IoT:Go 语言 + ARM 的具体落地执行步骤

第一阶段：硬件准备与基础环境搭建 (第 1 周)

步骤 1.1：采购硬件清单

物品	推荐型号	备注
ARM 开发板	Raspberry Pi 4B (4GB/8GB)	核心，生态最好，资料最多
Micro SD 卡	32GB Class 10	用于安装操作系统
电源适配器	官方 5V 3A USB-C 电源	供电不足会导致诡异问题
外壳与散热	铝合金散热外壳	防止过热降频
网络连接	网线（可选）	初次配置更稳定

步骤 1.2：烧录操作系统

下载系统镜像：访问 Raspberry Pi Imager。
烧录系统：
- 插入 SD 卡到电脑。
- 打开 Raspberry Pi Imager。
- 选择操作系统 -> Raspberry Pi OS (64-bit) Lite（无桌面版，更轻量）。
- 选择存储卡 -> 你的 SD 卡。
- 点击烧录。
启用 SSH（关键步骤）：
- 烧录完成后，电脑会显示一个名为boot的盘符。
- 在该盘符根目录下，新建一个名为ssh的 空文件（无后缀）。
- 在该盘符根目录下，新建一个名为wpa_supplicant.conf的文件，写入以下内容以配置 Wi-Fi：
  yaml
```
country=CN
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

network={
ssid="你的Wi-Fi名称"
psk="你的Wi-Fi密码"
}
```
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- 安全弹出 SD 卡。

步骤 1.3：启动并远程连接

将 SD 卡插入树莓派，接通电源。
等待 2 分钟启动。查找树莓派的 IP 地址（方法：路由器后台查看 DHCP 客户端列表，或使用手机 App Fing扫描网络）。
在你的主开发电脑上（可以是 Windows/Mac）：
- Windows：使用 PuTTY。
- Mac/Linux：使用终端 ssh pi@<树莓派IP地址>。
- 默认密码：raspberry。

步骤 1.4：基础配置

bash

# 1. 更新系统
sudo apt update && sudo apt upgrade -y

# 2. 安装Go (以1.21版本为例，请查官网最新版)
wget https://golang.org/dl/go1.21.0.linux-arm64.tar.gz
sudo tar -C /usr/local -xzf go1.21.0.linux-arm64.tar.gz

# 3. 配置环境变量
echo 'export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin' >> ~/.bashrc
echo 'export GOPATH=$HOME/go' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

# 4. 验证安装
go version
# 应该输出：go version go1.21.0 linux/arm64

第二阶段：开发你的第一个网关程序 (第 2 周)

在你的主开发电脑上操作。

步骤 2.1：搭建跨平台开发环境

在你的电脑上安装 Go。

设置交叉编译环境（让你的电脑能编译出在树莓派上运行的程序）：

bash

# 对于Windows/Mac/Linux (x86) 开发，目标树莓派 (ARM64)
go env -w GOOS=linux
go env -w GOARCH=arm64

步骤 2.2：创建项目并编写最小可行网关

创建项目目录 home-iot-gateway。

初始化 Go 模块：

bash

cd home-iot-gateway
go mod init home-iot-gateway

创建 main.go 文件，写入以下最简代码：

package main

import (
	"encoding/json"
	"log"
	"net/http"
	"sync"
)

// 在内存中模拟一个设备数据库
var (
	devices = make(map[string]*Device)
	mutex   sync.RWMutex
)

type Device struct {
	ID     string `json:"id"`
	Name   string `json:"name"`
	Type   string `json:"type"`
	Status string `json:"status"`
}

func main() {
	// 预置一个模拟设备
	devices["light_001"] = &Device{ID: "light_001", Name: "客厅主灯", Type: "light", Status: "off"}

