基于树莓派的数据采集与存储
Raspberry Pi树莓派数据存储管理优化方案
目录1RASPBERRY PI树莓派数据存储管理优化方案 (2)1.1整体优化方案 (2)1.2U盘初始化方法 (3)1.3U盘自动挂载方法 (4)1.4U盘自动管理方法 (5)1.5系统分区制作方法 (6)1.6优化脚体制作 (10)1.6.1U盘自动格式化脚本 (10)1.6.2U盘自动挂载脚本 (21)1.6.3U盘自动管理脚本 (30)1 Raspberry Pi树莓派数据存储管理优化方案1.1 整体优化方案树莓派系统在使用过程中，难免需要存储各种数据信息，便是系统的存储空间是有限的，存储介质也包括有外接U盘或系统TF卡，因此需要有一套有效的数据存储管理方案以满足系统的长期稳定运行需求，避免因为存储空间不足或出现不可读写等现象而异致系统故障。
本方案设计了一套完整可靠的数据存储管理优化方案，可应用于有效管理树莓派系统或应用程序持续产出的数据文件，保障树莓派系统长期稳定运行，具体的优化方案描述如下。
1、首先，创建/home/storage目录，定义为数据存储空间，专门应用于管理系统及应用程序的产出数据。
2、当有外接U盘接入的情况下，启动自动挂载脚本优先将U盘自动挂载到/home/storage，此时主要以U盘作为数据存储介质。
自动挂载脚本的详细制作就参考下面章节。
3、当没有外接U盘时，自动挂载脚本将自动检测系统TF卡是否存在数据分区（自定义），如果存在则自动挂载到/home/storage，此时主要以数据分区作为数据存储介质。
关于数据分区的制作方法请参考下面章节。
4、当系统既没有外接U盘接入，也没有数据分区时，系统默认以/home/storage目录直接作为数据存储空间，数据直接保存在系统TF卡的系统主分区。
1.2 U盘初始化方法目前树莓派系统支持的U盘大小有16G、32G、64G等规格，系统对一般通用的U盘产品是自动识别的，不需要安装驱动，只要把U盘插入树莓派的USB接口，正常情况下，通过sudo fdisk -l命令就可以查询到U盘的识别状态以及其属性信息，如下图所示。
树莓派技术入门应用--树莓派+MCC118实现数据采集
树莓派技术入门应用--树莓派+MCC118实现数据采集树莓派+ MCC 118 实现数据采集最近从树莓派实验室拿到一块MCC 118 DAQ 扩展板的试用，这是我第一次接触专业的DAQ 采集卡，怀着对数据采集的好奇开始摸索。
首先了解到这个板卡可以同时支持8路数据采集，但我这里暂时只需要用到其中1路来实现一个环境光线的采集。
我会使用一个安放在室外、具有模拟输出功能的光线传感器模块，采集其模拟电信号，并线性转换成一个光照的亮度指数。
在室内的一个鱼缸里，我安装了一个LED氛围灯，并尝试用采集到的室外光照亮度指数来设置这个LED氛围灯的亮度。
最终实现室内鱼缸的光照度和室外自然光照度实时同步，我的爱鱼也能实时感受到室外的天气变化了~材料清单树莓派（Raspberry Pi）一块MCC 118 DAQ HAT一块光线传感器模块（带模拟输出）一个RGB LED 模块一个（共阴或共阳，本例使用共阴）面包板一块杜邦线若干瑞士军刀扩展板一块（可选）一、安装环境树莓派建议安装官方的Raspbian 系统，不需要特别的配置。
直接开始部署MCC 118 配套的SDK 和范例试试数据采集卡的工作情况，步骤如下（这里直接参考了这篇教程）。
二、接线先看光线传感器模块。
为什么用带模拟输出（AO）的光线传感器呢？是因为这款传感器如果只有数字输出（DO）的话，其输出的数据只能是高电平或低电平，只能反映光线是否达到某个设定的值，而无法反映出光线的强弱。
但树莓派本身并没有ADC，无法直接读取模拟电信号（信号的强弱和光线强弱相关）。
这时MCC 118 DAQ 就派上用场了。
MCC 118 的排座设计将GPIO全部引出了，很方便外接其他传感器。
引脚连接表光线传感器：VCC —树莓派：5V光线传感器：GND — MCC 118：GND光线传感器：AO — MCC 118：CH1RGBLED模块：GND —树莓派：GNDRGBLED模块：R —树莓派：BCM 17RGBLED模块：G —树莓派：BCM 27RGBLED模块：B —树莓派：BCM 22三、测量采集和数值换算启动Web 波形图程序：接下来就可以在浏览器中打开http://:8080 访问了。
