Linux系统配置以支持物联网应用开发指南

一、系统准备与基础配置

1. 选择合适的Linux发行版

• 推荐发行版：
  • Ubuntu LTS (长期支持版，稳定且社区支持好)
  • Raspberry Pi OS (树莓派专用优化版)
  • Yocto Project (嵌入式定制化发行版)
  • Debian (稳定轻量级选择)

2. 系统基础配置

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

# 安装基础开发工具
sudo apt install -y build-essential git cmake

# 设置时区(根据实际位置调整)
sudo timedatectl set-timezone Asia/Shanghai

# 启用SSH服务(远程开发需要)
sudo systemctl enable ssh
sudo systemctl start ssh

二、物联网开发环境配置

1. 安装编程语言环境

# Python (IoT开发常用语言)
sudo apt install -y python3 python3-pip python3-venv

# Node.js (用于IoT网关和边缘计算)
curl -fsSL https://deb.nodesource.com/setup_lts.x | sudo -E bash -
sudo apt install -y nodejs

# C/C++ 开发环境(已通过build-essential安装)

2. 容器化支持(Docker)

# 安装Docker
sudo apt install -y docker.io
sudo systemctl enable --now docker

# 将当前用户加入docker组(避免sudo)
sudo usermod -aG docker $USER
newgrp docker

# 验证安装
docker --version

三、物联网协议栈与工具

1. MQTT协议支持

# 安装Mosquitto MQTT broker
sudo apt install -y mosquitto mosquitto-clients

# 启动服务
sudo systemctl enable mosquitto
sudo systemctl start mosquitto

# Python MQTT客户端库
pip3 install paho-mqtt

2. CoAP协议支持

# 安装libcoap
sudo apt install -y libcoap-1-0-bin

# Python CoAP库
pip3 install aiocoap

3. 其他物联网协议

# AMQP协议
sudo apt install -y rabbitmq-server
pip3 install pika

# WebSocket支持
pip3 install websockets

四、硬件接口支持

1. GPIO访问配置

# 通用GPIO支持
sudo apt install -y python3-gpiozero python3-rpi.gpio

# 树莓派专用
sudo apt install -y wiringpi

# 设置权限
sudo usermod -aG gpio $USER

2. I2C/SPI/UART配置

# 安装工具链
sudo apt install -y i2c-tools spi-tools

# 启用内核模块(树莓派)
sudo raspi-config nonint do_i2c 0
sudo raspi-config nonint do_spi 0
sudo raspi-config nonint do_serial 0

# Python库支持
pip3 install smbus2 spidev pyserial

五、开发工具与框架

1. 物联网开发框架

# Node-RED (可视化IoT开发)
sudo npm install -g --unsafe-perm node-red
node-red &

# Eclipse Kura (企业级IoT网关)
# 从官网下载deb包安装: https://www.eclipse.org/kura/

# Mainflux IoT平台
docker-compose -f docker-compose.yml up -d

2. 调试与监控工具

# 串口调试工具
sudo apt install -y minicom screen

# 网络调试
sudo apt install -y net-tools tcpdump nmap

# 系统监控
sudo apt install -y htop sysstat

六、安全配置

1. 基础安全加固

# 防火墙配置
sudo apt install -y ufw
sudo ufw allow ssh
sudo ufw allow 1883  # MQTT
sudo ufw enable

# 自动安全更新
sudo apt install -y unattended-upgrades
sudo dpkg-reconfigure -plow unattended-upgrades

2. IoT设备特定安全

# 禁用不必要的服务
sudo systemctl disable bluetooth
sudo systemctl disable avahi-daemon

# 设置设备唯一ID
sudo apt install -y uuid-runtime
DEVICE_ID=$(uuidgen)
echo "DEVICE_ID=$DEVICE_ID" | sudo tee -a /etc/environment

七、开发环境优化

1. IDE安装

# VS Code
wget -qO- https://packages.microsoft.com/keys/microsoft.asc | gpg --dearmor > packages.microsoft.gpg
sudo install -o root -g root -m 644 packages.microsoft.gpg /usr/share/keyrings/
sudo sh -c 'echo "deb [arch=amd64 signed-by=/usr/share/keyrings/packages.microsoft.gpg] https://packages.microsoft.com/repos/vscode stable main" > /etc/apt/sources.list.d/vscode.list'
sudo apt update
sudo apt install -y code

2. 远程开发配置

# 安装VS Code远程开发扩展
code --install-extension ms-vscode-remote.vscode-remote-extensionpack

# 配置X11转发(如果需要GUI应用)
sudo apt install -y xauth

八、测试与验证

1. MQTT测试

# 终端1: 订阅主题
mosquitto_sub -h localhost -t "test/topic"

# 终端2: 发布消息
mosquitto_pub -h localhost -t "test/topic" -m "Hello IoT"

2. GPIO测试(树莓派)

# 简单LED闪烁测试
from gpiozero import LED
from time import sleep

led = LED(17)  # 假设LED连接GPIO17

while True:
    led.on()
    sleep(1)
    led.off()
    sleep(1)

九、持续集成与部署

1. 基础CI/CD配置

# 安装Jenkins
wget -q -O - https://pkg.jenkins.io/debian/jenkins.io.key | sudo apt-key add -
sudo sh -c 'echo deb http://pkg.jenkins.io/debian-stable binary/ > /etc/apt/sources.list.d/jenkins.list'
sudo apt update
sudo apt install -y jenkins
sudo systemctl enable jenkins
sudo systemctl start jenkins

通过以上配置，您的Linux系统将具备完整的物联网应用开发能力，支持从设备端到云端的全栈开发需求。根据具体项目需求，可以进一步安装特定SDK或工具链。