linux教程(四)--拓展功能

技术讨论
1

拓展功能

Wine

Android

I卡、A卡

  1. Wayland-Waydroid(体验超级好)

N卡(So Nvidia Fxxk U!)

  1. QEMU-KVM虚拟机 + BlissOS-X86

    https://www.bilibili.com/video/BV1aS411P7Wh

    1898×1047 64.7 KB

    1. 比较推荐的配置
    qemu-system-x86_64 \
        -M q35,vmport=off \
        -accel kvm \
        -cpu qemu64,+sse3,+sse4.2 \
        -smp 8,cores=4 \
        -m 6G \
        -usb \
        -device virtio-tablet \
        -device virtio-keyboard \
        -device usb-tablet \
        -bios OVMF-pure-efi64.fd \
        -net user,hostfwd=tcp::5555-:5555,hostfwd=tcp::8022-:8022 \
        -net nic,model=virtio \
        -audio sdl,model=hda \
        -display sdl,gl=on,show-cursor=on \
        -device virtio-vga-gl,xres=1920,yres=1080 \
        -drive file=disk.qcow2,media=disk,if=virtio,cache=writeback \
        -drive file=Bliss-v16.9.7-x86_64-OFFICIAL-gapps-20240911.iso,media=cdrom \
        -monitor stdio \
        -serial none

    1. 常用操作：

      1. 全屏：Ctrl+Alt+F

      2. adb调试

        1. 使Linux与Android用ADB连接。
        
# 连接安卓
adb connect 127.0.0.1

# 打开shell
adb -s 127.0.0.1:5555 shell

# 使用root权限
su

      3. 中文输入法

        1. 可以下载google输入法：按Shift+space进行中英文切换（这样有效防止与linux本机的中英文切换冲突）

其他操作

工控机如何连wifi

当我们工控机从一个环境移动到另一个环境，且新的环境的wifi我们没有连接过，我们没有屏幕如何让工控机连上网呢？

进入工控机的硬盘目录，进入/etc/netplan/，底下有很多yaml,找到一个最符合下方格式的yaml:

network: 
  version: 2 
  wifis: 
    NM-6f414fe0-2658-48ff-89ee-c7981b87bc96: 
      renderer: NetworkManager 
      match: 
        name: "wlan0" 
      dhcp4: true 
      dhcp6: true 
      access-points: 
        "EMIS_Vinci_Robocon_5G": 
          auth: 
            key-management: "psk" 
            password: "vinci666" 
          networkmanager: 
            uuid: "6f414fe0-2658-48ff-89ee-c7981b87bc96" 
            name: "EMIS_Vinci_Robocon_5G" 
            passthrough: 
              wifi-security.auth-alg: "open" 
              ipv6.addr-gen-mode: "default" 
              ipv6.ip6-privacy: "-1" 
              proxy._: "" 
      networkmanager: 
        uuid: "6f414fe0-2658-48ff-89ee-c7981b87bc96" 
        name: "EMIS_Vinci_Robocon_5G"

将其改为新wifi的名和密码：

network:
  version: 2
  wifis:
    wlan0:
      dhcp4: true
      dhcp6: true
      access-points:
        "EMIS_Vinci_Robocon_5G":
          password: "vinci666"

工控机开机即可连上网。

SSH远程开发

环境准备

1.硬件准备

首先要有一台工控机（X86小型电脑，专业工控机，树莓派等等）。

控制系统的硬件载体是具有多样性的，常用的多是基于ARM、x86等架构的处理器，比如：PC、工控机、树莓派、NVIDIA Jetson…。不同的处理器都存在一定的优缺点，PC和工控机，处理器性能强大，但是功耗高、体积大、灵活性差，嵌入式系统则反之。对于我们而言，可以根据机器人平台的电气、载重、空间以及用途等诸多要素自主选择合适的控制系统。

无论选用何种处理器，只要是要进行机器人的开发，安装了ROS或者ROS2，那么对于开发人员而言，在使用上，没有任何本质的区别，或者换言之，作为软件工程师，部分场景下无需关注于硬件的选型。

2.设置固定IP

远程连接时，不管使用何种工具，需要根据IP地址定位到被连接的主机，再通过账号和密码登录该主机，因此，我们需要先获取该IP地址。并且每次连接时，都需要使用到IP，为了保证连接的便利性和稳定性，最好将被连接主机的IP地址设置为固定IP，具体操作如下。

