树莓派安装触摸屏和摄像头

因为打编译竞赛的时候组委会发了一个树莓派，最近闲着没事，就想在树莓派上做点小东西。目前主要是买了一个铝合金散热外壳、3.5英寸触摸屏和一个500W像素的CSI摄像头。下面主要记录一下系统和硬件安装过程中踩的坑。

前期准备

软件

SD Card Formatter（用于格式化存储器）
Raspberry Pi Imager（树莓派官方的烧录工具）
Raspberry Pi OS（这里我用的是legacy，后面说原因）
LCD-show（触摸屏的店家提供的驱动）

硬件

Raspberry Pi 4 Computer 4GB
读卡器
SandDisk Ultra microSD 128GB
外壳+散热片
3.5英寸触摸屏（MHS-3.5inch RPi Display）
500W像素CSI摄像头
网线（可选）
microHDMI数据线（可选）

系统烧录

格式化

首先将SD卡放入读卡器内插入电脑，然后使用SD Card Formatter选择插入的卡，直接使用quick format进行格式化。

烧录系统

我一开始用的是第三方的烧录工具win32diskimager，但是需要自己配置用户名密码、WIFI连接，配了几次WIFI都连不上以后，发现树莓派官方的烧录工具可以在图形化界面上直接配置用户名、密码和WIFI，于是果断转用了Raspberry Pi Imager。

而另外官方烧录工具可以在烧录的时候选择想安装的系统，自动下载，这样就省去了自己去官网上找系统的麻烦。

我这里烧录的系统是Raspberry Pi OS(Legacy,32bit)，一开始选择的是最新版的32位系统，但是后面装触摸屏和摄像头的时候一直失败，折腾了一晚上和一上午才想到是不是需要换个系统。

后来了解到，Raspberry Pi OS是基于Debian开发的，而Debian于23年6月发布了版本号为12的最新版，代号Bookworm，树莓派也因此做了更新。而Legacy是基于Debian11也就是Bullseye开发的，所以可能我买的触摸屏和摄像头的驱动都无法适配Bookworm，而能在Bullseye成功运行。

选择完系统后，在烧录前，点击右下角的设置，配置用户名密码、WIFI等内容。

选择开启SSH服务-使用密码登录

然后在下面填入用户名和密码，这里使用的是默认的密码raspberry

如果需要连接WIFI，还可以将要连的WIFI的信息填入，这里注意除了名称和密码，还有选择国家

配置完成后点击保存，选择要烧录的SD卡，点击烧录，等待几分钟即可。

通电启动

烧录完成后拔下SD卡，插入树莓派中，再连上type-C接口的电源，这里我直接用的手机充电器。

由于触摸屏的驱动还未安装，没法直接从屏幕上操作树莓派，所以需要通过其他方法连接，我尝试过的方法主要有以下三种：

网线连接

step1，以太网配置

首先准备一根网线分别插入树莓派和电脑的以太网接口，然后在电脑上进行如下配置：

找到设置-网络和Internet-状态-更改适配器选项，然后双击打开自己正在连接的网络

点击活动-属性

选择共享-允许其他...连接-以太网，点击确定

step2，获取IP

然后稍等一会，按win+R打开命令行窗口，输入

bash 复制代码

ping raspberrypi -4

如果出现下面的内容说明连接成功，显示的IP就是树莓派当前的IP

获得IP后就可以通过SSH、Windows远程桌面或VCN等方式连接树莓派了。

step3，连接树莓派

SSH连接可以使用VScode、MobaXterm、putty等工具，网上资料很多，这里不做过多介绍。VCN方式连接我没试过，这里也不介绍了。下面主要说一下远程桌面连接的方法。

windows远程桌面使用的协议是rdp，因此在连接树莓派前，我们需要先通过ssh登录树莓派，执行如下命令安装好rdp协议相关的服务：

bash 复制代码

sudo apt-get install tightvncserver
sudo apt-get install xrdp

其中tightvncserver 为xrdp提供基础服务，xrdp 是一个开源的远程桌面服务器。

之后我们打开windows远程桌面连接，填入刚才获取的ip，点击连接：

进入后Session选择Xorg，输入烧录时设置的账号和密码，点击OK：

成功进入树莓派桌面：

WIFI连接

之前在烧录的时候已经配置过WIFI账号和密码，树莓派启动后会自动连接所指定的WIFI。同时要求电脑和树莓派连接同一个WIFI，之后同样执行命令：

bash 复制代码

ping raspberrypi -4

获取树莓派的IP，然后进行连接。

连接显示器

如果你有一台显示器和一根microHDMI的数据线，那么可以直接将树莓派连接到显示器上，在图形化界面上进行操作。

连接触摸屏

硬件连接

在成功烧录镜像并连接后，可以开始连接触摸屏。首先关机断电，将3.5英寸触摸屏的接口插入到树莓派对应的GPIO接口上。

通电重启后，可以看到屏幕一片白色，此时还需安装驱动。

安装驱动

根据店家给的教程，登录后需要执行如下指令，下载并安装驱动：

bash 复制代码

cd /boot
sudo git clone https://github.com/lcdgogo/LCD-show.git
sudo chmod -R 777 LCD-show
cd LCD-show
sudo bash ./MHS35-show

这里遇到的问题主要是连不上github，于是我直接先下载到电脑，然后复制到了树莓派上。

由于我的屏幕是MHS-3.5inch RPi Display，所以执行的是MHS35-show，其他型号的屏幕需要执行不同的命令，具体可以看仓库的readme。

在执行MHS35-show时出现了dpkg的报错：

go 复制代码

dpkg: error processing package ...