基于树莓派的物联网数据采集和分析
基于树莓派的物联网数据采集和分析物联网（Internet of Things, IoT）已经成为现代科技领域的一个热门话题，它连接了各种物理设备和传感器，将真实世界与数字世界相互融合。
而树莓派（Raspberry Pi）作为一款功能强大的微型计算机，已经被广泛应用于物联网领域，特别是在物联网数据采集和分析方面。
本文将探讨基于树莓派的物联网数据采集和分析的相关技术和应用。
第一部分：数据采集在物联网中，数据采集是整个系统的基础和核心。
树莓派作为一个硬件平台，可以通过连接各种传感器和设备来实现数据的采集。
树莓派具备丰富的GPIO（General Purpose Input/Output）接口，可以连接和控制各种数字和模拟传感器，如温度传感器、湿度传感器、光线传感器等等。
通过编程，我们可以轻松读取这些传感器的数据。
此外，树莓派还可以通过无线技术，如Wi-Fi、蓝牙等，连接到网络设备或其他物联网节点，实现数据的远程采集。
例如，我们可以通过树莓派连接到一个气象站，实时获取天气数据；或者连接到一个智能家居系统，实时监控家居设备的状态。
第二部分：数据传输和存储数据采集好之后，接下来需要将采集到的数据传输到云平台或其他存储设备上。
树莓派可以使用多种通信协议，如MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）、HTTP（Hypertext Transfer Protocol）等，将数据传输到云端。
这些通信协议可以确保数据的安全传输和可靠性。
云平台通常提供了丰富的数据存储和管理功能，例如Amazon Web Services（AWS）、Microsoft Azure等。
我们可以将树莓派采集到的数据存储在云端的数据库中，以便后续的数据分析和应用。
第三部分：数据分析物联网的真正价值在于对采集到的数据进行分析和挖掘。
树莓派作为一个计算平台，可以在本地进行简单的数据分析，也可以将数据传输到云端进行复杂的数据处理。
树莓派麦阵列数据采集分发的设计与实现
树莓派麦阵列数据采集分发的设计与实现
刘晓晖，秦子实
（中国飞机强度研究所，陕西 西安 710065）
摘要：近年来，5G 技术的发展带动物联网设备快速普及，以树莓派为代表的卡片计算机大量出现在工程应用的各个方面。 而在音频采集处理方面，基于树莓派的麦阵列声源采集具有高算力、高精度、低功率的特点。本文介绍基于 sounddevice 的 采集、分发、播放音频流的方法，该方法可以对音频数字信号进行自定义预处理，支持多种数据分发方式，系统依赖少，代 码简单且方便部署。
数据流发送有两种方式：阻塞方式的和非阻塞回调方式， 为方便调试，本文选用非阻塞回调方式，即音频数据流发送开 始后立即返回，这样可以继续在解释器中继续执行其他作业。 启动音频流的方法如下：
rs = sd. Stream(samplerate=48000, device=iodevs, channels= [8, 2], callback=cb, finished_callback=fcb)
“seeed-8mic-voicecard”即为麦阵列声源采集设备（序号为 2），具有 8 路输入，即 2 颗 AC108 ADC 芯片，每芯 4 路输入其中 1 路为 playback，则实际采集为 6 路。麦阵列自带声卡输出，即
AC101 DAC 芯片（序号为 6），2 路输入 2 路输出，占用树莓派 3.5mm 耳机监听接口。因此，sounddevice 库主要使用序号 2 及 序号 6 设备进行音频数据的输入输出。通过以下代码获取输 入输出设备 ID：
基于树莓派的数据采集与存储
基于树莓派的数据采集与存储随着物联网技术不断发展，传感器、控制器等设备日益普及，数据采集与存储也成为物联网应用不可或缺的一部分。
树莓派作为一款小巧、功能强大而成本低廉的微型计算机，已经被广泛应用于物联网领域，特别适用于数据采集与存储。
一、树莓派介绍树莓派是一款基于ARM处理器的微型计算机，由于其体积小、功耗低、硬件扩展性强等特点，吸引了大量的开发者和用户。
从树莓派1代开始，就已经成为了开源社区的重要组成部分。
现如今，树莓派已经推出了多个版本，其中包括树莓派4B、3B+、3A+等。