1.进入设置界面

启动被连接的主机（启动时需要连接显示器或使用HDMI采集卡，并且配置完SSH远程访问之后，可以不再使用显示器或HDMI采集卡），并进入设置界面。

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2.配置所连接的网络

3.设置固定IP

查看当前IP地址。

设置固定IP。

至此，IP配置完毕。

环境搭建

概念

SSH（Secure Shell）是一种通用的、功能强大的、基于软件的网络安全解决方案。计算机每次向网络发送数据时，SSH都会自动对其进行加密。数据到达目的地时，SSH自动对加密数据进行解密。整个过程都是透明的，使用OpenSSH工具将会增进你的系统安全性。SSH安装容易、使用简单。

实现

SSH实现架构上分为客户端和服务器端两大部分，客户端是数据的发送方，服务端是数据的接收方，当前场景下，我们需要从本地主机发送数据到远程主机，那么本地主机需要安装并启动SSH客户端，而远程主机则需要安装并启动SSH服务端，整个实现具体流程如下：

  1. 本地主机安装SSH客户端，远程主机安装SSH服务端；

  2. 远程主机启动SSH服务；

  3. 本地主机登陆远程主机；

  4. 实现数据传输。

1.安装SSH客户端与服务端

默认情况下，Ubuntu系统已经安装了SSH客户端，因此只需要在远程主机安装SSH服务端即可，安装命令如下：

 sudo apt install openssh-server

如果SSH客户端需要自行安装，那么调用如下命令:

sudo apt install openssh-client

2.远程主机启动SSH服务

远程主机启动 ssh 服务命令如下：

sudo /etc/init.d/ssh start

启动后可使用如下命令查看服务是否正常运行：

ps -e | grep ssh

如果启动成功，会包含 sshd 程序。

以后需要频繁的使用ssh远程登录，为了简化实现，可以将远程主机的ssh服务设置为开机自启动，命令如下：

sudo systemctl enable ssh

3.本地远程登录

登录远程主机可以调用如下命令:

ssh -X 用户名@ip地址

然后根据提示，录入登陆密码，即可成功登录。

如果退出，可以调用exit命令：

exit

4.实现数据传输

通过SSH在本地主机只需调用相关指令，便可方便的实现与远程主机的数据上传或下载，指令格式如下所示：

上传文件指令格式如下：

scp 本地文件路径 账号@ip:路径

上传文件夹指令格式如下：

scp -r 本地文件夹路径 账号@ip:路径

下载文件指令格式如下：

scp 账号@ip:路径 本地文件夹路径

下载文件夹指令格式如下：

scp -r 账号@ip:路径 本地文件夹路径

优化

每次远程登录时，都需要输入密码，使用不方便，可以借助密钥简化登录过程，实现免密登录，提高操作效率。实现思想是：生成一对公钥私钥，私钥存储在本地，公钥上传至服务器，每次登录时，本地直接上传私钥到服务器，服务器有匹配的公钥就认为是合法用户，直接创建SSH连接即可。具体实现步骤只有两步：

  1. 本地生成密钥对；

  2. 将公钥上传至远程主机。

1.生成密钥对

本地客户端生成公私钥：（一路回车默认即可）

ssh-keygen

上面这个命令会在用户目录.ssh文件夹下创建公私钥：

  1. id_rsa （私钥）；

  2. id_rsa.pub (公钥)。

2.公钥上传

上传指令如下：

ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub 账号@ip

上面这条指令是将本地公钥上传到远程主机的ssh目录下，该目录下有文件authorized_keys保存了公钥内容。

以后再远程登录就无需录入密码了。

使用VScode优化

上一节，我们介绍了ssh远程连接的使用，但是如果只是纯粹使用ssh也存在一些不足，比如：编辑文件内容时，需要使用vi编辑器，且在一个终端内，无法同时编辑多个文件。本节将介绍一更为实用的功能——VSCode结合插件实现远程开发，这使我们可以以图形化的方式实现远程开发，比ssh的使用更方便快捷，可以大大的提高程序开发效率。

