树莓派python实战

树莓派（Raspberry Pi）是一款基于Linux的单片机计算机，具有小巧、低功耗和低成本的特点。Python作为一种易学易用的编程语言，与树莓派完美搭配，为开发者提供了广泛的实战应用场景。本文将从多个方面介绍树莓派python实战的内容。

一、GPIO控制

GPIO（General Purpose Input/Output）是树莓派上可编程的输入输出引脚，可以用于控制外部硬件设备。下面是一个简单的树莓派GPIO控制的示例代码：

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# 设置GPIO模式为BCM
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# 设置GPIO口
led_pin = 18
button_pin = 17

# 设置GPIO口为输出模式，设置初始化电平为低电平
GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
# 设置GPIO口为输入模式，设置上拉电阻
GPIO.setup(button_pin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

try:
    while True:
        button_state = GPIO.input(button_pin)
        if button_state == GPIO.LOW:
            GPIO.output(led_pin, GPIO.HIGH)
        else:
            GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW)
        time.sleep(0.01)
except KeyboardInterrupt:
    GPIO.cleanup()

上述代码实现了一个简单的GPIO控制应用，通过按下按钮来控制LED灯的亮暗。首先，通过导入RPi.GPIO库进行初始化，然后设置GPIO口的模式和初始化状态。在主循环中，通过读取按钮的状态来控制LED灯的亮暗，同时使用time.sleep()函数来实现延时效果。最后，通过捕获键盘中断信号来关闭GPIO口，并进行清理工作。

二、摄像头应用

树莓派与摄像头模块相互配合，可以实现各种有趣的应用，如监控系统、拍照、视频录制等。下面是一个使用树莓派摄像头拍照的示例代码：

from picamera import PiCamera
import time

# 初始化摄像头
camera = PiCamera()

# 设置分辨率
camera.resolution = (1280, 720)

try:
    while True:
        # 拍照并保存
        filename = time.strftime("%Y%m%d%H%M%S") + ".jpg"
        camera.capture(filename)

        time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
    pass
finally:
    # 关闭摄像头
    camera.close()

上述代码通过导入picamera库进行初始化，并设置摄像头的分辨率。在主循环中，通过调用camera.capture()函数来拍照并保存图片，time.strftime()函数用于生成独一无二的图片文件名。最后，通过捕获键盘中断信号来关闭摄像头。

三、传感器应用

树莓派可以与各种传感器模块相连，实现环境监测、智能家居等应用。下面是一个使用DHT11温湿度传感器进行数据采集的示例代码：

import Adafruit_DHT
import time

# 设置传感器类型和引脚
sensor = Adafruit_DHT.DHT11
pin = 4

try:
    while True:
        # 读取温湿度数据
        humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(sensor, pin)
        if humidity is not None and temperature is not None:
            print("Temperature: {0}C, Humidity: {1}%".format(temperature, humidity))
        else:
            print("Failed to retrieve data")

        time.sleep(2)
except KeyboardInterrupt:
    pass

上述代码通过导入Adafruit_DHT库进行初始化，并设置传感器类型和引脚号。在主循环中，通过调用Adafruit_DHT.read_retry()函数来读取温湿度数据，如果读取成功则打印数据，否则打印错误信息。最后，通过捕获键盘中断信号来退出程序。

四、网络通信

树莓派可以通过网络与其他设备进行通信，如远程控制、数据传输等。下面是一个使用Socket实现简单的服务器和客户端通信的示例代码：

服务器端代码：

import socket

# 设置主机和端口号
host = '0.0.0.0'
port = 8888

# 创建套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 绑定主机和端口号
server_socket.bind((host, port))

# 监听连接
server_socket.listen(1)

while True:
    # 接受连接
    client_socket, addr = server_socket.accept()

    # 接收数据并发送响应
    data = client_socket.recv(1024)
    response = "Hello, " + data.decode()
    client_socket.sendall(response.encode())

    # 关闭连接
    client_socket.close()

客户端代码：

import socket

# 设置服务器地址和端口号
server_address = '192.168.1.100'
server_port = 8888

# 创建套接字
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

# 连接服务器
client_socket.connect((server_address, server_port))

# 发送数据并接收响应
message = "World"
client_socket.sendall(message.encode())
response = client_socket.recv(1024).decode()
print(response)

# 关闭连接
client_socket.close()

上述代码分别实现了服务器和客户端的通信。服务器端首先创建一个套接字并进行绑定、监听操作，然后通过accept()函数接受客户端连接，接收并发送数据后关闭连接。客户端首先创建一个套接字并与服务器建立连接，发送数据并接收服务器的响应，最后关闭连接。