二、数据采集1. 传感器选择在进行数据采集之前，需要选择对应的传感器。
树莓派支持的传感器包括温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、震动传感器、气压传感器、GPS等等。
根据不同的实际情况、环境要求选择不同的传感器。
2. 数据采集树莓派有多个GPIO口可以用来与传感器进行连接，并能够通过不同的接口读取传感器的数据。
有两种方法可以进行数据采集：（1）使用现有的Python库进行数据采集和存储。
这是使用树莓派最简单的方式之一，只需下载对应的Python库并导入即可，例如使用Rpi.GPIO模块进行GPIO读取操作。
（2）自己编写代码，使用树莓派提供的GPIO库进行数据的采集。
自己编写代码可以根据需要进行定制化开发，编写代码可以使用Python、C、C++等多种编程语言进行。
三、数据存储根据不同的需求，可以选择不同的数据存储方式。
1. 文本文件存储最简单的一种方式就是使用文本文件进行数据存储。
将数据写入文本文件，然后通过读文件的方式进行数据的读取。
这种方式简单易操作，但是不适合大量数据的存储。
2. 数据库存储数据库是一种更加完善的数据存储方式，可以进行分层、分组、索引等操作，大大提高了数据的存取速度。
在树莓派中可以使用SQLite、MySQL、PostgreSQL等多种数据库进行数据存储。
使用数据库需要先安装对应的数据库软件，并编写相应的代码进行数据读写操作。
一种基于树莓派的多功能数据采集设备[实用新型专利]
![一种基于树莓派的多功能数据采集设备[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f8a82f8bcaaedd3382c4d31d.png)
专利名称：一种基于树莓派的多功能数据采集设备专利类型：实用新型专利
发明人：覃敏谅
申请号：CN202020976567.3
申请日：20200602
公开号：CN212058841U
公开日：
20201201
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种基于树莓派的多功能数据采集设备，属于数据收集装置技术领域，外壳体的一侧面开有开孔，开孔内套接有连接头，连接头的另一端与内壳体的侧面固定连接，内壳体的底部固定连接有支撑腿，支撑腿的另一端套接有减震垫，减震垫的中间位置设置有通孔，外壳体的侧面开有螺孔，螺孔通过螺纹连接有套杆，套杆的一端滑动套接有连接杆，该基于树莓派的多功能数据采集设备设置的第二弹簧、挤压棉、第一弹簧和减震垫具有缓冲泄力的作用，可以全方位的对数据采集设备进行减震，使得数据采集设备具有防撞防摔的功能，延长了数据采集设备的使用寿命，并且设置的散热扇可以进行辅助散热，提高了数据采集设备的散热效率。
申请人：柳州依米软件科技有限责任公司
地址：545000 广西壮族自治区柳州市柳东新区双仁路10号官塘创业园研发中心2号楼309号国籍：CN
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基于Arduino与树莓派平台的分布式数据采集处理系统设计
基于Arduino与树莓派平台的分布式数据采集处理系统设计作者：杨梓谦，李彤，彭智敏，段志刚来源：《农业技术与装备》 2019年第3期基于Arduino与树莓派平台的分布式数据采集处理系统设计杨梓谦，李彤，彭智敏，段志刚（西南林业大学数理学院，云南昆明650224）摘要文章以Arduino与树莓派的平台结合云数据交互处理架构，开发了具有自动控制功能的分布式数据采集处理系统。
该系统通过传感器网络采集前端田间温度、湿度、空气成分浓度、光强度等数据，通过网关设备连接云服务器，实现数据整合与控制前端通风系统、浇灌系统、光照系统等设备。
云端完成对数据的在线分析与智慧种植方案的生成与下发。
通过该系统的开发实现了田间数据与云端种植方案的联通，并通过在线平台实现了农业自动化在大棚的运用。
关键词Arduino；树莓派；分布式平台；云数据处理中图分类号TP274.2;P228.4 文献标志码 Adoi:10.3969/j.issn.1673-887X.2019.03.003随着信息技术不断发展，人民生活发生了翻天覆地的变化，各行业融合信息技术都焕发了新的生机。
