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Installation_DE.md

File metadata and controls

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Installation

Die nachfolgenden Kapitel sollten in der angegebenen Reihenfolge umgesetzt werden.

Betriebssystem

Allgemeine Hinweise

Das Betriebssystem für den Raspberry ist Linux. Die Interaktion mit Linux erfolgt dabei über die sogenannte Shell (vergleichbar der DOS-Box bzw. cmd.exe unter Windows). Eine deutschsprachige Einführung dazu findet sich hier. In der Dokumentation zum Smart Appliance Enabler finden sich immer wieder Shell-Befehle und die dazu korrespondieren Ausgaben. Zur besseren Lesbarkeit bietet Github ein Farbschema an, das verschiedene Farben für die einzelnen Elemente verwendet:

  • violett: Eingabeaufforderung bzw. Prompt (endet mit dem $-Zeichen)
  • schwarz: einzugebender Befehl (Dollar-Zeichen und Leerzeichen zu Beginn gehören nicht dazu!)
  • blau: Ausgabe bzw. Antwort auf den eingegebenen Befehl

Die genannten Elemente finden sich alle in dem nachfolgenden Beispiel:

pi@raspi:~ $ uname -a
Linux raspi3 4.19.75-v7+ #1270 SMP Tue Sep 24 18:45:11 BST 2019 armv7l GNU/Linux

Raspbian

Für den Raspberry Pi existieren verschiedene, darauf zugeschnittene Linux-Distributionen, wobei Raspbian vermutlich die geläufigste ist und hier verwendet werden soll.

Beim Raspbian-Image ist die Lite-Version ausreichend, sodass man eine 4GB-SD-Karte verwenden kann.

Für Smart Appliancer Enabler bis einschliesslich Version 1.4 gilt: Es muss Rasbian Stretch verwendet werden (Raspbian Buster oder neuer ist nicht geeignet!!!). Download: https://downloads.raspberrypi.org/raspbian_lite/images/raspbian_lite-2019-04-09/

Für Smart Appliancer Enabler ab Version 1.5 gilt: Es ist mindestens Raspbian Buster erforderlich.

Mit dem nachfolgenden Befehl kann man unter Linux ein Image auf eine SD-Karte schreiben:

axel@p51:/tmp$ sudo dd bs=4M if=2019-09-26-raspbian-buster-lite.img of=/dev/mmcblk0 status=progress oflag=sync
[sudo] password for axel: 
2248146944 bytes (2.2 GB, 2.1 GiB) copied, 280 s, 8.0 MB/s 
536+0 records in
536+0 records out
2248146944 bytes (2.2 GB, 2.1 GiB) copied, 280.242 s, 8.0 MB/s

Das Vergrößerung des Root-Filesystems kann später noch erfolgen.

Sollte der Raspberry mit der SD-Karte nicht starten, kann es durchaus an der SD-Karte selbst liegen. In diesem Fall einfach einen anderen SD-Karten-Typ verwenden (gute Erfahrungen habe ich mit SanDisk gemacht). Einen erfolgreichen Start erkennt man leicht daran, dass die grüne LED flackert/leuchtet (= Zugriff auf die SD-Karte).

SSH-Client

Die Interaktion mit dem Raspberry Pi erfolt über SSH (Secure Shell), d.h. über ein Fenster vergleichbar der Windows-Eingabeaufforderung. Während bei Linux ein SSH-Client zur Standardausrüstung gehört muss dieser unter Windows separat installiert werden. Eine Anleitung dafür findet sich im Artikel SSH using Windows.

