[超长] 基于ARM工控和linux操作系统的天文摄影前期控制系统

本帖会是一个很长的贴，虽然内容很多部分跟软件相关，但是总体上来说属于器材方向，所以发在本版

关键词
ARM, Linux, INDI, Kstars, ekos, CCDCiel, skychart, lin_guider, RK3288, RK3399, S905, raspberrypi, 自动化，远程，无人值守


起源和概述
可以说这个事情是这样起源的。最早人们渴望简单易用的导星，市场上便有了SG4和LVI，接着国内某厂也试图搞个类似的东西
这些国外产品又贵又不太好用，所以一直有人试图找到替代的方法，包括我在内。于是后来我了解到了iAstroHub，并参与了iAstroHub的开发
接着ARM平台和linux上的天文软件大发展，又出现了很多的软硬件产品，一直到去年发展到了一个相当成熟的阶段了
于是，从最原始的“一个不需要电脑的导星”欲望不断发展而来，最终我们获得了一个基于ARM+linux的完整、完善的天文摄影前期控制系统。它可以完成几乎所有的常见前期控制，和兼容绝大多数天文器材，并且具有强大的可玩性！

为什么
我搞这个东西的原因有几点
1、源于之前iAH项目的惯性
2、多年不用Windows之后（最后一次正经用的是vista），我更习惯于各种*nix系统，并且家里已经没有win机器了
3、坚持十多年的正版软件习惯
4、我主要是野战和半野战，比较注重紧凑性
5、经过iAH的经验，我现在更加追求用户体验，因此不再打算继续使用简单的web界面了
6、一个比较完整的闭环系统，一套软件解决所有问题，出了问题到一个地方提就可以，省事

所以
1、这套系统不适合初学者/或者电脑水平比较低者/或者英文能力较低者使用，它的整体难度还是较大的
2、不适合Windows依赖症患者
3、适合喜欢捣鼓的人，能够忍受命令行操作的人，有一定钻研能力的人
4、它的根本目的不是省钱，虽然它的造价可能比其他模式便宜点，但是不是必然的，当你在扩展方向上走的很远的话，这有可能是一个吞金兽
5、最好有一定的linux经验

跟其他linux解决方案的区别
1、这套系统是一个“富”界面环境，建议最低终端设备是9寸pad，如果是更小的终端设备，更推荐基于web的解决方案，比如iAstroHub3.0和某厂产品
2、对于设备简单（比如没有电调滤镜轮什么的）的单反纯野战党，我还是更推荐iAstroHub3.0（硬件的话RPi3B就足够了，不需要+）
3、所以它更适合半野战，阳台党和远程台
这里的半野战是指你可以躺在一个暖和的农家乐屋里，舒舒服服的用笔记本电脑遥控院子里的设备

这次我不会出产品，也不会出镜像，因为这种系统非常个性化，硬件选择也非常丰富。现在已经不是必须要某些特殊的电视棒才能使用的年代了
本帖就是一个技术指导和讨论帖，估计主要部分会有14楼，大概需要3-4周完成
本文所有内容基于Friendlyarm NanoPC T4主机和FriendlyDesktop系统，但是并不仅限于这款设备。绝大部分内容都适用于其他SBC甚至是X86主机，适用于所有Debian/Ubuntu家族的操作系统

名词定义
终端：在本文指你用来进行远程访问的设备
器材：特指天文器材
OS：指操作系统
系统：指硬软件及天文器材构成的整体系统
供电：特指直流供电
INDI代理：指仅仅运行INDI服务器而不在本机运行INDI客户端程序的机器
SBC：Single Board Computer，一般特指ARM盒子
eMMC：板载的一种闪存接口，速度快于SD卡低于PCIe总线的闪存

