代码片段

功能很好用，就是将常用的代码片段保存起来，下次用到的时候可以直接通过简单的几个字符将整段的代码写出来。

创建snippet的方法很简单，一种是在文件-设置-用户代码片段，另一种是在ctrl+shift+p在命令中输入snippet.

snippet的格式是json，熟悉json的同学上手就很快了。

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"autils log": {
		"scope": "python",
		"prefix": "Logger",
		"body": [
			"from autils import Logger",
			"logger = Logger($1).logger"
		],
		"description": "使用autils的日志模块"
	},

snippet的格式如下：

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prefix      :这个参数是使用代码段的快捷入口,比如这里的log在使用时输入log会有智能感知.
body        :这个是代码段的主体.需要设置的代码放在这里,字符串间换行的话使用\r\n换行符隔开.注意如果值里包含特殊字符需要进行转义.
　　　　　　　 多行语句的以,隔开
$1          :这个为光标的所在位置.
$2          :使用这个参数后会光标的下一位置将会另起一行,按tab键可进行快速切换,还可以有$3,$4,$5.....
description :代码段描述,在使用智能感知时的描述

保存后，在py文件中输入Logger就能看见提示了：

同步

曾经提过vscode的同步需求，像我们这种家里少则二台多则好几台设备的人，如果各个环境能够同步是非常爽的一件事。这里我们利用codesync插件来同步我们的vscode的设置、插件和代码片段等。

codesync版本大于2.4，安装完成后 使用ctrl+shfit+p ,然后在codesync下拉列表中选择 set external sync settings 选项，定位要保存的设置，这里选的是onedrive中的一个文件夹。

然后选择导出所有设置，在新环境中，再次导入所有设置就OK了。

项目中写了一个服务随树莓派启动，但是连接外网的时候报了如下错误：

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getrandom() initialization failed.

起初以为是网络尚未初始化，后来加了延迟发现也不能用。

最终的解决方法：

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apt-get install rng-tools

在树莓派上开发了程序，配置了很多内容，然后现在需要做一个镜像出来，我的TF卡是16G的，传输起来实在太不方便。在网上找了很多给镜像瘦身的方法，然而并没有找到一个可靠的行之有效的方法，大部分的方法的确是给镜像瘦身了，但放在树莓派上却无法启动，树莓派启动并没有错误输出，详细的原因也无从得知。于是，曲线救国的方案就是找了一个小容量8G的TF卡做基础镜像，事实证明也很好使，唯一的问题在于，还原到16G的卡上的大小还是8G，剩余的空间并没有利用到。

扩展tf容量的方法

Linux下扩展容量的方法很多，树莓派也做了工具，可以用raspi-config轻松的完成这个工作。

问题在于，我们希望的是树莓派能在第一次启动的时候自动进行扩展，不需要人工介入，毕竟，做成成品的东西是不需要客户进行介入配置的。

自动扩展的方法

raspi-config工具实际是一个可执行的脚本，位于/usr/bin/raspi-config. 打开可以看到里边的脚本是如何编写的。

这里呢，因为我们的程序会在树莓派启动后自动启动，所以我们只要在python脚本中调用一下raspi-config命令就可以了。

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raspi-config --expand-rootfs

只启动一次

这个非常简单，模仿树莓派的SSH配置，我们在/boot文件夹下新建一个AUTOEXPAND的文件夹就行，启动后检测，如果存在就调用raspi-config命令，调用完删除AUTOEXPAND文件。

项目中使用了flask、flask-restful和swagger，想要在请求中返回图片并不像常规的flask项目那么简单。

修改yaml文件

由于使用了swagger，所以修改yaml文件成了必须的一步，在yaml中我们最常用的就是stirng或者json类型的返回数据，那么对于图片应该如何写呢？

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responses:
    200:
        description: 获取成功
        content:
        image/png:
            schema:
            type: string
            format: binary

其实很简单，只需要将返回的content内容设置为image/png,format设置为binary就可以了。

flask-restful的写法

这里直接给出demo代码：

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url = "{}/{}/".format(CurrentConfig.APPURL, sn)
img = qrcode.make(url)
imgByteArr = io.BytesIO()
img.save(imgByteArr, format='PNG')
file = imgByteArr.getvalue()
return Response(file,mimetype="image/PNG")

