从入门到智能家居控制!树莓派CM0:史诗级完整指南!(智能家居入门教程)

特别感谢文章作者:HonestQiao / 乔楚,辛苦制作了一整套详尽的教程,非常适合新人及树莓派爱好者学习使用!

系列文章简介

树莓派CM0(Compute Module Zero)是一款基于Raspberry Pi Zero 2 W核心的系统级模块,以其紧凑的尺寸、完整的接口和出色的性价比,成为嵌入式开发和定制化项目的理想选择。本系列文章将带领您从零开始,深度挖掘这块小巧开发板的无限潜力。

通过本系列教程,您将学会:

为CM0选择并安装最适合的操作系统

搭建轻量级桌面环境

实现多种音频输出方案

构建复古游戏平台

打造家庭多媒体中心

部署智能家居控制系统

文章目录

1. 最适合树莓派CM0的操作系统DietPi

系统基础 · 环境搭建

- 为什么DietPi是CM0的最佳选择

- 详细系统烧录与配置指南

- 网络设置与SSH远程管理

- apt源优化与软件管理技巧

适合人群:树莓派初学者,寻求最精简系统的用户

2. 在树莓派CM0上运行Xfce桌面环境

图形界面 · 用户体验

- 在512MB内存上流畅运行桌面环境Xfce安装与开机启动配置

- 中文环境设置与字体优化

- 蓝牙键鼠连接与使用

适合人群:需要图形化『操作界面』的用户

3. 树莓派CM0音频输出与音乐播放指南

音频系统 · 多媒体基础

- HDMI音频输出完整配置

- USB声卡即插即用方案

- 6种蓝牙音频设备实测

- 命令行与图形化播放工具

适合人群:需要音频功能的媒体用户

4. 使用Mednafen将树莓派CM0变为复古游戏机

娱乐应用 · 复古游戏

- Mednafen多系统模拟器安装

- 游戏ROM管理与配置

- 键盘操控设置

- 经典游戏实战体验

适合人群:怀旧游戏爱好者, DIY游戏机玩家

5. 树莓派CM0部署Kodi打造家庭多媒体中心

影音中心 · 家庭娱乐

- Kodi媒体中心完整部署

- 中文界面与投屏功能配置

- NAS文件共享与播放

- IPTV电视直播实战

适合人群:家庭影院爱好者,媒体中心用户

6. 在树莓派CM0部署HomeAssistant实现家庭智能化控制

智能家居 · 自动化控制

- HomeAssistant Core手动部署指南

- HACS应用商店安装配置

- 小米『智能设备』集成实战

适合人群:智能家居爱好者, 自动化控制开发者

学习路径建议

新手入门路线:

1 → 2 → 3 → 4 或 1 → 2 → 3 → 5

进阶应⽤路线:

1 → 3 → 5 → 6

娱乐玩家路线:

1 → 2 → 3 → 4 → 5

硬件需求清单

树莓派CM0开发板

5V MicroUSB电源

HDMI显示器/电视

MicroSD卡(可选,⽤于扩展存储)

USB Hub扩展坞

各类外设(键盘、⿏标、⾳箱等)

后续更新预告

本系列将持续更新 ,后续计划包括:

Docker容器化应用部署

流媒体数据采集

物联网传感器数据采集

网络存储(NAS)搭建

边缘计算应用开发

更多智能家居集成方案

开启您的树莓派CM0探索之旅!

每一篇文章都包含详细的步骤说明、实战配图和疑难解答 ,确保您能够轻松复现每一个项目。无论您是嵌入式开发新手还是经验丰富的技术爱好者,这个系列都将为您提供有价值的技术参考和实践指导。今天是文章的第一篇,教程开始!关注我们就不会错过后面的教程!