李克强总理在政府工作报告中提出：“制定‘互联网+’行动计划，把一批新兴产业培育成主导产业”。
随着信息化的发展，农业却成了信息化的孤岛。
比尔·盖茨2014年向全世界发表的公开信里面专门谈到了智慧农业：“得益于手机、卫星和廉价的传感器技术，我们如今能够更快、更准确地收集和整理数据。
这些新时代的技术将使农业领域大进步”。
概括研究前沿及相关行业实践成果，智慧农业就是将互联网、物联网、移动互联网、云计算和3s技术融合为一体并在传统农业中使用，运用传感器和算法通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制，实现对农业生产环境的智能感知、智能分析、智能决策，使传统农业具有“智慧”，为农业高效精准化种植提供服务[1][2]。
目前的智慧农业实施案例面临成本高、技术门槛要求高、仅针对大型农业企业定制了实施方案等问题。
基于树莓派的智能化农业监测系统设计和实现
基于树莓派的智能化农业监测系统设计和实现随着人们对农业发展的需求越来越强烈，智能化农业技术逐渐走进人们的视野。
基于树莓派的智能化农业监测系统是一个新兴的技术，在农业生产中得到广泛应用。
这种系统可以通过传感器实时采集农作物的生长状况，监测气候变化等信息，从而为农民提供有力的决策支持，提高农业生产效益和农产品的质量。
一、传感器的选择智能化农业监测系统的核心设备是传感器，传感器可以实时地采集和传输温度、湿度、光照等各种信息。
在选购传感器时，我们需要考虑到监测范围、数据准确性、可靠性和稳定性等因素。
目前市场上常见的传感器有空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器等。
二、树莓派的运用树莓派是一种高性能、低功耗、便于扩展的微型计算机，它集成了电脑的全部功能，可以运行Linux系统。
树莓派可以实现传感器的数据采集和实时传输，并具有较高的数据处理能力。
它可以通过WIFI模块或GPRS模块将采集的数据上传至云服务器，从而实现远程监测和数据控制。
三、系统设计与实现基于树莓派的智能化农业监测系统包括传感器部分和云服务器部分。
传感器部分负责数据采集和传输，云服务器部分可以实现数据处理、趋势分析和可视化展示。
我们可以使用Python编程语言实现系统的设计和实现。
1. 传感器部分：传感器部分主要包括温湿度传感器、光照传感器、土壤温湿度传感器等。
传感器可以通过树莓派的GPIO接口连接到树莓派上。
我们可以使用Python编写程序，实现传感器的初始化、数据采集和传输等功能。
例如，我们可以使用DHT11传感器采集温湿度数据，使用光敏二极管传感器采集光照数据，使用土壤传感器采集土壤温湿度数据等。
2. 云服务器部分：云服务器部分可以使用云平台提供的开发工具来实现，例如阿里云、腾讯云等。
我们可以使用Python编程语言来实现系统的后台处理程序。
例如，我们可以通过Flask框架来实现后台程序的编写，将上传的数据存储到数据库中，从而实现数据的处理和分析。
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《嵌入式综合实践》设计报告目录一、树莓派简介 (2)二、配置树莓派 (3)1.树莓派供电 (3)2.手动对SD存储卡进行写操作（windows） (3)3.连接笔记本电脑显示器 (3)三、硬件电路连接 (6)四、DHT11简介 (7)五、获取DHT11传感器温湿度 (7)六、安装本地MYSQL (9)七、连接阿里云RDS数据库 (11)八、上传数据到传感云 (13)九、Cron 实现定时功能 (14)一、树莓派简介Raspberry Pi(中文名为“树莓派”,简写为RPi，或者RasPi/RPi)是为学生计算机编程教育而设计，只有信用卡大小的卡片式电脑，其系统基于Linux。
随着Windows10 IoT的发布，我们也将可以用上运行Windows的树莓派。
自问世以来，受众多计算机发烧友和创客的追捧，曾经一“派”难求。
别看其外表“娇小”，内“心”却很强大，视频、音频等功能通通皆有，可谓是“麻雀虽小，五脏俱全”。
二、配置树莓派1.树莓派供电树莓派的供电装置与智能手机的充电器是一样的。
基本规格为DC 5V(直流电)，至少达到700mA的输出电流，树莓派2的输出电流应该更大，比如1.5A或2A。