本质上跟flask返回图片的方式并无不同，注意，这里不能使用send_file

关于小程序相关的验证

在和腾讯小程序对接的过程中，有一项验证就是要把腾讯给你的一个类似dbc.txt，内容为“dfgjoprtnj12312”类似的文件让你放到特定的目录下，才能通过腾讯服务器的认证。这个也是在常规的flask项目中非常容易做到，而这里因为使用了swagger，我们不能直接把文件放到某个路径下，我们可以通过响应dbc.txt请求，返回文件内容的方式来通过验证。

这里还有一个问题就是生成的swagger路径中包含.号，这在swagger中是不合法的，需要我们自己手动处理，这里给出的建议就是把.用_替代。

yaml文件：

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/coupon/JOdezJBaLS.txt:
    get:
      description: none
      tags:
        - qrcode
      responses:
        200:
          description: 响应成功
          type: string

这里没什么问题，请求路径就是txt文件。

python文件：

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class CouponJodezjbals_Txt(Resource):
    def get(self):
        return Response("dd04158d81c9249573cbf5621c67578b")

把CouponJodezjbals.Txt类名替换为CouponJodezjbals_Txt

同样的，routes文件中也需要替换：

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routes = [
    dict(resource=CouponJodezjbals_Txt, urls=['/coupon/JOdezJBaLS.txt'], endpoint='coupon_JOdezJBaLS_txt'),
    ....
]

这样就可以了。

最后一点，txt里边的内容，必须要用Response括起来，否则返回的是一串文本，不能通过腾讯的审核。

关于树莓派串口编程的方法在之前的文章中已经介绍过了，本文的重点在于如何在树莓派中开启串口。

为什么树莓派还需要开启串口

首先我们要了解一下树莓派的部件设置，树莓派有两个串口，一个为硬件串口(UART),另一个为迷你串口(mini-uart). 在2代树莓派官方设计时都是将“硬件串口”分配给GPIO中的UART(GPIO14&GPIO15)，因此可以独立调整串口的速率和模式，而3代，官方在设计时将硬件串口分配给了新增的蓝牙模块上，而将一个没有时钟源，必须由内核提供时钟参考源的“迷你串口”分配给了GPIO的串口，这样以来由于内核的频率本身是变化的，就会导致“迷你串口”的速率不稳定，这样就出现了无法正常使用的情况。
目前解决方法就是，关闭蓝牙对硬件串口的使用，将硬件串口重新恢复给GPIO的串口使用，也就意味着树莓派3的板载蓝牙和串口，只能二选一使用。

也就是说，如果我们想要使用树莓派的UART串口，就必须要关闭蓝牙。

stretch版本之前的设置

本文写作之时，树莓派官方的最新系统是stretch, 在网上收到的蓝牙关闭教程大多都是上一个系统版本jessis。对于jessis版本的设置，请自行google。本文只介绍相对比较简单的stretch版本。

开启硬件串口开关

首先要开启树莓派的硬件开关，具体的开启方法：
在terminal中输入raspi-config:

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sudo raspi-config

弹出如下界面：

然后选择interface options

选择serial

选择No

选择Yes

关闭蓝牙模块

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sudo systemctl disable hciuart

在/boot/config.txt 最后一行

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dtoverlay=pi3-miniuart-bt

然后重启树莓派，然后ls -l /dev

能看到如上界面就说明串口设置成功。

项目简介

IOT是当下相当火热的互联网趋势之一，笔者有幸参与到了一个IOT的项目当中，该项目是用于云端控制智能硬件的开关和视频录像监控，整个项目有三部分组成，云端服务器、智能硬件和树莓派。树莓派在这里充当的角色就是服务器和硬件的中间人，负责空间硬件的状态和数据的上传。

服务端和树莓派的通信

基于树莓派灵巧的架构和python的快速开发特点，该项目抛弃了之前的安卓应用，转为python应用，服务器和python之间的通信采用mqtt协议，认证方式为自制ca证书和密码。