这幅图是一个典型的ekos工作界面


资源链接

https://www.ap-i.net
https://indilib.org
https://indilib.org/forum.html
https://www.armbian.com
http://openastronomy.org/pyastro
http://www.indigo-astronomy.org
https://www.openastroproject.org
https://edu.kde.org/kstars/
https://groups.io/g/skychart
https://www.cloudynights.com/for ... software-computers/
http://wiki.friendlyarm.com/wiki/index.php/Main_Page
http://wiki.t-firefly.com
http://linux-sunxi.org/Main_Page
http://www.rock-chips.com
http://opensource.rock-chips.com/wiki_Devices

QQ讨论群：367368763

软硬件选择和购买指导

基本原则
1、首先确定你的操作模式，主要分为“富”界面模式和INDI代理模式（某厂产品本质上就是个INDI代理）。他们具体的区别在地板楼有详述
2、供电：
我个人强烈抵触超过2.5A的5V供电，因为它如果这样标的规格，那么就是它真的需要2.5A，而一般的标称2.5A电源肯定无法满足。对于我们来说，12V供电怎么都好办，而5V是个比较讨厌的东西。因此我推荐的标准是：任何12V供电，和2A以内的5V供电
3、CPU：
富界面需要至少1.2G4核
INDI代理要求更低，超过1G4核的都可以
虽然大家都是ARM，我个人较推荐Rockchip，因为官方提供的软件支援很好，市场占有率又高，良性循环
4、内存：
根据题图的情况来看（仅仅启动了对焦，尚未启动导星和解析），富界面需要至少2G内存。当然1G也不是不能用，但是会极大的降低用户体验
INDI代理需要至少1G内存，512M的话会很局促，不推荐
5、外存（“硬盘”）：
eMMC是推荐使用的，因为速度快很多
SD卡作为主存储也是可以用的，体验会略差
拍视频的话就必须要高速存储了，比如M.2和mSATA闪存盘
大小的话，8G足够用，16G最好
6、显卡：
完全不需要关心
7、网卡：
似乎目前市面上卖的SBC的无线网卡都支持AP模式，这个情况的确比电视棒时代好多了。你买的时候最好跟店主确认一下，
根据以前使用电视棒的经验，我个人强烈推荐使用外置天线，因此主板上的IPX/IPEX天线接口是很有意义的
8、USB：
这里主要注意的是主板一共提供几个host
一般人难以分辨主板上的那几个USB接口走的同一个host，还是各自有自己的host，所以不太好选择。问店主的话也许他会说实话。正经的产品的规格说明书里会写清楚的
如果多个USB接口走同一个host，那就相当于一个无源USB Hub，会产生器材供电隐患和传输争用隐患
USB3可能会造成器材供电问题，这个在下面会讲，因此除非你拍视频，否则USB3没太大用处
9、其他扩展：
比如GPIO和RS232什么的，取决于你的具体需求了
M.2口/mSTAT口可以用来插高速SSD
mini-PCIe口可以用来插GPS模块和4G模块
10、外壳：
这个不是开玩笑，亚克力外壳基本相当于裸奔，真的会有小虫虫爬进去的
因此一个金属盒子加上外置天线是最佳选择，另外3D打印的外壳也是个好主意
如果你使用金属盒子，那么所有的天线都要外置，包括WIFI，GPS和4G


基于上述10条基本原则，每个人可以根据自己的需求形成一个过滤器，这样就很容易选择硬件了
比如我个人的意见如下：
5V2A或者12V电源，CPU无要求，内存2G，eMMC 16G，外置天线，2个以上的USB host，金属外壳
根据这个过滤器所选择出来的产品是：
华硕thinker board S
Friendlyarm NanoPi K2
Friendlyarm NanoPC T3+
Firefly EC-A3288C
Firefly ROC-RK3328-PC
Pine H64 B
Orange Pi Plus2e
Orange Pi 3
如果是作为INDI代理的话，以上要求中的内存，eMMC都可以降低，这样我们可以看到如下的产品：
Friendlyarm NanoPi R1
Friendlyarm NanoPi NEO Plus2