查阅资料可以通过apt -f install解决：

bash 复制代码

 sudo mv /var/lib/dpkg/info/ /var/lib/dpkg/info_old/
 sudo mkdir /var/lib/dpkg/info/
 sudo apt-get update
 sudo apt-get -f install
 sudo mv /var/lib/dpkg/info/* /var/lib/dpkg/info_old/
 sudo rm -rf /var/lib/dpkg/info
 sudo mv /var/lib/dpkg/info_old/ /var/lib/dpkg/info/

成功执行后树莓派会自动重启，再次打开时应该就可以显示画面了。

屏幕校正

第一次打开时触摸笔点击的位置、屏幕的旋转可能都不那么符合需要，因此需要做一些校正。

点击校准

进入LCD-show目录，安装校准程序并执行校准：

bash 复制代码

cd /boot/LCD-show/
sudo dpkg -i -B xinput-calibrator_0.7.5-1_armhf.deb
DISPLAY=:0.0 xinput_calibrator

此时会要求点击屏幕的四个角，按要求点击完后，程序会输出一段校准后的配置代码：

vbnet 复制代码

Section "InputClass"
        Identifier      "calibration"
        MatchProduct    "ADS7846 Touchscreen"
        Option  "MinX"  "7418"
        Option  "MaxX"  "61120"
        Option  "MinY"  "6110"
        Option  "MaxY"  "61268"
        Option  "SwapXY"        "0" # unless it was already set to 1
        Option  "InvertX"       "0"  # unless it was already set
        Option  "InvertY"       "0"  # unless it was already set
EndSection

进入配置文件

bash 复制代码

sudo vim /etc/X11/xorg.conf.d/99-calibration.conf

将上面的代码替换掉配置文件中的内容，保存，重启。

屏幕旋转

打开系统配置文件/boot/config.txt

添加代码：

ini 复制代码

dtoverlay=mhs35:rotate=0

其中xx为旋转的角度，可以为：0，90，180，270

保存，重启。

触摸旋转

打开屏幕配置文件

bash 复制代码

sudo vim /etc/X11/xorg.conf.d/99-calibration.conf

在其中添加一行

rust 复制代码

Option  "CalibrationMatrix" "0 1 0 -1 0 1 0 0 1"

表示触摸旋转矩阵。其中：

90：0 1 0 -1 0 1 0 0 1
180：-1 0 1 0 -1 1 0 0 1
270：0 -1 1 1 0 0 0 0 1

其他

有可能第一次打开显示屏时显示的是命令行而非桌面，这时需要进入树莓派设置：

bash 复制代码

sudo raspi-config

选择SystemOptions - Boot/Auto Login - Desktop Autologin，然后选择finish，重启。

连接相机

这里我使用的是树莓派最先发布的一款500W像素的CSI摄像头，目前官方似乎已经停止售卖了，但是3B+和4B仍然支持该摄像头。

硬件连接

关机断电后开始连接相机。

相机线路最底端一面有纹路，一面贴了一张蓝色贴片，在安装时需要将相机底端插入板子上标有camera的接口，与该接口外形相同的还有一个是连接显示器用的，上面标有display，注意不要插错了。插入时需要先将黑色盖子抬起，然后将蓝色铁片一面朝向以太网接口、有纹路的一面朝向MicroHDMI接口，插入后盖紧。

启动树莓派，进入设置。

bash 复制代码

sudo raspi-config

依次选择Interface Options - Legacy Camera - Enable，允许相机打开。

然后重启。

配置驱动

由于该相机已经不被树莓派官方所支持，所以还需进行一些配置才能使用。

此时执行

bash 复制代码

vcgencmd get_camera

会发现supported和detected都为0。

下面首先进入/boot/config.txt，进行如下修改：

隐掉camera_auto_detect=1

添加 gpu_mem=128

添加 start_x=1

添加dtoverlay=ov5647

然后进入/etc/modules，添加bcm2835-v4l2

保存重启。

然后重新执行vcgencmd get_camera，如果成功的话supported和detected都为1。之后执行libcamera-hello，检查摄像头是否正常，如果正常此时应该会出现几秒钟的摄像头画面。

如果返回的结果是supported=1 detected=0，可以将/boot/config.txt中的修改还原，然后关闭Legacy Camera，重启后再打开Legacy Camera再重启，重新执行vcgencmd get_camera应该就好了。但是这时候libcamera可能还是没法用，可以尝试再按上面的步骤修改/boot/config.txt。

安装motion

motion是树莓派的一款监控软件，可以直接用apt-get安装

bash 复制代码

sudo apt-get install motion

安装完成后需要进行一些配置，首先进入/etc/default/motion，添加一行

ini 复制代码

start_motion_daemon=yes

然后进入/etc/motion/motion.conf，进行如下修改：

将daemon修改为on

修改stream_localhost off

修改framerate 50

stream_maxrate 50

保存后关闭正在运行的motion进程：

bash 复制代码

sudo killall -TERM motion

然后重启motion

bash 复制代码

sudo service motion start
sudo motion

此时通过浏览器访问localhost:8081，应该可以看到摄像头画面