树莓派和硬件的通信

树莓派和硬件直接的通信采用stm32交互，这里使用的是树莓派的AMA0串口。

Python应用的编写

服务器和硬件由别的团队负责，这里只简单介绍一下python端的代码编写过程和记录调试过程中的各种坑。

Python的版本选择

树莓派官方当前最新的系统版本是stretch，自带的python3版本是python3.5，而jessie的版本是python3.4，在mqtt通信还是串口通信的过程中貌似有bug，所以使用了3.5. 给jessie升级python的步骤有些繁琐，偷懒重新安装了系统。

MQTT通信

mqtt通信使用的python paho框架，需要注意的一点就是通信过程中使用了ca证书，这个在晚上的很多博客中没有具体的介绍，不同于用户密码那么简单。

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...省略了很多的代码...
self._client.tls_set(cert_file, None,
                                     None, cert_reqs=ssl.CERT_NONE, tls_version=ssl_tls, ciphers=None)
...又省略了很多的代码...

对于ca证书的使用，网上很多教程中只告诉了使用tls_set方法，填上证书的路径就完事了，但在实际使用过程中，不知道是不是自制证书的问题，cert_reqs=ssl.CERT_NONE 是必不可少的，否则会连接失败。

mqtt协议规定的最大上传数据是260M，但在实际测试过程中发现，大概2M以上的数据包服务器就会收不到，目前还不知道具体的问题出现在那个实现中，所以不推荐使用mqtt用来上传文件或者视频之类的业务。

STM32通信

串口通讯使用python的serial库，唯一需要注意的是连接串口的时候：

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self._serial = serial.Serial(
               port=port.device, baudrate=bps, timeout=timeout, bytesize=8, parity='N', stopbits=1)

port 的值是port.device 而不是port的name属性。如果是在windows平台，可能会不一样，跨平台写代码的时候需要注意这里的兼容性。

再一个就是读取串口数据的时候需要设置一个长度，根据你自己的需要灵活设置，一开始我设置的是60，后来某些数据包达到了2000多，所以后来又改成了4096.

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def read(self, datalength=60):
        '''
        读取串口数据
        '''
        return self._serial.read(datalength)

二进制数据的CRC校验

串口通信为了保证数据的的一致性采用的验证方法是CRC校验，CRC校验又分很多中，最普遍的一种应该是Xmode，下面直接给出轮子：

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class CRCCCITT(object):
    crc_ccitt_tab = []
    # The CRC's are computed using polynomials.
    # Here is the most used coefficient for CRC CCITT
    crc_ccitt_constant = 0x1021
    def __init__(self, version='XModem'):
        try:
            dict_versions = {'XModem': 0x0000, 'FFFF': 0xffff, '1D0F': 0x1d0f}
            if version not in dict_versions.keys():
                raise Exception("Your version parameter should be one of \
                    the {} options".format("|".join(dict_versions.keys())))
            self.starting_value = dict_versions[version]
            # initialize the precalculated tables
            if not len(self.crc_ccitt_tab):
                self.init_crc_ccitt()
        except Exception as e:
            print("EXCEPTION(calculate): {}".format(e))
    def calculate(self, input_data=None):
        try:
            is_string = isinstance(input_data, str)
            is_bytes = isinstance(input_data, bytes)
            if not is_string and not is_bytes:
                raise Exception("Please provide a string or a byte sequence \
                    as argument for calculation.")
            crcValue = self.starting_value
            for c in input_data:
                d = ord(c) if is_string else c
                tmp = (c_ushort(crcValue >> 8).value) ^ d
                crcValue = (c_ushort(crcValue << 8).value) ^ int(
                    self.crc_ccitt_tab[tmp], 0)
            return crcValue
        except Exception as e:
            print("EXCEPTION(calculate): {}".format(e))
    def init_crc_ccitt(self):
        '''The algorithm uses tables with precalculated values'''
        for i in range(0, 256):
            crc = 0
            c = i << 8
            for j in range(0, 8):
                if ((crc ^ c) & 0x8000):
                    crc = c_ushort(crc << 1).value ^ self.crc_ccitt_constant
                else:
                    crc = c_ushort(crc << 1).value
                c = c_ushort(c << 1).value  # equivalent of c = c << 1
            self.crc_ccitt_tab.append(hex(crc))