虽然我个人使用的是NanoPC T4，但是我并不推荐这款产品，因为：
1、硬件性能严重过剩，一大堆跟视频、3D神马相关的提升对于天文毫无用处，花钱买了根本用不到的东西
2、价格较贵
3、体积较大
4、耗电较大
好吧，其实这几条本质上就是一条，有点过了，有点浪费
我选择它仅仅是因为好玩和主板的做工。另外它的两个外置天线的确很霸道，WIFI信号比很多家用路由器都强

如果你实在是喜欢选择基于RK3399的产品的话，那么你甚至可以考虑用它来做前后期一体。4G内存做后期是有些局促，但是后期操作毕竟不像前期对延迟较敏感，忍一下也是可以过的
*注意，RK3399长期满负荷运算，靠被动散热会烧掉的。然而天文前期控制使用的话永远不可能满负荷，后期的话就不好说了

X86的选择
你没看错，是X86。虽然本帖标题说的是ARM，但是X86上运行这套软件系统，无论性能、稳定性还是器材支持度来说都远超ARM！
我一开始就是打算选择一个X86盒子的，但是碰巧在选择之前看到了NanoPC T4
X86的主要问题其实跟NanoPC T4一样，更耗电，更过分
对于远程台用户来说，我强烈推荐你把这套系统搭建在X86上，因为你对能耗和体积不介意
不过我不推荐任何X86小盒子、工控和电视棒。对于远程台用户，我推荐使用二手的联想/Dell小型办公电脑主机，体积大概在20X20cm左右，非常稳定，价格也不贵，最低配的就足够了。一千多点就能搞定，比某美那种华强北货强太多太多了

关于RPi3
就我个人的评价指标而言，这款产品非常尴尬。作为富界面使用来说内存不够，作为INDI代理使用来说CPU过剩（尤其是B+），又没有外置天线和eMMC。总结就是，非常不适合天文用途。也许它在别的领域可以大显身手，但是天文使用来说很是尴尬。
不过由于RPi出现的早，普及的广，所以有很多基于RPi的天文产品，在这里我就不指名了，也不进行讨论


品牌
华硕
这个牌子我就不说什么了
Friendlyarm
http://www.arm9.net
这家厂子属于骑墙在工控和极客中间的状态，历史上的产品也很杂
主板做工精美，像刺绣
OS做的很精致，更新频率高，支持人员回邮件速度在1-2工作日，问题解答的非常完整，wiki做的很用心
外壳做的不够考究，论坛基本没人
Firefly
http://www.t-firefly.com
这家基本上属于瑞芯微的钢铁同盟，似乎跟瑞芯微有什么PY交易，完全木有用别家芯片的产品
整个产品线更加偏向工控，价格较贵
主板做工严谨大气，有点早年Iwill的风格
论坛的人稍微多一些，wiki做的像广告，对极客不是太友好
Orange Pi
http://www.orangepi.cn
产品线极其丰富
社区资源很多，对极客很友好
主板的做工就是标准的华强北水平，多看一眼心里都会难受
软件能力基本没有，全靠社区


黑名单：
1. Friendlyarm NanoPi M4
USB3有一些棘手的问题，这个在下面有细说。该产品仅提供USB3接口，那就不得不列入黑名单了

2. Khadas VIM3
原厂的64bit系统运行Kstars和Skychart崩溃，并且厂家不提供官方的32bit系统

持续添加中...

天文器材：
如果你可以选择的话，一定要选择有INDI驱动的天文器材，比如某厂新出的红色电调
INDI器材支持列表：https://indilib.org/devices.html

天文作业环境的搭建

OS的选择

64位OS有不少的问题，在10楼有详述。因此除非你确定你所有需要的软件和所有器材都可以在64位下稳定工作，否则不要选用64位的OS

第一首选的OS当然是主板原厂提供的OS，比如Friendly的FriendlyDesktop，Firefly的Ubuntu
INDI代理方式也要第一选择原厂提供的OS，比如FriendlyCore
当然了也不是说INDI代理就以一定要用字符界面，仅仅是启动图形界面，做一些管理和设置工作，1G内存也是富富有余的，所以INDI代理的用户也可以直接安装FriendlyDesktop这样的图形OS

