树莓派是一款单片计算机,可以通过 GPIO 接口来进行硬件编程,能够实现电子制作及硬件控制应用。同时,它也可以运行 Python,并且 Python 是其预装的编程语言。那么,针对树莓派 Python 的开发,我们应该如何入门呢?接下来,我们将从多个方面进行阐述。
一、GPIO & Python
树莓派最重要的功能就是 GPIO 接口,在 Python 中的 gpiozero 库提供了 GPIO 的抽象和简化。使用 GPIO 控制 LED 灯是树莓派的第一个 Python 实例。
from gpiozero import LED from time import sleep led = LED(17) while True: led.on() sleep(1) led.off() sleep(1)
代码解析:
第一行是导入了 gpiozero 库下的 LED 模块;
第二行是导入了 time 库下的 sleep 模块;
第三行是将 LED 17 导入到了一个 led 的变量中;
第四至第九行是反复执行的控制 LED 灯的循环。
二、系统监控及通知
对于一个开放的系统平台,系统监控是必不可少的,而在 Python 中 psutil 库是对系统监控的利器。当系统遇到问题时,我们还需要获得警告信息。那么,在 Python 中,通过发送电子邮件来实现邮件通知,邮件的发送可以通过 smtplib 库来实现。
import psutil import smtplib from email.mime.text import MIMEText from email.header import Header def monitor(): while True: memory = psutil.virtual_memory() percent = memory.percent if percent > 80: msg = MIMEText('Warning, Server memory use a lot !', 'plain', 'utf-8') msg['From'] = Header('Server', 'utf-8') msg['To'] = Header('Admin', 'utf-8') msg['Subject'] = Header('Server Warning', 'utf-8') smtp = smtplib.SMTP() smtp.connect('smtp.163.com', 25) smtp.login('example@163.com', 'password') smtp.sendmail('example@163.com', 'admin@example.com', msg.as_string()) sleep(30) if __name__ == '__main__': monitor()
代码解析:
第一行是导入了 psutil 库;
第二至第五行是导入了用于电子邮件发送的库;
第七行至第二十行是对服务器状态进行监控并警告的代码。
三、图像处理
将树莓派与摄像头相结合,运用 Python 进行图像处理也是一项很有趣的项目。Python 中的 OpenCV 库是进行图像处理的利器。
import cv2 cap = cv2.VideoCapture(0) while True: ret,frame = cap.read() gray = cv2.cvtColor(frame,cv2.COLOR_BGR2GRAY) cv2.imshow('frame', gray) if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'): break cap.release() cv2.destroyAllWindows()
代码解析:
第一行是导入了 OpenCV 库;
第三至第九行是视频捕获,并将视频转换成灰度图像并显示的代码;
最后,按下 q 键退出。
四、Web应用
Python web 应用是树莓派 Python 开发的重点应用之一。Python 中的 Flask 库可以用于创建轻量级的 Web 应用。
from flask import Flask, jsonify app = Flask(__name__) @app.route('/getjson') def get_data(): return jsonify({'hello': 'world'}) if __name__ == '__main__': app.run(host='0.0.0.0', port=8000, debug=True)
代码解析:
第一行是导入了 Flask 库;
第三行创建了一个 Flask 应用;
第五至第七行通过路由的方式返回 JSON 格式的数据;
最后,启动 Flask 应用。
五、AI探索
树莓派 Python 还可以应用在人工智能的领域。Python 中的 TensorFlow 库是应对人工智能领域的利器,可以用于机器学习和深度学习。
import tensorflow as tf from tensorflow.keras.applications.mobilenet_v2 import MobileNetV2 from tensorflow.keras.layers import Input, Dense, Flatten from tensorflow.keras.models import Model num_classes = 10 input_shape = (224,224,3) inputs = Input(shape=input_shape) base_model = MobileNetV2(input_shape=input_shape, weights='imagenet', include_top=False) x = base_model(inputs, training=False) x = Flatten()(x) outputs = Dense(num_classes, activation='softmax')(x) model = Model(inputs, outputs) print(model.summary())
代码解析:
第一行是导入了 TensorFlow 库;
第二至第九行是创建了一个用于对图片进行分类的机器学习模型;
最后,打印出模型的结构。
六、总结
树莓派 Python 的开发,从最基本的硬件控制到各种实际应用,无不体现了 Python 的多用途和灵活性。希望通过这篇文章,能够让您更深入了解树莓派 Python 的开发,从入门到入坑。
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