SSH-Zugriff

Auf neueren Images ist SSH aus Sicherheitsgründen standardmäßig deaktiviert. Zum Aktivieren gibt es verschiedene Möglichkeiten (siehe https://linuxundich.de/raspberry-pi/ssh-auf-dem-raspberry-pi-aktivieren-jetzt-unter-raspian-noetig oder https://kofler.info/geaenderte-ssh-server-konfiguration-von-raspbian), wobei ich den nachfolgend beschriebenen Weg bevorzuge (geht mit diesen Befehlen so nur unter Linux):

  1. Mounten der Boot-Partition der SD-Karte
axel@tpw520:~$ sudo mount /dev/mmcblk0p1 /mnt
  1. Erzeugen einer leeren Datei mit dem Namen ssh:
axel@tpw520:~$ sudo touch /mnt/ssh
  1. Unmounten der gemounteten Partition der SD-Karte
axel@tpw520:~$ sudo umount /mnt

Nachdem der Raspberry Pi mit der so modifizierten SD-Karte gebootet wurde, sollte der Zugriff mit SSH möglich sein. Dabei nicht vergessen, den Raspberry Pi über ein Ethernet-Kabel mit dem Router zu verbinden! Für den zugriff benötigt man natürllich die IP-Adresse oder den Hostnamen, der dem Raspberry Pi vom Router zugewiesen wurde (in meinem Beispiel ist das raspi)

axel@p51:~$ ssh pi@raspi
pi@raspi's password: 
Linux raspberrypi 4.19.75-v7+ #1270 SMP Tue Sep 24 18:45:11 BST 2019 armv7l

The programs included with the Debian GNU/Linux system are free software;
the exact distribution terms for each program are described in the
individual files in /usr/share/doc/*/copyright.

Debian GNU/Linux comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent
permitted by applicable law.

SSH is enabled and the default password for the 'pi' user has not been changed.
This is a security risk - please login as the 'pi' user and type 'passwd' to set a new password.

pi@raspberrypi:~ $

Root-Filesystem vergrößern

Die Raspbian-Images werde in der Regel für SD-Karten mit einer Größe von 2 GB erstellt. Wenn die verwendete SD-Karte größer ist, bleibt der darüber hinausgehene Speicherplatz unbenutzt. Raspbian enthält jedoch das Utility raspi-config, mit dem man ganz einfach das Root-Filesystem so vergrößern kann, dass die gesamte SD-Karte genutzt wird (hier wurde eine 16 GB SD-Karte verwendet):

pi@raspberrypi:~ $ sudo raspi-config --expand-rootfs

Welcome to fdisk (util-linux 2.33.1).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.


Command (m for help): Disk /dev/mmcblk0: 14.7 GiB, 15719727104 bytes, 30702592 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x6c586e13

Device         Boot  Start      End  Sectors  Size Id Type
/dev/mmcblk0p1        8192   532479   524288  256M  c W95 FAT32 (LBA)
/dev/mmcblk0p2      532480 30702591 30170112 14.4G 83 Linux

Command (m for help): Partition number (1,2, default 2): 
Partition 2 has been deleted.

Command (m for help): Partition type
   p   primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
   e   extended (container for logical partitions)
Select (default p): Partition number (2-4, default 2): First sector (2048-30702591, default 2048): Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (532480-30702591, default 30702591): 
Created a new partition 2 of type 'Linux' and of size 14.4 GiB.
Partition #2 contains a ext4 signature.

Command (m for help): 
Disk /dev/mmcblk0: 14.7 GiB, 15719727104 bytes, 30702592 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x6c586e13

Device         Boot  Start      End  Sectors  Size Id Type
/dev/mmcblk0p1        8192   532479   524288  256M  c W95 FAT32 (LBA)
/dev/mmcblk0p2      532480 30702591 30170112 14.4G 83 Linux

Command (m for help): The partition table has been altered.
Syncing disks.

Please reboot

Pakete aktualisieren

Nach der Installation von Raspbian empfiehlt es sich, die Paket-Informationen zu aktualisieren:

pi@raspi ~ $ sudo apt update
Hit:1 http://raspbian.raspberrypi.org/raspbian buster InRelease
Hit:2 http://archive.raspberrypi.org/debian buster InRelease
Reading package lists... Done
Building dependency tree       
Reading state information... Done
64 packages can be upgraded. Run 'apt list --upgradable' to see them.