第二选择是第三方的armbian https://www.armbian.com
armbian感觉上要更加“低级”一些，需要更多的设置工作。但是社区支持很活跃，内核更新速度非常快

buildroot这种非常硬核的OS就不要选了，除非你是业内人士，甚至有自己的团队，想打造一个非常个性化定制的作业环境
X86用户那就直接使用官方的lubuntu19.04

所有其他的非debian/ubuntu家族的OS都不要选择，因为很多天文软件你根本装不上
无论你选择什么OS，都可以让店家在出货前给你烧好

*注意：所有的SBC都有相同的引导模式。OS内核和/boot分区是烧写在固件里的，根分区（/）是存在于eMMC或者SD卡上的。更换OS，升级OS内核，都需要烧写固件。烧写固件是一个比较繁琐又有一定风险的操作，请谨慎处置！

OS语言

不建议使用中文界面，这有可能会带来些奇怪的问题。并且kstars的机翻中文看着非常蛋疼
另外中文字体也会占有宝贵的存储空间

OS初始设置

想必你拿到SBC之后，第一次开机就是用有线网插到你家的路由器上
那么你需要在路由器的设置界面里找到SBC的ip地址和物理地址，并且设置好静态ip地址跟网卡物理地址的绑定（这个请参考你家路由器的手册），这样你以后每次把SBC连上路由器的ip地址就是固定的了
通过SSH登陆到SBC，SSH客户端推荐putty https://putty.org
用户名：pi
密码：pi
首先将pi用户加入几个必要的组

1. sudo usermod -G dialout,sudo -a pi

复制代码

如果你的pi用户无法运行sudo，或者总是提示你密码的话，那么你就要先用root登陆，同样先运行上一条命令把pi加入到比较的组中去
然后要修改sudoers配置文件

1. nano /etc/sudoers

复制代码

保证有下面的内容存在

1. # Allow members of group sudo to execute any command
   
2. %sudo        ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL

复制代码

之后重新用pi登陆

确定网络连接

1. ping www.163.com

复制代码

之后立刻更新软件仓库

1. sudo apt update
   
2. sudo apt upgrade

复制代码

更新需要一段时，完成之后下载几个重要的基本软件

1. sudo apt install nano wget synaptic gdebi exfat-utils ntfs-3g python3-pip astrometry.net

复制代码

此时如果你是通过键盘鼠标显示器直连访问的SBC的话，那就可以设置WIFI了，否则的话需要先设置VNC
tigervnc的设置方法见楼下


WIFI访问热点的设置，右键点任务栏的网络图标开始，如图，非常的简单



IPv4里面按照你的喜好设置一个静态的地址，注意不要跟你家路由器处于相同的网段。比如你家用的是192.168.1，那么你就用10.0.0或者172.16.1
有些教程会要你去设置hostapd，根本不需要，至少是在FriendlyDesktop里面不需要，我猜基于Ubuntu18.04的OS都不需要
有的时候你设置的SSID会不被广播，那就在客户端机器直接输入SSID和密码登录即可

设置DHCP服务器，有两种软件可用，dnsmasq和isc-dhcp-server
安装dnsmasq

1. sudo apt install dnsmasq

复制代码

dnsmasq的配置文件修改：

1. sudo nano /etc/dnsmasq.conf

复制代码

激活服务

1. sudo systemctl enable dnsmasq

复制代码

重启服务

1. sudo systemctl restart dnsmasq

复制代码

或者
安装isc-dhcp-server

1. sudo apt install isc-dhcp-server

复制代码

修改配置文件

1. sudo nano /etc/dhcp/dhcpd.conf

复制代码

配置文件示例

1. # option definitions common to all supported networks...
   