1.准备工作

VScode远程开发依赖于ssh，请首先按照上一节内容配置ssh远程连接。

2.为VScode安装远程开发插件

启动VScode，首先点击侧边栏的扩展按钮，然后在扩展：商店的搜索栏输入Remote Development并点击同名插件，最后在右侧显示区中点击安装。

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3.配置远程连接

步骤1：使用快捷键ctrl + shift + p打开命令输入窗口，并输入Remote-SSH:Connect to Host...，弹出列表中选择与之同名的选项。

步骤2：步骤1完成将弹出一个新的命令窗口如下，选择下拉列表中的 Add New SSH Host。

步骤3：步骤2完成又将弹出一个新的命令窗口，在其中输入：ssh -X ubuntu@192.168.43.164，其中，ubuntu需要替换为你的登录用户名，192.18.43.164 则替换为被远程连接主机的ip地址。

步骤4：选择步骤3完成后的弹窗列表中的第一个选项(或直接回车)，即可完成配置，配置成功后会有提示信息。

4.使用

步骤1：继续使用快捷键ctrl + shift + p打开命令输入窗口，并输入Remote-SSH:Connect to Host...，此时列表中将显示步骤3中配置的ip地址，直接选择，选择后，VScode将打开一个新的窗口。

或者，也可以点击侧边栏的远程资源管理器，在弹出的服务器列表中选择要连接的服务器，并右击，选择在本窗口或新窗口中实现远程连接。

步骤2：选择菜单栏的文件下的打开文件夹，在弹窗列表中选择需要打开的文件夹并点击确定即可。

最终，我们就可以像操作本地文件一样实现远程开发了。

远程桌面

因为用X11转发效率太低太低，所以还是要选用远程访问桌面的形式来看Rviz2和Gazebo等等（如果有需求的话）

我们选择使用VNC来看。

  1. 安装VNC服务器：

这里以TigerVNC为例进行安装：

sudo apt install tigervnc-standalone-server tigervnc-common
  1. 设置VNC密码：

为VNC用户设置密码，运行以下命令：

vncpasswd
  1. 配置VNC启动脚本:

创建VNC配置文件，在用户家目录内的.vnc文件夹中创建启动文件：

mkdir -p ~/.vnc
nano ~/.vnc/xstartup

在打开的编辑器里面输入以下内容（以GNOME为例）：

#!/bin/sh
unset SESSION_MANAGER
unset DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS
gnome-session

保存并退出（在nano中按Ctrl + O保存，然后按Ctrl + X退出）。

  1. 给予执行权限：

为xstartup文件设置执行权限：

chmod +x ~/.vnc/xstartup
  1. 启动VNC服务器：
vncserver -geometry 1920x1080 -localhost=0

geometry 选项指定窗口大小，localhost 选项设为 0 以开放连接。(设为1是只允许本地连接)

你将看到类似于:1的输出，这表示VNC会话的显示编号。例如，如果输出为:1，则VNC监听的端口为5901（5900 + 显示编号）。

  1. 查看已开启的VNC服务器：
vncserver -list

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  1. 连接到VNC服务器：

使用VNC客户端（如vncviewer）连接到VNC服务器，输入你的服务器IP和端口。例如，如果服务器IP为192.168.31.10，且显示编号为1，你应该连接到192.168.31.10:1，或者直接输入192.168.31.10:5901。

  1. 停止VNC服务器：

如果需要停止VNC服务器，可以使用以下命令：

vncserver -kill :1

将:1替换为你实际使用的显示编号。

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USB端口设置

首先先配置好权限


# 将用户权限提高
sudo usermod -aG dialout $USER
newgrp dialout

# 查看下面命令是否输出dialout（若输出才正常）
groups

因为我们插拔USB设备，他的端口号可能会一直变，所以我们要给他的tty起一个固定的别名。

根据USB设备绑定端口(多个不同设备)

需求： Ubuntu系统中现接入雷达和智能小车，请为二者绑定端口。

实现原理： 可以通过USB设备本身的“标识”实现端口绑定。

流程如下：

（1）.查找设备idVendor和idProduct

接入两个USB设备，在终端调用指令lsusb查看显示系统中以及连接到系统的USB设备信息。

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如上图所示，红色方框内数据为USB设备，ID后面的1a86:7523分别为USB的idVendor和idProduct（两个参数之间使用”：“分隔）。