	// 设置HTTP路由
	http.HandleFunc("/api/devices", listDevicesHandler)
	http.HandleFunc("/api/device/", controlDeviceHandler)

	log.Println("✅ 家庭IoT网关服务启动成功，监听 :8080 端口")
	log.Println("📡 设备列表 API: GET http://<你的树莓派IP>:8080/api/devices")
	log.Println("🎛️  控制设备 API: PUT http://<你的树莓派IP>:8080/api/device/light_001?action=on")

	if err := http.ListenAndServe(":8080", nil); err != nil {
		log.Fatal("启动服务器失败: ", err)
	}
}

// 获取所有设备列表
func listDevicesHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	if r.Method != http.MethodGet {
		http.Error(w, "方法不允许", http.StatusMethodNotAllowed)
		return
	}

	mutex.RLock()
	defer mutex.RUnlock()

	w.Header().Set("Content-Type", "application/json")
	json.NewEncoder(w).Encode(devices)
}

// 控制设备
func controlDeviceHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	if r.Method != http.MethodPut {
		http.Error(w, "方法不允许", http.StatusMethodNotAllowed)
		return
	}

	// 从URL路径中提取设备ID
	deviceID := r.URL.Path[len("/api/device/"):]
	action := r.URL.Query().Get("action") // 动作：on, off, toggle

	mutex.Lock()
	defer mutex.Unlock()

	device, exists := devices[deviceID]
	if !exists {
		http.Error(w, "设备未找到", http.StatusNotFound)
		return
	}

	switch action {
	case "on":
		device.Status = "on"
	case "off":
		device.Status = "off"
	case "toggle":
		if device.Status == "on" {
			device.Status = "off"
		} else {
			device.Status = "on"
		}
	default:
		http.Error(w, "不支持的动作", http.StatusBadRequest)
		return
	}

	log.Printf("控制设备: %s -> %s", deviceID, device.Status)
	w.Write([]byte(`{"status": "success", "message": "控制指令已发送"}`))
}

步骤 2.3：编译并部署到树莓派

在你的开发电脑上编译：
bash
```
# 确保已在步骤2.1中设置了交叉编译环境
go build -o gateway main.go
```
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这会生成一个名为 gateway 的可执行文件。

上传到树莓派：

bash

# 将编译好的文件复制到树莓派
scp gateway pi@<树莓派IP>:~/home-iot-gateway/
# 输入树莓派密码: raspberry

在树莓派上运行：

bash

# 登录树莓派
ssh pi@<树莓派IP>

# 进入项目目录并运行
cd home-iot-gateway
chmod +x gateway
./gateway

步骤 2.4：测试！

打开浏览器，访问：

http://<树莓派IP>:8080/api/devices - 应该看到设备列表的 JSON。

使用 Postman 或 curl 测试控制接口：

bash

curl -X PUT "http://<树莓派IP>:8080/api/device/light_001?action=on"

第三阶段：集成真实设备 (第 3-4 周)

步骤 3.1：集成 Wi-Fi 智能插座（通过 MQTT）

在树莓派上安装 Mosquitto MQTT broker：

bash

sudo apt install mosquitto mosquitto-clients
sudo systemctl enable mosquitto

修改 Go 程序，引入 MQTT 客户端：
bash
```
go get github.com/eclipse/paho.mqtt.golang
```
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在 main.go 中添加 MQTT 连接和控制逻辑（代码较长，这里给出关键部分）：

import mqtt "github.com/eclipse/paho.mqtt.golang"

var mqttClient mqtt.Client

func connectMQTT() {
  opts := mqtt.NewClientOptions().
    AddBroker("tcp://localhost:1883"). // 连接本地的MQTT broker
    SetClientID("home_gateway_" + generateRandomID())

  mqttClient = mqtt.NewClient(opts)
  if token := mqttClient.Connect(); token.Wait() && token.Error() != nil {
    log.Fatal("MQTT连接失败: ", token.Error())
  }
  log.Println("✅ 已连接到MQTT Broker")
}