2. option domain-name "astrot4.org";
   
3. option domain-name-servers 10.0.0.1;

复制代码

下面一段是核心设置

1. # This is a very basic subnet declaration.
   
2. 
   
3. subnet 10.0.0.0 netmask 255.255.255.0 {
   
4.   range 10.0.0.11 10.0.0.200;
   
5.   option routers 10.0.0.1;
   
6. }
   
7. #下面是固定IP示例，包括本行在内可以不用复制
   
8. host MBProZ {
   
9.   hardware ethernet 18:65:90:ce:4d:8b;
   
10.   fixed-address 10.0.0.9;
    
11. }
    
12. 
    
13. host iphone {
    
14.   hardware ethernet 68:FE:F7:7F:6E:AB;
    
15.   fixed-address 10.0.0.7;
    
16. }

复制代码

除此之外不需要修改其他的
激活服务

1. sudo systemctl enable isc-dhcp-server

复制代码

重启服务

1. sudo systemctl restart isc-dhcp-server

复制代码

由于isc-dhcp-server配置非常简单，我推荐后者

这里大家需要注意一下linux系统服务的注册和启停模式

1. sudo systemctl enable
   
2. sudo systemctl start
   
3. sudo systemctl status
   
4. sudo systemctl restart
   
5. sudo systemctl stop

复制代码

好了，现在你重启SBC，实验WIFI连接了

软件的安装方法

Ubuntu的软件主要有两种安装方法，通过源来安装和下载deb包手动安装

A.通过源：
首先需要引入源，indi和phd都是这样安装的
引入了源之后，使用命令行的apt命令或者图形界面的Synaptic应用来安装软件
通过源安装的软件，可以在apt upgrade过程中自动升级

B.通过deb包：
需要用户在网站上手动下载deb包，skychart和ccdciel都是这样安装的
使用命令行的dpkg命令或者图形界面的gdebi应用（安装好了gdebi就可以双击deb文件了）来安装软件
deb包无法自动升级，需要用户手动安装新版本的软件包
deb包的命名法则：一般而言，armhf是32位OS用的，arm64是64位OS用的，下载的时候注意区分版本


文件传输

最简单直接的方法是使用SFTP
客户端软件推荐FileZilla
https://filezilla-project.org

高端的可以玩玩samba和afp，分别对应win和mac的文件共享
samba参考：
https://www.linuxidc.com/Linux/2018-11/155466.htm
afp参考：
https://sparkydogx.github.io/201 ... ntu-server-via-afp/
无论是samba还是afp，要保证avahi的运行

1. sudo systemctl status avahi-daemon

复制代码

天文基础作业环境

安装INDI
https://indilib.org/download/ubuntu.html
按照官方的指导操作就行了
注意INDI分为稳定版和Nightly Builds，如非特殊必要的情况下，应该使用稳定版

安装INDI Web管理器（可选项）

1. pip install indiweb

复制代码

详细的设置方法：
https://github.com/knro/indiwebmanager#auto-start

注意：你只能从以下几个方式中选择唯一一种方式来启动INDI服务
1. 从WebManager里启动
2. 从INDIstarter里启动
3. 在ekos里启动
4. 在命令行界面手工启动

INDIstarter下载链接：
https://sourceforge.net/projects ... /indistarter-1.4.0/
下载后的deb文件用GDebi打开，图形界面里双击即可

解决时间问题

如果你的SBC上没有时钟电池，又没有配GPS设备的话，那么就必须要手动同步时间
我制作了一个简易的web欢迎页，用于时间同步和查询基本信息
index.tar.gz (74.3 KB, 下载次数: 70)

