Add 1-introduction-to-iot/pi.md Simplified Chinese translation (#248)

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# 树莓派(Raspberry Pi)
[树莓派](https://raspberrypi.org)是一个单板机,你可以用大量的设备和生态系统来给树莓派加上传感器和执行器,在这些课程中我们使用一个叫做[Grove](https://www.seeedstudio.com/category/Grove-c-1003.html)的硬件生态系统你将会用Python来给你的Pi编程和读取传感器。
![一个树莓派 4](../../../../images/raspberry-pi-4.jpg)
## 设置
如果你要使用树莓派来作为你的物联网硬件,那么你有两个选择来完成这些课程 - 直接在树莓派上编码,或者从你的计算机远程连接到无界面的树莓派上来编码。
在你开始之前你还需要把Grove基础扩展板连接到你的Pi上。
### 任务 - 设置
安装Grove基础扩展板并配置好你的树莓派
1. 安装Grove基础扩展板到你的树莓派扩展板上的插孔与Pi上的GPIO引脚一一对应沿着引脚一路滑下去来压住底部扩展板会在上面盖住树莓派。
![安装grove扩展板](../../../../images/pi-grove-hat-fitting.gif)
2. 决定你要如何来编码你的树莓派,并直接跳到下面相关的部分:
* [在树莓派上直接编码](#在树莓派上直接编码)
* [远程连接来编码树莓派](#远程连接来编码树莓派)
### 在树莓派上直接编码
如果你想要直接在树莓派上编码你可以使用Raspberry Pi OS的桌面版本并安装你需要的所有工具。
#### 任务 - 在树莓派上直接编码
配置树莓派的开发环境。
1. 跟着[树莓派配置指南](https://projects.raspberrypi.org/en/projects/raspberry-pi-setting-up)的步骤来配置你的树莓派,给它连上一个键盘/鼠标/显示器把它接入你的Wi-Fi或者以太网络然后更新软件。你要安装的是**Raspberry Pi OS (32 bit)**用Raspberry Pi Imager来烧写SD卡的时候一般都会推荐这个操作系统。
想要使用Grove传感器和执行器来给树莓派编程的话你需要安装一个编辑器来编写设备代码和各种用来与Grove硬件交互的函数库、工具。
1. 当你的树莓派重启后,点击上方菜单栏的**Terminal** 图标或者选择*Menu -> Accessories -> Terminal*来启动终端。
1. 运行下面的命令来确保操作系统和已安装的软件都是最新的:
```sh
sudo apt update && sudo apt full-upgrade --yes
```
1. 运行下面的命令来安装所有Grove硬件需要的函数库
```sh
curl -sL https://github.com/Seeed-Studio/grove.py/raw/master/install.sh | sudo bash -s -
```
Python一个强大的特性是可以安装[pip包](https://pypi.org) - 这些都是其他人编写了发布到网上的软件包用一个命令你就可以把一个pip包安装到你的计算机上然后在代码里面使用这个软件包了这个Grove安装脚本会安装你用Python来操控Grove硬件时将会用到的pip软件包。
1. 用菜单点击或者运行下面的命令来重启树莓派:
```sh
sudo reboot
```
1. 树莓派重启后,重新打开终端并运行下面的命令来安装[Visual Studio Code (VS Code)](https://code.visualstudio.com?WT.mc_id=academic-17441-jabenn) - 你会使用这个编辑器来编写你的设备Python代码。
```sh
sudo apt install code
```
安装完成后上面的菜单栏就会出现VS Code了。
> 💁 如果你有更喜欢的工具你也可以自由使用任意的Python IDE或者编辑器来学习课程但是课程中会基于VS Code来给出指示。
1. 安装Pylance这是给VS Code提供Python语言支持的扩展插件可以参考这个[Pylance扩展文档](https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ms-python.vscode-pylance&WT.mc_id=academic-17441-jabenn)中的指示在VS Code中安装这个插件。
### 远程连接来编码树莓派
除了直接在树莓派上编码,它也可以无界面运行,不连接键盘/鼠标/显示器使用Visual Studio Code从你的计算机来配置和编码树莓派。
