树莓派Python——从入门到入坑

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。

原创文章,作者:GMDWP,如若转载,请注明出处:https://www.506064.com/n/374297.html

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