2019-6-15 21:27 上传

点击文件名下载附件

要使用这个欢迎页需要安装php

1. sudo apt install php

复制代码

将www-data用户加入适当的组

1. sudo usermod -G sudo -a www-data

复制代码

激活apache2服务

1. sudo systemctl enable apache2
   
2. sudo systemctl start apache2

复制代码

然后把包里的文件统统拷贝到 /var/www/html 就可以了

1. sudo tar -zxvf index.tar.gz -C /var/www/html

复制代码

然后每次启动后用终端机的浏览器访问SBC，就能自动更新系统时钟了，注意界面显示的时间是UTC时间

几种远程访问模式的区别和选择

基本概念

Xwindow是一种反常识的东西，所以我们首先来明确一下基本概念
Xwindow启动后首先要启动一个负责显示的服务程序，成为X服务器，这个程序是Xorg
Xorg可以在不同的“显示”上实现一个图形界面，这称为DISPLAY。你可以理解为一套硬件的组合。比如Xorg可以在0号DISPLAY上驱动两个显示器，键盘和鼠标，在1号DISPLAY上驱动1个显示器，键盘和触控板。不同的DISPLAY可以用快捷键Ctrl+Alt+F[1-12]来切换，这个术语叫做“终端”。DISPLAY可以是真实存在的一套物理设备，也可以是虚拟的，比如VNC
所有在Xwindow上运行的图形化程序，被称为X客户端，是可以基于网络远程执行的
简单来说，Xorg负责驱动硬件，创造出DISPLAY；X客户端程序在DISPLAY里面显示图像
为了用户体验，Xorg启动了之后会首先运行一套被称为“桌面管理器”的程序，也叫做“桌面环境”，比如有KDE, CDE, Gnome, XFCE, LXDE等。我们在FriendlyDesktop上使用的桌面环境是LXDE，它提供了界面控件的显示风格、主题、背景、桌面图标、任务栏、状态栏和程序菜单
FriendlyDesktop启动之后直接进入到LXDE界面，这是厂家的特殊设置，并非常规现象。一般来说，在你进入桌面之前，先会遇到一个叫做“登陆管理器”的界面，输入/选择你的用户名和密码，才能完成身份验证，之后进入桌面
以上就是Xwindow的基本运作原理

tigervnc设置

多年以来我都习惯于用Xvnc，但是在64位OS上，Xvnc非常的不稳定，所以我换成了tigervnc。本文只介绍tigervnc的使用
tigervnc的安装和设置方式可以参考：http://wiki.friendlyarm.com/wiki ... server_on_NanoPC-T4
但是这个文档的安装方法有错，应该是

1. sudo apt install tigervnc-standalone-server tigervnc-xorg-extension

复制代码

另外在设置上我有一点跟他不同，官方的设置包含了密码，而我们天文使用中根本不需要什么密码，因此我的VNC启动命令那一行是这样写的

1. ExecStart=/usr/bin/vncserver -SecurityTypes None -geometry 1280x800 --I-KNOW-THIS-IS-INSECURE :%i

复制代码

这样就不需要密码了

这样你设置好的tigervnc，实际上是在DISPLAY:1上启动了一个新的虚拟的X服务器，把这个虚拟的显示驳接到网络，以提供VNC访问。这个端口号就是5901
所以你要明白，这种方式是开启了一个虚拟的DISPLAY:1，而不是把你原生的，物理存在的那个DISPLAY:0给用于VNC。当你用VNC客户端连入5901端口号时，SBC上实际上运行了两个DISPLAY，0号和1号，你看到的是1号的情况。也就是说，VNC连接里面看到的界面跟你直接插上显示器看到的那个界面不是一个

把DISPLAY:0也给做成VNC，我觉得没有太大意义，而且会带来一个棘手的问题：
如果没有真实的显示器连接在HDMI接口上，因为不知道分辨率是多少，则不会有一个正常的桌面在DISPLAY:0里显示。不过Friendlyarm在OS内核级别加了一点料，强行指定了HDMI的“默认分辨率”为1920X1080。那么只要你不插真实的HDMI显示器，OS就会以分辨率1920X1080来显示DISPLAY:0，并且不能修改分辨率。
这么高的一个分辨率，在VNC客户端那边会被缩放得很厉害，很多字符都看不清楚了（如果你用27寸以上的显示器那就当我没说）
因此把DISPLAY:0给做成VNC不是个好主意。如果是别的厂产品，没有给内核加料的，DISPLAY:0的分辨率则很有可能是320X240...