最适合树莓派CM0的操作系统DietPi

CM0是一款围绕RP3A0『芯片』构建的系统级模块(SoM), RP3A0『芯片』由Raspberry Pi自主研发,采用定制化系统级封装设计。CM0模块以紧凑可嵌入的外形规格集成了板载RAM与可选无线🛜网络连接功能,完整实现了Raspberry Pi Zero 2 W的核心处理能力,助力开发人员和系统『设计师』将Raspberry Pi功能集成至定制化硬件设计中。

官方CM0开发板介绍:

Raspberry Pi Compute Module Zero Development Board(简称CM0 Dev Board)是一款基于Raspberry Pi CM0的单板计算机,默认为512MB RAM + 8GB eMMC的计算机系 统,提供HDMI、USB、MIPI DSI、MIPI CSI 和Raspberry Pi 40-Pin接口,支持通过Wi-Fi (带外置天线)接入网络,主要用于工业控制和物联网领域。

这块小板子非常的精简:

板子上,提供了标准的40Pin,还有DSI(MIPi显示)、CSI(MIPi摄像头)、HDMI接口,以及一个用于连接外设的MicroUSB接口,一个用于供电的MicroUSB接口。

板子上还有一个TF卡接口,不过因为这次的树莓派CM0开发板使用的是eMMC,所以这个TF卡接口并不能使用。

在Raspberry Pi Zero 2 W上,能够跑的操作系统有很多,经过测试和使用,个人认为基于Debian的Linux发行版DietPi是其中最合适的一种。

树莓派CM0开发板资源有限,内存为512MB,精简而又功能完备的 DietPi 系统,是最好的选择。

官方介绍如下:

但是DietPi简约而不简单:

对树莓派系列都提供了全面的支持:

可查看 DietPi官方文档了解更多信息。

https://dietpi.com/docs/

下面,就在树莓派CM0开发板上,安装DietPi操作系统,感受其简洁和强大。以下部分操作需在电脑上完成。

虽然我的电脑的操作系统是macOS,不过所用的软件和操作,都是跨平台的,在不同的平台上,操作方式基本是相同的。

一、准备烧录工具

1.1 安装Raspberry Pi Imager烧录工具

树莓派官方提供了Raspberry Pi Imager烧录工具,支持macOS、Linux、『Windows』平台,可以非常方便的烧录常见的树莓派系统镜像,也可以烧录自定义的镜像。

从 Raspberry Pi Imager 官方下载最新v2.0.0版本(截止本文写作时间):

下载安装后 ,打开Raspberry Pi Imager,在Device栏中,选择Raspberry Pi Zero 2 W即可:

再点击下一步,就可以选择OS:

1.2 下载DietPi系统镜像

在Raspberry Pi Imager中, OS栏用于镜像,不过其中没有DietPi,需要自己前往下载:https://dietpi.com/#download

点击 Raspberry Pi 2/3/4/Zero 2后 ,打开下载页面:

然后点击 Download 下载:

下载完成后,不用解压,在 Raspberry Pi Imager 界面选择 Raspberry Pi Zero 2 W 后 ,点击下一步,在OS栏中,选择使用自定义镜像:

在弹出的文件选择窗口中,选择刚下载的镜像文件:

请务必确保, 之前下载的DietPi系统镜像文件名称,和上面的一样。选择后,在 使用自定义镜像 项中,会显示使用了本地Local镜像,文件大小为170.1MB:

我们可以看到, DietPi的系统镜像文件,确实很小。

1.3 进入烧录模式

树莓派CM0开发板默认会从eMMC启动,如果要烧录系统镜像,需要先参考官方指导 eMMC烧录 ,使用 Rpiboot 让开发板进入烧录模式。

https://edatec.cn/docs/zh/cm0/um/3-booting-the-device/#_3-1-2-emmc%E7%83%A7%E5%BD%95

如果使用macOS或者Linux,可以按照如下的步骤来,使用Rpiboot的源码编译出来的工具进行操作。『Windows』用户可使用上海晶珩提供的预编译工具。

先断开树莓派CM0开发板的所有外设连接,然后用跳线帽连接nRPIBOOT的两个引脚 ,再用MicroUSB数据线,将USB(J5)接口连接到电脑。连接后,在电脑上,会出现一个新的设备:

以上界面是在macOS的系统信息中查看的。如果是『Windows』电脑,则在设备管理器中查看。打开命令行,执行如下的命令,下载并编译Rpiboot工具:

git clone - - recurse-submodules --shallow-submodules --depth=1 https://github.com/raspberrypi/usbboot cd usbboot makels rpiboot

然后 ,执行如下的命令:

sudo ./rpiboot

当出现如下新出的时候 ,说明操作成功,开发板将进入烧录模式:

开发板将进入烧录模式后,电脑上将会出现一个新的可移动磁盘:

1.4 烧录DietPi镜像

前面的步骤准备好了以后,在 Raspberry Pi Imager 界面点击下一步, 进入存储设备选择。如果开发板没有进入烧录模式 ,那么界面中没有可供选择的存储设备:

如果开发板已经成功进入烧录模式 ,则界面如下:

选择好存储设备后, 直接点击下一步 ,再点击Write:

此时会提示,是不是真的要烧录 ,毕竟确认了,所有数据都会丢了。

点击 I UNDERSTAND, ERASE AND WRITE后,就开始烧录镜像了:

请耐心等待片刻, 直到烧录完成:

烧录完成后 ,从电脑断开连接,并取消nRPIBOOT跳线帽,准备执行后续的步骤。

二、初始环境设置

第一次使用DietPi的时候,需要连接显示器和键盘,以便进行初始化设置,一旦联网之后,就可以通过ssh进行远程操作了。

2.1 首次登录

我使用了一个MicroUSB转接头,将一个USB Hub连接到了树莓派CM0开发板的USB(J5)接口,以便连接键盘和鼠标;再使用HDMI线,将HDMI接口连接到显示器,最后,使用一个MicroUSB数据线,准备连接到电源:

接上电源后,树莓派CM0开发板启动, DietPi开始运行:

在第一次使用的时候 ,会自动进入登录设置界面:

默认登录账户root,密码dietpi。

如果没有连接有限网络,则第一登录的时候 ,会网络连接失败:

按照后续步骤进行设置即可。

2.2 设置WiFi

首先需要进行WiFi网络设置。

因为 树莓派CM0开发板 的无线🛜网卡没有硬件mac地址 ,每次启动的时候都会随机生成,所以将mac地址设置为静态地址(STATIC),方便在电脑上进行连接。

在前面的配置界面,选择Network settings:

然后选择WiFi并回车,将会提醒开启WiFi:

直接OK即可。开启WiFi后 ,会进入WiFi设置界面:

首先将WiFi模式 ,从DHCP修改为STATIC:

并根据自己网络的情况,设置好IP地址、网关、DNS等,以及Country设置。设置完成后, 进入 “Scan” 选项,可以修改WiFi连接配置:

DietPi可以允许用户保存多组WiFi连接配置信息。这里选择第0组进入即可:

扫描到需要使用的WiFi名称后, 回车进入设置连接密码:

设置完成后 ,会列出当前设置过的配置:

最后,在网络设置界面,应用所有配置:

应用配置后, 返回上一级界面,用其中的Test进行测试,确保Online:

WiFi设置成功后,在电脑上ping一下树莓派CM0的IP地址 ,检查网络是否联通:

网络配置完成后 ,再次回到初始安装界面:

先进入Change IPv4 address,修改地址为一个可以访问的ip,例如网关ip:192.168.1.1,然后执行Retry。

2.3 系统更新

网络检测通过后,将会自动更新系统:

耐心等待更新完成即可。

2.4 基础设置

更新后 ,会需要设置国家信息,根据实际情况设置:

然后,就到了关键的一步,设置root用户和dietpi用户的密码:

设置完成后 ,会提示是否禁用串口输出:

如无特殊需求,建议直接禁用, 节省一点内存是一点。

一切完成后,将进入软件安装界面:

到这一步, 直接移动Install, 回车,就会完成最后的基础软件安装工作了,等待安装完成,系统就算设置好了。

2.5 设置ssh

为了方便在电脑上连接进行操作,设置好网络后 ,第一时间开启ssh服务。

在DietPi上, 既可以使用功能强大的OpenSSH服务 ,也可以使用轻量级的SSH服务Dropbear。在命令行界面,执行dietpi-software, 进入软件管理界面:

在该界面中,在SSH Server项中,使用回车进入对应设置,选择需要运行的SSH服务软件:

选择完成后,使用Tab按键,到 Select 按钮 ,再回车选中并返回上级界面。然后使用Tab按键,到 Exit 按钮并回车 ,退出软件管理界面。如果进行了设置,会提示:

选择IOK’并按回车键确认。设置完成后,使用 sudo reboot 重启树莓派CM0开发板,然后用SSH工具进行连接:

连接成功后, 进入如下界面:

现在即可通过 SSH 远程连接并进行管理。

三、基础使用

DietPi是基于Debian的,最新版本已经同步到了Debian 13:

因此Debian系统下的常用操作方法,在DietPi系统下都可以使用, 包括系统、网络、包管理等等。

DietPi系统也提供了自己独有的命令,以dietpi-开头,例如使用dietpi-config来进入配置,使用dietpi-software来管理软件,使用dietpi-launcher来启动通过dietpi系统安装的软件,使用

dietpi-autostart来设置开机启动软件。

3.1 apt源设置

在DietPi系统中,安装软件,可以用apt,也可以用dietpi-software,但本质上,都是使用apt。 DietPi系统中apt软件源,默认使用的是Debian的源,如果在国内使用,可以设置国内镜像地址 ,从而加快下载安装速度。

使用如下命令 ,修改/etc/apt/sources.list文件:

nano /etc/apt/sources.list

将/etc/apt/sources.list的内容 ,替换为:

查看原文,复制源代码:

https://mp.weixin.qq.com/s/VZWf8qEd1_7gqHGeD8PVCg

# 默认注释了源码镜像以提高 apt update 速度,如有需要可自行取消注释

查看原文,复制源代码:

https://mp.weixin.qq.com/s/VZWf8qEd1_7gqHGeD8PVCg

# 以下安全更新软件源包含了官方源与镜像站配置,如有需要可自行修改注释切换

查看原文,复制源代码:

https://mp.weixin.qq.com/s/VZWf8qEd1_7gqHGeD8PVCg

然后 ,执行apt更新指令:

# 更新apt索引

sudo apt update

如果更新apt索引后,提示更新系统,可以用如下的命令:

sudo apt upgrade

3.2 软件管理

使用dietpi-software, 进入软件管理界面:

在该界面中,可以搜索(Search Software)、浏览(Browse Software)、安装(Install)、卸载软件(Uninstall)。

在Browser Software中列出的软件,都是经过了DietPi官方严格测试过的软件,能够在DietPi系统稳定运行的:

当然,也可以apt如下命令,安装不在列表中的软件,例如:

sudo apt install fastfetchfastfetch

四、总结

虽然前面的截图非常多,看起来步骤也非常多,不过实际操作起来 ,也就几分钟的事情而已 ,按照顺序,一路操作即可。

经过上述步骤,我们成功在资源受限的树莓派CM0开发板上部署了DietPi系统。

整个过程清晰地展示了DietPi作为一款专为嵌入式设备优化的发行版,其轻量 、高效 、高度可定制的特性。

它不仅完美发挥了CM0的硬件潜力,更为我们后续搭建各种应用-从桌面环境到游戏模拟 、从媒体中心到物联网网关-打下了一个极其精简且稳定的基础。

选择DietPi,无疑是解锁树莓派CM0全部能力的最佳起点之一。

特别声明:[从入门到智能家居控制!树莓派CM0:史诗级完整指南!(智能家居入门教程)] 该文观点仅代表作者本人,今日霍州系信息发布平台,霍州网仅提供信息存储空间服务。

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