Danach sollte man die installierten Pakete aktualisieren:

pi@raspi:~ $ sudo apt upgrade
Reading package lists... Done
Building dependency tree       
Reading state information... Done
Calculating upgrade... Done
The following NEW packages will be installed:
  busybox initramfs-tools initramfs-tools-core klibc-utils libklibc linux-base pigz
The following packages will be upgraded:
  base-files cron dhcpcd5 distro-info-data e2fsprogs file firmware-atheros firmware-brcm80211 firmware-libertas firmware-misc-nonfree firmware-realtek freetype2-doc libcom-err2 libext2fs2 libfreetype6
  libfreetype6-dev libfribidi0 libglib2.0-0 libglib2.0-data libmagic-mgc libmagic1 libncurses6 libncursesw5 libncursesw6 libpam-systemd libpython2.7-minimal libpython2.7-stdlib libraspberrypi-bin
  libraspberrypi-dev libraspberrypi-doc libraspberrypi0 libsasl2-2 libsasl2-modules-db libss2 libssl1.1 libsystemd0 libtinfo5 libtinfo6 libudev1 libxml2 libxmuu1 ncurses-base ncurses-bin ncurses-term
  openssh-client openssh-server openssh-sftp-server openssl pi-bluetooth python2.7 python2.7-minimal raspberrypi-bootloader raspberrypi-kernel raspberrypi-sys-mods raspi-config rpcbind rpi-eeprom
  rpi-eeprom-images ssh sudo systemd systemd-sysv udev wpasupplicant
64 upgraded, 7 newly installed, 0 to remove and 0 not upgraded.
Need to get 150 MB of archives.
After this operation, 4214 kB of additional disk space will be used.
Do you want to continue? [Y/n] 
Get:1 http://archive.raspberrypi.org/debian buster/main armhf dhcpcd5 armhf 1:8.1.2-1+rpt1 [146 kB]
Get:3 http://archive.raspberrypi.org/debian buster/main armhf firmware-atheros all 1:20190114-1+rpt4 [3887 kB]
...

WLAN einrichten (nicht verfügbar bei Raspberry Pi 2)

Soll der Raspberry Pi über WLAN statt über Ethernet angebunden werden, müssen SSID und Passwort in die Datei /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf eingetragen werden. Eine genaue Beschreibung findet sich in Setting WiFi up via the command line.

Hostnamen ändern

Unabhängig von dem Hostnamen, über den der Raspberry im lokalen Netzwerk erreicht werden kann, ist sein Hostname standardmäßig raspberry (auch sichtbar am Prompt: pi@raspberrypi:~ $). Vor allem, wenn man mehrere Raspberries im Netz hat, will man auch am Prompt sehen, auf welchem Raspberry man gerade die Befehle eingibt.

Zum Ändern des Hostnames kann das Tool raspi-config verwendet werden, wobei der Menüpunkt Network Options und dann der Menüpunkt Hostname gewählt werden muss:

pi@raspberrypi:~ $ sudo raspi-config

Wenn der Hostname so geändert wird, propagiert der Raspberry Pi seinen Namen auch, was zu Problemen führen kann, wenn bereits ein Raspberry Pi mit gleichem Namen läuft. In diesem Fall sollte der Hostname erst dann geändert werden, wenn der neue Raspberry Pi den bisherigen ersetzen soll.

Zeitzone einstellen

Damit Zeitangaben zum Schalten der Geräte richtig interpretiert werden, sollte die Zeitzone des Raspberry auf die lokale Zeit gesetzt sein (nicht UTC!). Das kann mit folgendende Befehlen erreicht werden:

pi@raspberrypi ~ $ sudo /bin/bash -c "echo 'Europe/Berlin' > /etc/timezone"
pi@raspberrypi ~ $ sudo cp /usr/share/zoneinfo/Europe/Berlin /etc/localtime

Java installieren

Smart Appliancer Enabler bis einschliesslich Version 1.4

Die Installation des vom Smart Appliance Enabler benötigten Java 8 erfolgt ganz einfach mit

pi@raspberrypi ~ $ sudo apt install oracle-java8-jdk

Die erfolgreiche Installation läßt sich mit folgendem Befehl überprüfen:

pi@raspberrypi:~ $ java -version
java version "1.8.0_65"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_65-b17)
Java HotSpot(TM) Client VM (build 25.65-b01, mixed mode)