另外：可以通过重新插拔比较的方式确定哪些数据对应接入的USB设备。

（2）.编写映射规则

在/etc/udev/rules.d目录下新建文件xxx.rules（文件名自定义）

sudo vim /etc/udev/rules.d/xxx.rules

输入如下内容：

KERNEL=="ttyUSB*", ATTRS{idVendor}=="10c4", ATTRS{idProduct}=="ea60", MODE:="0777", SYMLINK+="mylidar"
KERNEL=="ttyUSB*", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="7523", MODE:="0777", SYMLINK+="mycar"

代码解释：

  • KERNEL是内核固定名称，这里统一是“ttyUSB*”；

  • MODE是节点权限，通常改为“0777”，表示可读写可运行；

  • SYMLINK是符号连接，即绑定的别名；

  • ATTRS是设备厂商的唯一标识，idVendor和idProduct正好组成上面通过lsusb查找到的设备ID。

***小提示：***一般的USB设备供应商都会提供类似的脚本文件，对于调用者而言，直接复制该文件到/etc/udev/rule.d目录即可。

设备类型 内核名称示例 说明
USB 串口设备 ttyUSB* USB 转串口设备，如 /dev/ttyUSB0
串口设备 ttyS* 物理串口设备，如 /dev/ttyS0
存储设备 sd* SCSI 磁盘设备，如 /dev/sda
网络设备 eth* 以太网设备，如 /dev/eth0
输入设备 event* 输入事件设备，如 /dev/input/event0
蓝牙设备 rfcomm* 蓝牙串口设备，如 /dev/rfcomm0

（3）.使规则生效

在终端下输入如下指令：


# Ubuntu用下方命令
sudo service udev reload
sudo service udev restart

#Fedora用下方命令
sudo udevadm control --reload
sudo udevadm trigger

再重新插拔设备即可。

（4）.测试

终端下输入如下指令

ll /dev | grep ttyUSB

运行结果如下：

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945×183 36.4 KB

也可以多次插拔USB设备，会发现设备端口ttyUSBn中的n编号会变动，但是别名是始终可以指向对应的USB设备的。至此，就可以使用别名来关联所需使用的USB设备了。

缺点：

上述实现也存在一定的局限性，当Ubuntu接入两台或多台相同型号的USB设备时，由于设备ID是一样的，该种实现方式只会对其中的一台设备生效，这种情况下，就需要通过第二种策略来实现端口的绑定了。

根据主机硬件绑定端口（多个相同设备)

需求： 无人车中现接入一前一后两台相同型号的雷达，请为二者绑定端口。

实现原理： USB设备所连接主机的USB接口也是有其“标识”的，可以通过这个标识实现端口绑定。

流程如下：

（1）.查看所连接的主机USB接口的KERNELS

调用如下指令查看第一台雷达的USB信息：

udevadm info --attribute-walk --name=/dev/ttyUSB0 | grep KERNELS
udevadm info --attribute-walk --name=/dev/ttyACM0 | grep KERNELS

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调用如下指令查看第二台雷达的USB信息：

udevadm info --attribute-walk --name=/dev/ttyUSB1 | grep KERNELS

运行结果相比较不同的KERNELS，第一台雷达端口地址为KERNELS==1-1.3:1.0，第二个雷达端口地址为KERNELS==1-1.4:1.0。可以使用此数据作为不同端口的“唯一性标识”。

（2）.编写映射规则

在/etc/udev/rules.d目录下新建文件xxx.rules（文件名自定义），输入如下内容：

sudo vim /etc/udev/rules.d/xxx.rules

KERNEL=="ttyUSB*", KERNELS=="1-1.3:1.0", MODE:="0777", SYMLINK+="rplidar_front"
KERNEL=="ttyUSB*", KERNELS=="1-1.4:1.0", MODE:="0777", SYMLINK+="rplidar_back"

（3）.使规则生效

在终端下输入如下指令：


# Ubuntu用下方命令
sudo service udev reload
sudo service udev restart

#Fedora用下方命令
sudo udevadm control --reload
sudo udevadm trigger

再重新插拔设备即可。

（4）.测试

终端下输入如下指令，运行结果如下：

ll /dev | grep ttyUSB

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至此，就可以使用别名来关联所需使用的USB设备了。

缺点： USB设备必须连接在主机的指定端口上，否则，会导致端口绑定失败，或产生逻辑错误。(而且增加新设备可能会导致端口改变)