#### 配置树莓派操作系统
树莓派操作系统需要被安装在一张SD卡上才能远程编码。
##### 任务 - 配置树莓派操作系统
配置无界面树莓派系统
1. 从[树莓派操作系统软件页面](https://www.raspberrypi.org/software/)下载**Raspberry Pi Imager**并安装
1. 在你的计算机上插入一张SD卡必要时需要使用一个转换器
1. 启动Raspberry Pi Imager
1. 在Raspberry Pi Imager点击**CHOOSE OS**,选择*Raspberry Pi OS (Other)*,然后选择*Raspberry Pi OS Lite (32-bit)*
![Raspberry Pi Imager选择Raspberry Pi OS Lite](../../../../images/raspberry-pi-imager.png)
> 💁 Raspberry Pi OS Lite是一个没有桌面UI或者基于UI的工具的操作系统版本这些对于无界面树莓派来说都是不需要的而且这样可以安装更小的空间、启动速度也更快。
1. 点击**CHOOSE STORAGE** 按钮然后选择你的SD卡
1. 按下`Ctrl+Shift+X`来启动**Advanced Options**这些选项允许你在烧写到SD卡之前对Raspberry Pi OS进行一些预配置。
1. 勾选**Enable SSH**,然后给用户`pi`设置一个密码,这是你等会用来登录的密码。
2. 如果你打算通过WiFi连接到树莓派那么需要勾选**Configure WiFi**然后输入你WiFi的SSID和密码并选择你的国家码。如果打算使用以太网线缆来连接那就不需要做这一步了只需要确保树莓派和你的计算机连接的是同一个网络就行。
3. 勾选**Set locale settings**,设置你的国家和时区。
4. 点击 **SAVE** 按钮
2. 点击**WRITE**按钮把OS烧写到SD卡上如果你使用的是MacOS你会被要求输入你的密码因为底层的写磁盘镜像的工具需要访问权限。
操作系统会被烧写到SD卡上完成之后SD卡会被弹出并且你会收到通知。从你的计算机拔出SD卡再把它插到树莓派上并上电启动。
#### 连接到树莓派
接下来的一个步骤是远程连接树莓派,你可以使用`ssh`这个工具在macOS、Linux和最近几个版本的Windows上都可以直接使用。
##### 任务 - 连接到树莓派
远程连接树莓派。
1. 启动一个终端或者命令提示符,输入下面的命令来连接树莓派:
```sh
ssh pi@raspberrypi.local
```
如果你是在一个老版本没有安装`ssh`的Windows上可以使用OpenSSH你可以在[OpenSSH安装文档](https://docs.microsoft.com//windows-server/administration/openssh/openssh_install_firstuse?WT.mc_id=academic-17441-jabenn)里找到安装指南。
2. 这应该会连上你的树莓派,并且会请求密码。
通过`<hostname>.local`来寻找你的网络中的计算机是Linux和Windows最近才加入的功能如果你是在使用Linux或者Windows过程中遇到一些Hostname无法找到的问题你会需要安装一些额外的软件来启用ZeroConf网络也被Apple称为Bonjour
1. 如果你在使用Linux用下面的命令来安装Avahi
```sh
sudo apt-get install avahi-daemon
```
2. 如果你在使用Windows启用ZeroConf最简单的方法是安装[Bonjour Print Services for Windows](http://support.apple.com/kb/DL999),你也可以安装[iTunes for Windows](https://www.apple.com/itunes/download/)来获取更新版本的组件(无法独立下载安装)。
> 💁 如果你无法通过`raspberrypi.local`连接那么你也可以使用你的树莓派的IP地址参考[树莓派IP地址文档](https://www.raspberrypi.org/documentation/remote-access/ip-address.md)上大量的获取IP地址的方法。
3. 输入你在Raspberry Pi Imager高级选项中输入的密码
#### 在树莓派上配置软件
当你连接上树莓派之后你需要确保这个操作系统是最新的并且安装各类用于和Grove硬件交互的函数库和工具。
##### 任务 - 在树莓派上配置软件
配置已安装的树莓派软件并安装Grove的函数库。
1. 从你的`ssh`会话中,运行下面的命令来更新并重启树莓派:
```sh
sudo apt update && sudo apt full-upgrade --yes && sudo reboot