Smart Appliancer Enabler ab Version 1.5

pi@raspberrypi:~ $ sudo apt install openjdk-11-jre-headless

Die erfolgreiche Installation läßt sich mit folgendem Befehl überprüfen:

pi@raspberrypi:~ $ java -version
openjdk version "11.0.5" 2019-10-15
OpenJDK Runtime Environment (build 11.0.5+10-post-Raspbian-1deb10u1)
OpenJDK Server VM (build 11.0.5+10-post-Raspbian-1deb10u1, mixed mode)

Wiring-Pi installieren

Falls der Smart Appliance Enabler auf die GPIO-Anschlüsse des Raspberry Pi zugreifen soll, muss die Biliothek Wiring Pi installiert sein. Das lässt sich mit folgendem Befehl erreichen:

pi@raspberrypi ~ $ sudo apt install wiringpi

Smart Appliance Enabler

Erstinstallation

Start-Script und Konfigurationsdateien

Zunächst werden User und Gruppe angelegt, die beim Starten des Smart Appliance Enabler verwendet werden und denen bestimmte Dateien/Verzeichnisse gehören. Danach werden Start-Script und zugehörige Konfigurationsdateien heruntergeladen und gleich die Berechtigungen für diese Dateien gesetzt.

pi@raspberrypi ~ $ sudo mkdir /opt/sae
pi@raspberrypi ~ $ sudo groupadd sae
pi@raspberrypi ~ $ sudo useradd -d /opt/sae -c "SmartApplianceEnabler" -g sae -M sae -s /bin/bash
pi@raspberrypi ~ $ sudo usermod -a -G gpio,sudo sae
pi@raspberrypi ~ $ sudo passwd sae
pi@raspberrypi ~ $ sudo cp /home/pi/.profile /opt/sae
pi@raspberrypi ~ $ sudo cp /home/pi/.bashrc /opt/sae

pi@raspberrypi ~ $ sudo wget https://github.com/camueller/SmartApplianceEnabler/raw/master/run/smartapplianceenabler -P /opt/sae
pi@raspberrypi ~ $ sudo chmod 755 /opt/sae/smartapplianceenabler

pi@raspberrypi ~ $ sudo wget https://github.com/camueller/SmartApplianceEnabler/raw/master/run/lib/systemd/system/smartapplianceenabler.service -P /lib/systemd/system
pi@raspberrypi ~ $ sudo chown root.root /lib/systemd/system/smartapplianceenabler.service
pi@raspberrypi ~ $ sudo chmod 755 /lib/systemd/system/smartapplianceenabler.service

pi@raspberrypi ~ $ sudo wget https://github.com/camueller/SmartApplianceEnabler/raw/master/run/etc/default/smartapplianceenabler -P /etc/default
pi@raspberrypi ~ $ sudo chown root.root /etc/default/smartapplianceenabler
pi@raspberrypi ~ $ sudo chmod 644 /etc/default/smartapplianceenabler

pi@raspberrypi ~ $ sudo wget https://github.com/camueller/SmartApplianceEnabler/raw/master/run/logback-spring.xml -P /opt/sae
pi@raspberrypi ~ $ sudo chmod 644 /opt/sae/logback-spring.xml

pi@raspberrypi ~ $ sudo chown -R sae:sae /opt/sae

Der Smart Appliance Enabler wird normalerweise als Service des Systemd verwaltet. Dazu dient die Datei /lib/systemd/system/smartapplianceenabler.service.

Die Datei /opt/sae/smartapplianceenabler ist das eigentliche Start-Script für den Smart Appliance Enabler. Man kann es zwar direkt aufrufen, aber eigentlich sollte es nur vom Systemd verwendet werden.

