透过树莓派为 Pico 添加 WiFi 功能

树莓派 Pico 是一款很棒的设备。它具有出彩的特性，拥有强大的 SDK 和文档，而且成本很低。美中不足的是，它没有网络功能。

几款基于 RP2040 的 MCU 目前已上市。但是与 Pico 的价格相比，这几款开发板比较贵，而且它们也不具有网络功能。

本文将向你介绍如何通过几个简单的步骤，使用树莓派为树莓派 Pico 添加网络功能。我们将使用 Telemetrix 树莓派 Pico 包和两个开源网络实用程序，无需额外的硬件。

你只需按照下面列出的步骤操作即可。另外，你也可以使用 Python 脚本来控制和监视 Pico 的 GPIO 引脚。

硬件部分

• 树莓派 Pico
• 支持 WiFi 或以太网的树莓派
• USB-A 转 Micro USB 数据线
• 一台 Linux、macOS 或 Windows 10 PC

用到的软件和在线服务

• Raspberry Pi OS
• Telmetrix4RpiPico（适用于 树莓派 Pico 的开源服务器固件）
• Telemetrix-rpi-pico（适用于 PC 的开源 Python 客户端 API）
• ser2net（适用于树莓派点免费开源串行端口网络代理）
• sosat（适用于 PC 的开源免费多功能中继工具）

原理

Telemetrix 项目允许你通过 USB/串行 将消息从 PC 中上传到 Pico 的固件中，从而监控和控制树莓派 Pico 的 GPIO。

如果我们可以将串行数据流转换为 TCP/IP 流，通过 TCP 中继串行数据会怎样？
没错，这正是我们将要做的，所以让我们现在就开始吧。

第 1 步：给 Pico 上传 Telemetrix

安装步骤很简单，只需按照 Telemetrix 用户指南上描述的步骤操作即可：

1、下载 Telemetrix4RpiPico.uf2 文件。
2、按住 Pico 开发板上的 BOOTSEL 按钮，然后将 Pico 插入树莓派或 PC 的 USB 接口，然后松开 BOOTSEL 按钮。
3、Pico 会被识别为大容量存储设备。
4、将下载的 MicroPython UF2 文件放入 RPI-RP2 卷上。你的 Pico 将自动重启，然后程序就开始运行了。

第 2 步：更新 Raspberry Pi OS

在树莓派上打开一个终端窗口，并执行以下命令：

sudo apt-get update

然后运行命令（如果系统已经是最新的话，可选，运行这个命令会很耗时）：

sudo apt-get upgrade

完成后，可以继续下面的步骤。

第 3 步：查找树莓派的 IP 地址

打开终端窗口并输入以下命令：

ifconfig

eth0是为以太网分配的 IP 地址，wlan0是为 WiFi 分配的 IP 地址。由于我用网线把树莓派连接到路由器，并将树莓派连接到 WiFi，因此这两个条目都分配了 IP 地址。当然，我可以选择使用这两个地址中的任何一个，但是由于我想在本演示中使用 WiFi，所以我使用了wlan0地址192.168.2.126。

请记下树莓派列出的 IP 地址，我们在后面的步骤中会用到。

第 4 步：在树莓派上安装配置 ser2net

ser2net 是一个串行转网络的代理。它将 IP 数据流转换为串行数据，并将数据重定向到特定的串行端口。它还把来自串行端口的数据转换为 TCP/IP 流。ser2net 作为守护进程运行，安装之后，它会在每次启动树莓派时自动运行。

