5 个家用 Raspberry Pi 项目

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Raspberry Pi Foundation, CC BY-SA

Raspberry Pi 电脑可用于各种环境和多种用途。显然，它在教育领域占有一席之地，可以帮助学生在课堂和创客空间学习编程和创客技能，并且在工作场所和工厂中也有大量的工业应用。我将介绍您可能想在家中构建的五个项目。

媒体中心

Raspberry Pi 在人们家中最常见的用途之一是在电视后面运行媒体中心软件，提供多媒体文件。这很容易设置，并且 Raspberry Pi 提供了足够的 GPU（图形处理单元）能力来将高清电视节目和电影渲染到您的大屏幕电视上。 Raspberry Pi 上的 Kodi（以前称为 XBMC）是播放您在硬盘驱动器或网络附加存储上拥有的任何媒体的好方法。您还可以安装插件来播放 YouTube 视频。

有几种不同的选项可用，最突出的是基于 Kodi 的 OSMC（开源媒体中心）和 LibreELEC。它们在播放媒体内容方面都表现良好，但 OSMC 具有更具视觉吸引力的用户界面，而 LibreElec 则更轻量级。您只需选择一个发行版，下载映像并安装到 SD 卡上（或者只使用 NOOBS），启动它，就可以开始了。

LibreElec

^{LibreElec; Raspberry Pi Foundation, CC BY-SA}

OSMC

在继续之前，您需要决定 w 应该使用哪种 Raspberry Pi 型号。这些发行版适用于任何 Pi（1、2、3 或 Zero），并且在这些版本上视频播放效果基本相同。除了 Pi 3（和 Zero W）具有内置 Wi-Fi 外，唯一明显的区别是用户界面的反应速度，在 Pi 3 上会快得多。 Pi 2 不会慢太多，所以如果您不需要 Wi-Fi，那也可以，但 Pi 3 在浏览菜单时明显优于 Pi 1 和 Zero。

SSH 网关

如果您想能够从互联网外部访问家庭网络上的计算机和设备，则必须在这些设备上打开端口以允许外部流量。打开互联网端口存在安全风险，这意味着您始终面临遭受攻击、滥用或任何未经授权访问的风险。但是，如果您在网络上安装 Raspberry Pi 并设置端口转发以仅允许 SSH 访问该 Pi，则可以将其用作安全网关，跳转到网络上的其他 Pi 和 PC。

大多数路由器允许您配置端口转发规则。您需要为您的 Pi 提供一个固定的内部 IP 地址，并在您的路由器上设置端口 22 以映射到 Raspberry Pi 上的端口 22。如果您的 ISP 为您提供静态 IP 地址，您将能够使用此地址作为主机地址通过 SSH 连接到它（例如，ssh pi@123.45.56.78）。如果您有域名，则可以配置子域名以指向此 IP 地址，这样您就不必记住它（例如，ssh pi@home.mydomain.com）。

但是，如果您要将 Raspberry Pi 暴露在互联网上，则应非常小心，不要让您的网络面临风险。您可以遵循一些简单的步骤来使其足够安全

1. 大多数人建议您更改登录密码（这很有道理，因为默认密码“raspberry”是众所周知的），但这不能防止暴力攻击。您可以更改密码并添加双因素身份验证（因此您需要密码和手机生成的限时密码），这更安全。但是，我认为保护 Raspberry Pi 免受入侵者攻击的最佳方法是禁用 SSH 配置中的“密码身份验证”，以便您仅允许 SSH 密钥访问。这意味着任何试图通过猜测您的密码进行 SSH 连接的人永远不会成功。只有使用您的私有 SSH 密钥，任何人才可以获得访问权限。同样，大多数人建议将 SSH 端口从默认的 22 更改为一些意想不到的端口，但简单的 Nmap 扫描您的 IP 地址将显示您的真实 SSH 端口。

2. 理想情况下，您不会在此 Pi 上运行太多其他软件，这样您就不会意外地暴露任何其他内容。如果您想运行其他软件，您最好在网络上未暴露于互联网的另一个 Pi 上运行它。确保您定期升级软件包，特别是 openssh-server 软件包，以保持软件包的最新状态，以便修补任何安全漏洞。