In der Datei /etc/default/smartapplianceenabler finden sich die Konfigurationseinstellungen für den Smart Appliance Enabler. Die darin befindlichen Parameter (z.B. Netzwerk-Adresse, Port, Java-Einstellungen, ...) sind in der Datei selbst dokumentiert. Normalerweise sollte man die Datei unverändert lassen können.

Die Konfiguration des Loggings erfolgt in der Datei /opt/sae/logback-spring.xml.

Damit der Smart Appliance Enabler beim Systemstart ebenfalls gestartet wird (via Systemd), muss folgender Befehl ausgeführt werden:

pi@raspberrypi ~ $ sudo systemctl enable smartapplianceenabler.service
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/smartapplianceenabler.service → /lib/systemd/system/smartapplianceenabler.service.

Nach diesen Änderungen muss der Systemd dazu gebracht werden, die Service-Konfigurationen neu zu lesen:

pi@raspberrypi ~ $ sudo systemctl daemon-reload

Die erfolgreiche Registrierung des Dienstes smartapplianceenabler kann wie folgt überprüft werden:

pi@raspberrypi ~ $ systemctl list-units|grep smartapplianceenabler
smartapplianceenabler.service                                                                loaded failed failed    Smart Appliance Enabler

Falls die zweite Zeile nicht angezeigt wird, sollte der Raspberry neu gestartet werden.

Programm-Download

Der eigentliche Programmcode befindet sich in der Datei SmartApplianceEnabler-X.Y.Z.war, die ebenfalls heruntergeladen werden muss. X.Y.Z steht dabei für die aktuelle Versionsnummer (z.B. 1.3.50), die hinter dem Download-Button angezeigt wird. Entsprechend dieser Hinweise muss die Version im nachfolgenden Befehl angepasst werden an 2 Stellen (v1.3.501 und SmartApplianceEnabler-1.3.50.war):

pi@raspberrypi ~ $ sudo wget https://github.com/camueller/SmartApplianceEnabler/releases/download/1.4.19/SmartApplianceEnabler-1.4.19.war -P /opt/sae
pi@raspberrypi ~ $ sudo chown -R sae:sae /opt/sae

Nach dem Download sollte geprüft werden, dass die heruntergeladene Programm-Datei mindestens 20 MB gross ist - andernfalls wurde möglicherweise eine inkorrekte URL verwendet:

pi@raspberrypi ~ $ ls -al /opt/sae/*.war
-rw-r--r-- 1 sae sae 23040544 Oct 20 08:49 /opt/sae/SmartApplianceEnabler-1.4.15.war

Start

Jetzt sollte man den Smart Appliance Enabler starten können:

pi@raspberrypi:~ $ sudo systemctl start smartapplianceenabler.service

Je nach Raspberry Pi-Model dauert der Start bis zu 60 Sekunden. Weil bei diesem Befehl keine Ausgaben auf der Konsole erfolgen, sollte überprüft werden, ob der Smart Appliance Enabler tatsächlich läuft. Auf dieser Seite finden sich auch Hinweise, falls es Probleme gibt.

Wenn der Smart Appliance Enabler läuft, muss als Nächstes die Konfiguration vorgenommen werden.

Stop

Das Stoppen des Smart Appliance Enabler erfolgt so:

pi@raspberrypi:~ $ sudo systemctl stop smartapplianceenabler.service

Update

Das Update einer vorhandenen Version besteht darin, zunächst das alte Programm zu löschen:

pi@raspberrypi ~ $ rm /opt/sae/*.war

Jetzt kann die gewünschte Version des Programms heruntergeladen werden, wie im Erstinstallations-Kapitel Programm-Download beschrieben. Falls das Format der Konfigurationsdatei Appliances.xml in der neuen Programmversion nicht mehr kompatibel zur alten Version ist oder man sich diesbezüglich unsicher ist, müssen die alten Konfigurationsdateien gelöscht werden:

pi@raspberrypi ~ $ rm /opt/sae/Appliances.xml
pi@raspberrypi ~ $ rm /opt/sae/Device2EM.xml

Nach dem Löschen dieser beiden Datei muss die Konfiguration neu erstellt werden, wie im Kapitel Konfiguration beschrieben.