要安装 ser2net，请在终端中输入以下命令：

sudo apt-get install ser2net

接下来，我们需要通过修改配置文件来配置 ser2net。首先，在终端中输入以下命令来停止守护进程：

sudo systemctl stop ser2net

然后，在终端中输入以下命令来修改/etc/ser2net.config文件：

sudo nano /etc/ser2net.config

请将以下内容添加到文件的最后：

3333:raw:0:/dev/ttyACM0:115200,remctl

保存文件并退出编辑器。

添加的这行内容告诉 ser2net 将在 IP 端口 3333 上接收到的 IP 数据重定向到 COM 端口 /dev/ttyACM0 上的串行设备。要了解 ser2net 的更多信息，请输入以下内容来参考其手册页：

man ser2net

现在，让我们重启 ser2net 守护进程。在终端窗口中，输入：

sudo systemctl start ser2net

第 5 步：用 USB 数据线连接 Pico 和树莓派

连接两个设备之间的数据线后，然后输入：

ls -l /dev/ttyA*

你应该会看到列出的 ttyACM0。

ls -l /dev/ttyA*

crw-rw---- 1 root dialout 166, 0 Jun 12 19:17 /dev/ttyACM0

crw-rw---- 1 root dialout 204, 64 Jun 12 19:40 /dev/ttyAMA0

第 6 步：你的客户端计算机是否基于 Windows？

如果你使用 Linux 或 macOS，请跳转到第 7 步。
如果你使用 Windows，你需要在计算机上安装适用于 Linux 的 Windows 子系统 (WSL)。

WSL 可以让开发人员直接在 Windows 上运行 GNU/Linux 环境——包括大多数命令行工具、实用工具和应用程序，免去了使用传统虚拟机或配置双引导的麻烦。
要安装 WSL，请按照此教程进行操作。在选择 Linux 版本时，请选择 Ubuntu 20.04。

安装后，请转到第 7 步。使用 WSL 终端窗口执行所有后续步骤。

第 7 步：安装 Socat

Socat 是基于命令行的实用程序，它建立两个双向字节流并在它们之间传输数据。Socat 是树莓派服务器计算机上使用的 ser2net 的对等点。我们将把它安装在客户端 PC 上。

在客户端计算机的终端窗口中，键入：

sudo apt-get install socat

第 8 步：安装 Telemetrix 客户端

请检查你的计算机上是否安装了 Python3。

python3 -V

如果没有，请先安装。
接下来，通过输入以下命令来检查是否已安装 pip3：

pip3 -V

pip3 的版本会显示在终端中。如果显示空行或有关安装 pip3 的错误消息，请输入以下命令来安装 pip3：

sudo apt-get install python3-pip

我们现在准备从 PyPi 安装 Telemetrix。请在终端窗口中，输入：

sudo pip3 install telemetrix-rpi-pico

第 9 步：下载并修改 Telemetrix 示例脚本

访问 GitHub 项目：
https://github.com/MrYsLab/telemetrix-rpi-pico
下载源码。

保存并解压缩 .zip 文件。解压后进入examples目录，编辑 blink.py。我们之所以使用这个例子，是因为它不需要任何额外的硬件。

请将文件中的以下几行

# Create a Telemetrix instance.

board = telemetrix_rpi_pico.TelemetrixRpiPico()

更改为：

# Create a Telemetrix instance.

board = telemetrix_rpi_pico.TelemetrixRpiPico(com_port='/home/afy/MyProxySerialPort')

修改后的行包含在一行代码中。然后保存文件。

正如我们将在第 10 步中看到的那样，Socat 将创建一个名为 /home/afy/MyProxySerialPort 的虚拟 com 端口。
在这里，我们告诉 Python 脚本使用该 COM 端口。

第 10 步：启动 Socat 并运行 Blink 示例

在终端窗口中，复制并粘贴以下命令。在执行命令之前，请把其中的 IP 地址改为你的树莓派的 IP 地址。

socat pty,link=$HOME/MyProxySerialPort,waitslave tcp:192.168.2.126:3333,forever,reuseaddr,keepalive &

该命令包含在一行中。在该行的末尾，& 符号使命令在后台运行，以便你可以在同一终端窗口中运行 blink.py 脚本。

现在运行修改后的 blink.py，你会看到 Pico 上的 LED 开始闪烁。

python3 blink.py

总结

恭喜你，完成了！现在，你可以编写自己的程序了。如果你愿意，也可以运行一些其他的 demo。请记住一定要像第 9 步中那样指定 com_port 参数。

另外，如果你想编写自己的脚本，请参阅 Telemetrix API 和用户指南。

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