WIFI设置

wifi设置使用的是pywifi库，貌似目前只支持python3

录像

树莓派录像使用picamera库，但是录像的视频是h264格式，大多数播放器还不支持直接播放，推荐使用xmoplayer来播放或者转码为mp4格式。

调用浏览器

这个项目里给树莓派安排的一项重要任务就是播放广告，本来以为是视频，后来才被告知是一个URL链接，要用浏览器播放。

树莓派ssh直接调用UI应用是有问题的，会报

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Error: Can't open display: :0.0

大概的意思就是ssh不能打开显示器，这里的解决方案是 export DISPLAY=:0

但是事情还没完，当前会话是可以调用浏览器了，但是项目使用systemd启动的，而且是root用户
由于树莓派默认登录的用户的是pi，root用户调用的命令默认是不让给pi显示的。

解决方案有两种，一种是在systemd中Serivce模块添加user=pi,但这个方案的问题在于pi的权限较小，如果程序中使用了一些/etc/、/tmp目录的话，通常会碰到权限问题。

第二种方案，就是在调用浏览器的代码中，切换到pi用户：

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os.system(
                "su -c 'chromium-browser --disable-popup-blocking --no-first-run --disable-desktop-notifications  --kiosk {}' pi".format(url))

总结

模块的大体功能到此就基本结束了。还有一些小问题，比如串口粘包的问题，还没找到什么较好的解决方案。

开启SSH

安装树莓派官方镜像，默认是没有开启ssh远程登录的，一种简单的开启方法是在树莓派的tf卡的根目录/boot下创建一个名为SSH的空文件即可。

设置默认的Wifi

同样是在/boot文件夹下创建一个/boot/wpa_supplicant.conf 文件，内容格式如下：

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country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
 
network={
ssid="WiFi-A"
psk="12345678"
key_mgmt=WPA-PSK
priority=1
}
 
network={
ssid="WiFi-B"
psk="12345678"
key_mgmt=WPA-PSK
priority=2
scan_ssid=1
}

ssid 是的wifi名称，psk是你的wifi密码，这样重启树莓派就能开机连上wifi了。

树莓派安装CSI摄像头

安装步骤：

1. 找到 CSI 接口(CSI接口在以太网接口旁边)，掀起深色胶带。
2. 拉起 CSI 接口挡板。
3. 拿起你的摄像头模块，将贴在镜头上的塑料保护膜撕掉。确保黄色部分的PCB(有字的一面)是安装完美的（可以轻轻按一下黄色的部分来保证 安装完美）。
4. 将排线插入CSI接口。记住，有蓝色胶带的一面应该面向以太网接口方向。同样，这时也确认一下排线安装好了之后，将挡板拉下

安装后的模样：

测试拍照

首先配置树莓派开启摄像头模块，先使用raspi-config工具，配置摄像头模块，我这里的版本是strech，其他版本略有不同。

然后重启树莓派，使用raspistill命令抓取一张照片：

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raspistill -o test.jpg -t 2000

从树莓派官方网站下载的镜像默认是没有开启ssh的，这对于没有键鼠的朋友来说，不能通过ssh登录是一件非常不方便的事情，那么该如何给树莓派默认开始ssh登录呢？

其实方法非常简单，在烧录完成的sd卡中新建一个名为SSH的空白文件即可。

项目中需要对小程序的请求生成一个二维码的图片，由于微信官方暂未提供直接生成二维码的接口，如果要在小程序中生成二维码还需要借助第三方的库，实现起来相对复杂。
这里采用的方式是，让后台程序生成二维码，让小程序的image组建去请求后台的URL，由这个URL动态地提供二维码图片供小程序使用。

这里的后台程序是odoo提供的接口，下面的代码省略了小程序接口认证的部分:

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def getqrcode(request,*args,**kwargs):
    ....
    img = qrcode.make("http://mixoo.cn")
    buffer = BytesIO()
    img.save(buffer,format="jpeg")
    response=request.make_response(buffer.getvalue(),{"Content-Type":"image/jpeg"})
    response.status_code = 200
    return response

odoo中的图片是以二进制文件存在数据库中的（也可以存在指定文件夹中），而我们这里是用代码生成的图片，所以这里要把生成的PIL对象转化成字节，然后传递给response对象，从而在网页中显示出来。