```
树莓派会被更新并重启,这个`ssh`会话在树莓派重启的时候会中断等待30秒后重连就行。
2. 从重连的`ssh`会话中运行下面的命令来安装Grove硬件需要的函数库
```sh
curl -sL https://github.com/Seeed-Studio/grove.py/raw/master/install.sh | sudo bash -s -
```
Python一个强大的特性是可以安装[pip包](https://pypi.org) - 这些都是其他人编写了发布到网上的软件包用一个命令你就可以把一个pip包安装到你的计算机上然后在代码里面使用这个软件包了这个Grove安装脚本会安装你用Python来操控Grove硬件时将会用到的pip软件包。
3. 用下面的命令来重启树莓派:
```sh
sudo reboot
```
树莓派重启的时候`ssh`会话会中断,不要再重新连接。
#### 配置VS Code的远程连接
树莓派配置完以后你可以从你的计算机通过Visual Studio Code (VS Code)来连接到它 - 这是一个你将要用Python来写设备代码的免费开发者编辑器。
##### 任务 - 配置VS Code的远程连接
安装需要的软件并远程连接到你的树莓派。
1. 跟着[VS Code 文档](https://code.visualstudio.com?WT.mc_id=academic-17441-jabenn)在你的计算机上安装 VS Code
2. 根据[VS Code远程SSH开发文档](https://code.visualstudio.com/docs/remote/ssh?WT.mc_id=academic-17441-jabenn)的步骤来安装需要的组件
3. 根据相同的指示连接VS Code到树莓派
4. 连接上之后,根据[管理扩展程序](https://code.visualstudio.com/docs/remote/ssh#_managing-extensions?WT.mc_id=academic-17441-jabenn)的指示来远程安装[Pylance扩展程序](https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ms-python.vscode-pylance&WT.mc_id=academic-17441-jabenn)到树莓派上
## Hello world
开始一门新的编程语言或者技术时创建一个'Hello World'的程序是一个传统 - 一个输出类似于`"Hello World"`文本的小程序,用来证明所有的工具都已经配置正确了。
树莓派的这个Hello World程序可以确保你已经把Python和Visual Studio Code正确安装了。
这个程序会在一个叫`nightlight`的文件夹里面,他会在这个任务后面部分的不同代码里面再次使用,用来构建夜灯程序。
### 任务 - hello world
创建Hello World应用。
1. 直接在树莓派上启动VS Code或者在你的计算机上用远程SSH扩展来连接到树莓派。
2. 选择 *Terminal -> New Terminal* 或者按下`` CTRL+` `` 来启动VS Code这会打开在`pi`的home目录。
3. 运行下面的命令来为你的代码创建一个目录,并在目录里创建一个叫`app.py`的Python文件
```sh
mkdir nightlight
cd nightlight
touch app.py
```
4. 在VS Code中点击*File -> Open...*并选择*nightlight*文件夹和 **OK** 来打开这个文件夹
![VS Code打开nightlight文件夹的对话框](../../../../images/vscode-open-nightlight-remote.png)
5. 从VS Code窗口打开 `app.py` 文件并增加下面的代码:
```python
print('Hello World!')
```
`print`函数会在终端打印任何传递给它的东西。
6. 从VS Code的终端运行下面的命令来运行你的Python应用
```sh
python3 app.py
```
> 💁 你需要显式的调用`python3`来运行这个代码以防你除了Python 3最新版本还安装了Python 2如果你安装了Python 2那么调用`python`命令时会使用Python 2 而不是Python 3
终端里会出现下面的输出:
```output
pi@raspberrypi:~/nightlight $ python3 app.py
Hello World!
```
> 💁 你可以在[code/pi](code/pi) 文件夹里找到这个代码
😀 你的'Hello World'程序成功了!
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