3. 安装 sshblack 或 fail2ban 以将任何看起来有恶意行为的用户列入黑名单，例如尝试暴力破解您的 SSH 密码。

一旦您保护了 Raspberry Pi 并将其上线，您就可以从世界任何地方登录到您的网络。进入 Raspberry Pi 后，您可以使用本地 IP 地址（例如 192.168.1.31）通过 SSH 连接到网络上的其他设备。如果这些设备上有密码，只需使用密码即可。如果它们也是仅限 SSH 密钥的，则需要确保使用 -A 标志通过 SSH 转发您的密钥：ssh -A pi@123.45.67.89。

CCTV / 宠物摄像头

另一个很棒的家庭项目是设置摄像头模块来拍照或流式传输视频，捕获和保存文件，或在内部或互联网上流式传输。您可能出于多种原因想要这样做，但两个常见的用例是自制安全摄像头或监控宠物。

Raspberry Pi 摄像头模块是一个出色的配件。它提供全高清照片和视频，大量高级配置，并且易于编程。红外摄像头非常适合这种用途，并且使用红外 LED（Pi 可以控制），您可以在黑暗中看到东西！

如果您想定期拍摄静态图像以密切关注事物，您可以编写一个简短的 Python 脚本或使用命令行工具 raspistill，并计划在 Cron 中重复执行。您可能希望将其保存到 Dropbox 或其他 Web 服务，将其上传到 Web 服务器，或者您甚至可以创建一个 Web 应用程序来显示它们。

如果您想在内部或外部流式传输视频，那也很容易。 picamera 文档（在“Web 流媒体”下）中提供了一个简单的 MJPEG（运动 JPEG）示例。只需下载或将该代码复制到文件中，运行它并访问 Pi 的 IP 地址的 8000 端口，您就会看到摄像头的实时输出。

一个更高级的流媒体项目 pistreaming 可用，它将 JSMpeg（JavaScript 视频播放器）与 Web 服务器和用于摄像头流的 websocket 分开运行。这种方法性能更高，并且与之前的示例一样容易运行，但是涉及的代码更多，如果设置为在互联网上流式传输，则需要打开两个端口。

设置好 Web 流媒体后，您可以将摄像头放置在您想要的位置。我设置了一个来密切关注我的宠物乌龟

Tortoise

^{Ben Nuttall, CC BY-SA}

如果您想能够控制摄像头实际指向的位置，您可以使用伺服电机来做到这一点。一个巧妙的解决方案是使用 Pimoroni 的 Pan-Tilt HAT，它允许您轻松地在两个维度上移动摄像头。要将其与 pistreaming 集成，请参阅该项目的 pantilthat 分支。

Pan-tilt

如果您想将 Pi 放置在室外，您需要一个防水外壳和一些为 Pi 供电的方法。 PoE（以太网供电）电缆可能是实现此目的的好方法。

家庭自动化和物联网 (IoT)

现在是 2017 年，互联网连接设备无处不在，尤其是在家中。我们的灯泡有 Wi-Fi，我们的烤面包机比以前更智能，我们的茶壶有遭受俄罗斯攻击的风险。只要您保持设备的安全性，或者在不需要连接互联网时不要连接它们，那么您就可以充分利用 IoT 设备来自动化家中的任务。

您可以购买或订阅许多服务，例如 Nest Thermostat 或 Philips Hue 灯泡，它们允许您分别通过手机控制暖气或照明——无论您是在室内还是外出。您可以使用 Raspberry Pi 通过根据涉及定时甚至传感器的规则集自动化与这些设备的交互来增强这些类型设备的功能。您使用 Philips Hue 无法做的一件事是让灯在您进入房间时亮起，但是使用 Raspberry Pi 和运动传感器，您可以使用 Python API 打开灯。同样，您可以配置 Nest 在您在家时打开暖气，但是如果您只想在至少有两个人回家时才打开暖气呢？编写一些 Python 代码来检查哪些手机在网络上，如果至少有两部手机，则告诉 Nest 打开暖气。

您可以在不与现有 IoT 设备集成并且仅使用简单的组件的情况下做更多的事情。自制防盗警报器、自动化鸡舍门开启器、夜灯、音乐盒、定时加热灯、自动化备份服务器、打印服务器，或任何您能想象到的东西。