【物联网】什么是 Raspberry Pi？

好问题 👍，我帮你把 Raspberry Pi 在你作业里的作用讲透彻（和我刚才解释的 Arduino Nano 33 IoT 对应起来），这样你能更清晰理解整个 IoT 管道。

1. 什么是 Raspberry Pi

• Raspberry Pi 是一款低成本、信用卡大小的 单板计算机，可以跑 Linux 系统（通常是 Raspberry Pi OS）。
• 它有完整的 操作系统、USB 接口、网络接口、GPIO 针脚，所以既能像电脑一样运行程序，又能和传感器、硬件交互。
• 在 IoT 项目里，它通常扮演 “边缘网关（Edge Gateway）” 的角色：负责把 本地设备（Arduino、传感器）和云端（MQTT、AWS）连接起来。

2. 为什么在你的项目里选择 Raspberry Pi

在 Assessment 1 的设计中：

• Arduino Nano 33 IoT 功能有限（BLE 外设 + 传感器采集 + 控制 LED），不能直接跑 MQTT 客户端。
• Raspberry Pi 功能强大，可以运行 Python 脚本，连接到 AWS EC2 上的 Mosquitto (MQTT Broker)。

因此 Pi 在项目中的作用是：

1. 作为 BLE Central（中心设备）

   • 使用 Python bleak 库连接到 Arduino（BLE Peripheral）。
   • 从 Arduino 读取温湿度数据。
   • 把云端命令写入 Arduino（控制 LED）。

2. 作为 MQTT Client

   • 使用 Python paho-mqtt 库和 AWS EC2 上的 Mosquitto broker 通信。
   • 把传感器数据上传到云端。
   • 接收云端命令并转发给 Arduino。

👉 简单理解：
Arduino = IoT 节点（小传感器/小执行器）
Raspberry Pi = IoT 网关（本地大脑 + 云端桥梁）

3. 怎么方便理解

你可以把整个系统类比成一个 智能家居系统：

• Arduino = 温湿度探头/智能灯泡（硬件节点）。
• Raspberry Pi = 家里的智能音箱（本地控制中心）。
• AWS MQTT = 云端（阿里云/亚马逊云/小米云）。

流程：

• Arduino 测温度 → BLE 发给 Pi → Pi 上传到云端。
• 云端下发“开灯”命令 → Pi 收到 → BLE 发给 Arduino → Arduino 灯亮。

4. 现实生活中的应用

Raspberry Pi 在现实 IoT 应用里常用来做：

• 智能家居网关 → 连接 Zigbee 灯泡、蓝牙传感器，再上传到云端。
• 工业边缘计算 → 在工厂里采集传感器数据，本地预处理后上传。
• 教育实验 → 因为便宜好用，全球学生都用它来学 IoT/AI/嵌入式。

5. 作业1代码里和 Raspberry Pi 相关的部分

你需要在 Pi 上运行 两个 Python 脚本：

1. 上行 (Upstream)：bleread_mqttpub.py

   • 用 bleak 连接 Arduino Nano 33 IoT
   • 读取 dhtCharacteristic（温湿度数据）
   • 用 paho-mqtt 发布到 AWS MQTT broker

2. 下行 (Downstream)：mqttsub_blewrite.py

   • 用 paho-mqtt 订阅主题 ifn649/proj1/actuators/led
   • 收到 "LED_ON" / "LED_OFF" 命令
   • 用 bleak 写入 Arduino 的 ledCharacteristic
   • Arduino 控制板载 LED

✅ 总结：
Raspberry Pi = IoT 网关，负责 BLE ↔ MQTT 的桥接。

• 它让 Arduino（BLE 节点）能“说云端听得懂的话（MQTT）”。
• 没有它，你的系统就不能实现从 传感器数据 → 云端 → 执行器控制 的完整闭环。