2.手动对SD存储卡进行写操作（windows）选择一张4GB以上的SD存储卡，SD卡插入笔记本电脑卡槽(或者需要一个读卡器)。
下载官方发行的树莓派操作系统发行包(/downloads)，并解压到本地。
用管理员权限打开Fedora ARM Installer（http://bit.ly/ISLPc4下载），将下载的镜像写入SD存储卡。
如下图：3.连接笔记本电脑显示器网络设置：SD卡插入树莓派的SD卡插槽，把树莓派和路由器用网线连接。
打开电脑“网络和共享中心”，点击“WLAN（***）”点击“属性”，点击“共享”，在“允许其他网络用户通过此计算机的Internet来连接”前打勾。
✧查找树莓派IP地址：打开“运行”（win+R键），输入cmd”，输入“arp -a”，在下图中的0x4接口下的动态地址就为树莓派的IP地址。
✧下载PuTTy，在Host Name中输入树莓派IP，✧登入树莓派：在下图页面中login处输入树莓派账号（pi），在password处输入密码（raspberry）。
回车进入下图页面树莓派的桌面环境配置：在上putty中输入sudo apt-get update； sudo apt-get install tightvncserver。
安装完成vnc服务后，在上图中继续输入以下命令：vncserver :1 （一定要创建连接端口）。
在第一次运行时，会提示你创建密码。
在连接时就需要此密码。
下载RealVNC（），在下图中输入树莓派IP:1(如192.168.0.113:1。
在下图中输入上面创建的密码进入树莓派桌面三、硬件电路连接DHT11与树莓派引脚图如下：具体电路连接如下DHT11的VDD连接树莓派17号管脚，GND连接20号管脚，DATA连接18号管脚。
实物图如下：四、 DHT11简介数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。
它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。
DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:一次完整的数据传输为40bit,高位先出。
数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。
DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。
通讯过程如图所示五、获取DHT11传感器温湿度采用Python语言实现温湿度的获取，每执行一次程序读取一次温湿度的值。
采用putty中的nano编辑器完成汇编。
步骤如下：✧登入树莓派，获取root权限✧进入nano编辑器，编辑Python程序，程序如下：#! /usr/bin/env pythonimport RPi.GPIO as GPIOimport time channel = 12data = []j = 0GPIO.setmode(GPIO.BCM)time.sleep(1)GPIO.setup(channel, GPIO.OUT)GPIO.output(channel, GPIO.LOW)time.sleep(0.02)GPIO.output(channel, GPIO.HIGH)GPIO.setup(channel, GPIO.IN)while GPIO.input(channel) == GPIO.LOW:continuewhile GPIO.input(channel) == GPIO.HIGH:continuewhile j < 40:k = 0while GPIO.input(channel) == GPIO.LOW:continuewhile GPIO.input(channel) == GPIO.HIGH:k += 1if k > 100:breakif k < 8:data.append(0)else:data.append(1)j += 1print "sensor is working."print datahumidity_bit = data[0:8]humidity_point_bit = data[8:16]temperature_bit = data[16:24]temperature_point_bit = data[24:32]check_bit = data[32:40]humidity = 0humidity_point = 0temperature = 0temperature_point = 0check = 0for i in range(8):humidity += humidity_bit[i] * 2 ** (7 - i)humidity_point += humidity_point_bit[i] * 2 ** (7 - i)temperature += temperature_bit[i] * 2 ** (7 - i)temperature_point += temperature_point_bit[i] * 2 ** (7 - i)check += check_bit[i] * 2 ** (7 - i)tmp = humidity + humidity_point + temperature + temperature_pointif check == tmp:print "temperature : ", temperature, ", humidity : " , humidityelse:print "wrong"print "temperature : ", temperature, ", humidity : " , humidity, " check : ", check, " tmp : ", tmpGPIO.cleanup()✧保存（Ctrl+O）并退出（Ctrl+X）✧执行此程序（dht11.py）:python dht11.py六、安装本地MYSQL✧使用管理员权限运行apt-get获取最新的MySQL及Python编程接口（之后用于数据库编程）：sudo apt-get install mysql-server python-mysqldb安装过程中需要输入root管理员的密码，该密码之后用于访问数据库系统。
在本地MYSQL创建库“test”,表“dht”和三个列“dht_tem”,“dht_hum”,“dht_time”。
mysql -u root –p ；登入本地MySQLcreate database test ; 创建数据库”test”USE test ; 选择数据库”test”create table dht ;创建表“dht”CREATE TABLE dht(dht_tem DECIMAL(4,1), dht_hum DECIMAL(4,1),dht_time char(25)) ；创建列“dht_tem”,“dht_hum”,“dht_time”完成后查看建好的表“dht”,如下图所示：在之前的dht11.py中添加如下几段语句：import MySQLdbconn = MySQLdb.connect(host='localhost',port=3306,user='root',passwd='QAZQAZ',db='test')cur = conn.cursor()value =[temperature,humidity,str(time.strftime('%A %X %Z',time.localtime(time.time())))] cur.execute("insert into dht (dht_tem,dht_hum,dht_time) values(%s,%s,%s)",value) mit()conn.rollback()✧执行dht11.py：python dht11.py按照之前数据库的操作方法，可在本地数据库MySQL查看到新插入的温湿度数据。
如下图所示（已执行多次程序）：七、连接阿里云RDS数据库云服务器和云数据库RDS：云服务上安装了下mysql，在云盾里开放3306端口，远程同样能够正常连接数据库，但云服务器里搭建数据库可能不如云数据库来的稳定，云数据库更易维护。
利用实名账户在阿里云试用一个月的免费云数据库。
具体操作如下：✧申请阿里云试用一个月的免费云数据库✧登入阿里云RDS，创建账号”dht_zzx”和创建数据库”dht”✧登入自己创建的数据库“dht”,创建表“dht11”和三个列“dht_tem”,“dht_hum”,“dht_time”。