根据其他属性绑定端口

（1）.查看所连接的主机USB接口的信息

udevadm info -a -p $(udevadm info -q path -n /dev/ttyACM0)
udevadm info -a -p $(udevadm info -q path -n /dev/ttyUSB0)

886×765 74.5 KB

这些数据都是不会变的，所以可以拿这些数据来做标识

（2）.编写映射规则

在/etc/udev/rules.d目录下新建文件xxx.rules（文件名自定义），输入如下内容：

sudo vim /etc/udev/rules.d/xxx.rules

KERNEL=="ttyACM*", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="55d4", ATTRS{serial}=="0001", MODE:="0777", SYMLINK+="ttyACM_Lidar"
KERNEL=="ttyACM*", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="55d4", ATTRS{serial}=="0002", MODE:="0777", SYMLINK+="ttyACM_MCU"
KERNEL=="ttyUSB*", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="7523", MODE:="0777", SYMLINK+="ttyUSB_IMU"

（3）.使规则生效

在终端下输入如下指令：


# Ubuntu用下方命令
sudo service udev reload
sudo service udev restart

#Fedora用下方命令
sudo udevadm control --reload
sudo udevadm trigger

再重新插拔设备即可，或者 直接重启系统。

（4）.测试

终端下输入如下指令ll /dev | grep ttyUSB，运行结果如下：

739×66 13.4 KB

至此，就可以使用别名来关联所需使用的USB设备了。

缺点： 一些设备可能没有串口号等。

其他注意事项

并非所有的USB设备端口号都是ttyUSBn的格式，比如Arduino的端口号可能是ttyACMn，而对于USB摄像头而言，一台设备则对应两个端口号，分别是videon和video(n+1)，并且启用摄像头设备一般使用的是videon端口，绑定时需要关联的也是该接口。

但是无论是外接何种USB设备，也不管采用上述两种方案的哪一种进行端口绑定，其原理都是类似的，只是实现细节不同而已。如果是外接的Arduino设备，那么需要在rules文件中的将KERNEL=="ttyUSB*"修改为KERNEL=="ttyACM*"，如果外接的是USB摄像头，那么则需要在rules文件中的将KERNEL=="ttyUSB*"修改为类似于KERNEL=="video[0,2,4,6]"的格式，其中video[0,2,4,6]表示可以绑定的端口为video0或video2或video4或video6。

Linux分区Gui工具

sudo apt install gparted
sudo dnf install gparted

挂载内网网页

可以把本地的网页挂载到路由器端，或者同内网段其他设备上，甚至可以挂载在本地。

下面以安卓设备为例子，由于安卓设备暂时不能直接打开html,所以我们可以把html挂载到本地服务器，再通过浏览器查看。

由于安卓系统基于Linux内核，所以我们可以下载一个叫termux的app来敲一些Linux命令：

首先打开app后，先更新软件缓存：

pkg update

然后换源

nano $PREFIX/etc/apt/sources.list

将该文件内容替换为下面：

deb https://mirrors.bfsu.edu.cn/termux/termux-packages-24 stable main

  • 如果你使用的是nano编辑器：

    • 按 Ctrl+O 保存文件。

    • 按 Enter 确认文件名。

    • 按 Ctrl+X 退出编辑器。

  • 如果你使用的是vim编辑器：

    • 按 Esc 退出编辑模式。

    • 输入 :wq 保存并退出。

接下来重新更新软件源：

pkg update && pkg upgrade

安装python：

pkg install python3

通过Termux访问设备存储 ：

如果文件在安卓设备上，可以使用Termux的文件管理器访问设备的存储：

termux-setup-storage

  1. 进入HTML文件所在的目录 ：

    1. 使用cd命令进入HTML文件所在的目录：
cd ~/your_html_folder

  1. 启动Python HTTP服务器 ：

    1. 运行以下命令启动一个简单的HTTP服务器：
    python3 -m http.server 8000
    1. 这会在端口8000上启动一个Web服务器。
  • 启动服务器后，Termux会显示日志信息，例如：
Serving HTTP on 0.0.0.0 port 8000 (http://0.0.0.0:8000/) ...
  • 这表示服务器已成功启动。

在浏览器中访问HTML文件

  1. 在同一设备上访问 ：

    1. 打开安卓设备上的浏览器（如Chrome），输入以下地址：
    http://localhost:8000
    1. 如果HTML文件中有index.html，它会自动加载；否则，你需要手动点击文件链接。