,接下来,就是 uboot 所引导的系统文件了。做过 uboot 级别移植的人,应该十分清楚 bl1, bl2, uboot 的一些概念,这里就不做详细解释了。
这里再啰嗦几句,我们看一下 Developer Preview 1 版本的镜像,以 Edison 开发版的镜像为例:
可以看到,在 Developer Preview 1 这一版中,分成了许多文件,并且提供了烧写脚本,还提供了 fastboot 和 ADB 工具。但是,对于初学者来说,如何正确使用这些工具成了一个难题。所以在 Dev Preview 2 的版本中,把这些文件合并成一个 image 文件,烧写就变的很简单了。还是要为 Google 的贴心赞一赞,每一版的改进都会让开发者用起来更方便。
细心的读者会发现,两个开发版的镜像文件中,有些文件内容是不同的,主要是 bootloader 及之前的可执行代码。有兴趣的读者可以对比一下 x86 和 arm 的架构的 bootloader 的不同的地方及作用。
Edision 的镜像文件中间,还包括一个文件,似乎在回顾着某种历史,如果你找出来了,就请在下方留言吧。
烧写镜像到 SD 卡
Raspberry Pi 的外接存储设备是 microSD 卡,以下简称 SD 卡。由于 Linux, Windows, Mac 的烧写的工具也不尽相同,我们以 Linux 为例说一下烧写步骤,烧写的命令只要是 dd,但是千万不要 dd 到你的硬盘上去了!
最安全的烧写流程如下:
$ df -h 命令,查看一下当前有哪些设备,如果电脑不能识别 SD 卡,那么开始第 2 步,如果电脑已经识别 SD 卡,记下来 SD 卡是哪个设备,就可以走第 3 步了;
把 SD 卡插上,重复第一步;
$ sudo dd bs=4M if=iot_rpi3.img of=/dev/sdx 命令,确定自己的 SD 卡的设备号,然后把下载的 img 文件烧写到 SD 卡上 ,这一步需要 root 权限哦。这儿要提醒一句,不是烧写到 SD 卡的某个分区,而是烧写到这个 SD 卡所在的设备上。
$ sync 命令,同步数据到 SD 卡。
Windows 系统下,用 Win32DiskImager 工具,用管理员权限,烧写 img 文件到 SD 卡即可。
Mac 系统下也是用 Linux 下的命令:
$ sudo dd bs=1m if=image.img of=/dev/rdisk
启动开发板
把已经烧写过 Android Things 的 mciroSD 卡插到 Raspberry Pi 3 的对应位置,就可以启动开发板了。
按以下的步骤去启动开发板:
用 microUSB 供电;
插入网线;
插入 HDMI 接口。
大概第一次系统启动要一到两分钟,耐心等待就行。
系统启动完之后,显示器显示了当前有线网的的 IP 地址,以及 Wi-Fi 还没有连接上的状态。那么,我们可以借助有线网的 IP,去连接 ADB:
$ adb connect
connected to :5555
由于 Raspberry Pi 是支持 DNS 广播的,如果你的电脑支持 MDNS 功能,运行命令:
$ adb connect Android.local
连接成功后,会返回:
connected to :5555
这样我们的 ADB 就正常连上Raspberry Pi 3了。借助 ADB ,我们可以连接 Wi-Fi 了。
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