// 在controlDeviceHandler函数中，添加真实设备控制
func controlRealDevice(deviceID, action string) {
  topic := "home/" + deviceID + "/set"
  message := action

  token := mqttClient.Publish(topic, 1, false, message)
  token.Wait()
  log.Printf("已通过MQTT发送指令: topic=%s, message=%s", topic, message)
}

步骤 3.2：创建系统服务（让网关开机自启）

在树莓派上创建服务文件：

bash

sudo nano /etc/systemd/system/home-iot-gateway.service

写入以下内容：

ini

[Unit]
Description=Home IoT Gateway Service
After=network.target mosquitto.service

[Service]
Type=simple
User=pi
WorkingDirectory=/home/pi/home-iot-gateway
ExecStart=/home/pi/home-iot-gateway/gateway
Restart=always
RestartSec=5

[Install]
WantedBy=multi-user.target

启用并启动服务：

bash

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable home-iot-gateway.service
sudo systemctl start home-iot-gateway.service

# 检查状态
sudo systemctl status home-iot-gateway.service

里程碑检查清单

完成每个阶段后，确认以下项目：

✅ 阶段 1 完成：
- [ ] 能通过 SSH 登录树莓派
- [ ] go version 正确显示 ARM64 版本
✅ 阶段 2 完成：
- [ ] 能在开发电脑上交叉编译 Go 程序
- [ ] 能在树莓派上运行网关并返回 HTTP API
- [ ] 能通过浏览器/Postman 控制模拟设备
✅ 阶段 3 完成：
- [ ] MQTT Broker 在树莓派上运行
- [ ] Go 程序能通过 MQTT 控制真实的 Wi-Fi 智能插座
- [ ] 网关服务能开机自启，崩溃后自动重启

下一步扩展方向

添加 Web 控制界面：用 HTML+JS 写个简单页面，调用你的 API。
集成蓝牙设备：使用github.com/go-ble/ble库连接蓝牙传感器。
添加数据库：使用 SQLite 持久化存储设备状态。
实现自动化规则：如“如果温度>30 度，则自动开空调”。

这个路线图确保你每步都有可见的成果，避免陷入理论漩涡。从阶段 1开始，遇到具体问题随时来问！

IoT:Go 语言 + ARM 的具体落地执行步骤 ​

第一阶段：硬件准备与基础环境搭建 (第 1 周) ​

步骤 1.1：采购硬件清单 ​

步骤 1.2：烧录操作系统 ​

步骤 1.3：启动并远程连接 ​

步骤 1.4：基础配置 ​

第二阶段：开发你的第一个网关程序 (第 2 周) ​

步骤 2.1：搭建跨平台开发环境 ​

步骤 2.2：创建项目并编写最小可行网关 ​

步骤 2.3：编译并部署到树莓派 ​

步骤 2.4：测试！ ​

第三阶段：集成真实设备 (第 3-4 周) ​

步骤 3.1：集成 Wi-Fi 智能插座（通过 MQTT） ​

步骤 3.2：创建系统服务（让网关开机自启） ​

里程碑检查清单 ​

下一步扩展方向 ​

IoT:Go 语言 + ARM 的具体落地执行步骤

第一阶段：硬件准备与基础环境搭建 (第 1 周)

步骤 1.1：采购硬件清单

步骤 1.2：烧录操作系统

步骤 1.3：启动并远程连接

步骤 1.4：基础配置

第二阶段：开发你的第一个网关程序 (第 2 周)

步骤 2.1：搭建跨平台开发环境

步骤 2.2：创建项目并编写最小可行网关

步骤 2.3：编译并部署到树莓派

步骤 2.4：测试！

第三阶段：集成真实设备 (第 3-4 周)

步骤 3.1：集成 Wi-Fi 智能插座（通过 MQTT）

步骤 3.2：创建系统服务（让网关开机自启）

里程碑检查清单

下一步扩展方向