如果你无论如何都想把DISPLAY:0给做成VNC的话，这样做：

1. echo "x0vncserver -display :0.0 -SecurityTypes None&" >> ~/.xsessionrc
   
2. chmod +x ~/.xsessionrc

复制代码

VNC客户端
RealVNC Viewer最好，就用它！
https://www.realvnc.com/en/connect/download/viewer/

INDI代理 / 分布式

INDI跟Ascom最大的不同就在于，INDI是原生分布式的。你可以在一台机器上运行INDI的Server，在其他地方运行INDI Client，通过网络实现远程器材操控。你甚至可以将Ascom设备发布成INDI Server，或者将INDI Server上的设备模拟成Ascom设备给Win下的程序使用
wINDI可以将Win上的Ascom设备发布成INDI Server（需要梯子）
http://www.cloudmakers.eu/windi/



INDI代理
如果你在SBC上仅运行INDI服务，而在别的机器上开启INDI客户端，这种模式我们称为INDI代理模式
我想这种方法最适合那种有一台27寸iMac的阳台党大佬，在自己的大屏幕上操作要比看VNC界面舒服多了
市面上的某产品其实就是一个INDI代理
另外一种有用的模式，是在远程台里面操作别人的器材。主控方通过驳接他人SBC上的INDI Server，则可以在自己熟悉的软件界面中驱动别人的器材拍摄。比如你今天出差，想请我代你拍摄。你只需要启动INDI Server，我就可以在我的界面上以我所熟悉的方式来用你的器材拍摄了，而无需登录到你的VNC里

如上一楼所述，你需要首先通过某种方法来启动INDI Server
比较方便的方法是图形界面的INDIstarter和基于web的webmanager


INDIstarter是个非常简单的小程序，首先你根据你的器材点"Add driver"把驱动都添加好，然后点"Start"就启动了服务。你也可以直接在某个驱动上点右键，单独启动某一个器材的驱动

INDI Client 主要是用于设备的调试，设置参数之类。注意当你对参数设置比较满意之后，请找到Configration的Save按钮，以保存设置。之后必须Disconnect所有设备，以释放端口给真正的客户端来使用！


webmanager的使用方法与此雷同，我就不赘述了

在任意一台可以访问到SBC的电脑/手机上，你可以启动支持INDI的客户端软件，输入你SBC的ip地址和端口号（一般都是默认），就可以远程操控了
下图是在ekos中的示例。此处有个INDI Web Manager的钩选项，作用是将器材的配置文件保存到远端而不是本地，这个要根据你的实际需求来决定了


关于手机客户端，基本上都是收费的
INDI客户端列表：
https://indilib.org/about/clients.html

Web客户端

Web模式需要在SBC上启动一个web程序来作为INDI客户端，这造成系统负载要高于仅仅运行INDI Server
目前比较成熟的Web客户端有astrophotoplus和indigo（需要梯子）
另外有个UI比较适合手机使用的mobindi https://github.com/pludov/mobindi

Xwindow远程

这是一种非常怪异的反常识模式，完全基于Xwindow的特性
这种模式的原理是，X服务器在你的终端机上运行；X客户端程序（比如Kstars）在SBC上运行，但是该程序的图形界面显示在你本地的X服务器上
这种模式需要传输的数据量远大于VNC，所以无线连接的朋友就不要选择这种模式了
没有一定linux基础的也不建议使用此模式

INDI客户端软件之 ekos

Ekos概述

Ekos是一个Kstars上的插件，而Kstars就是一个星图软件。所以有的时候我们在语言表述的时候可能会把两者混淆。一般而言我们说Kstars，或者Ekos，指的都是同一个东西——含有Ekos插件的Kstars软件
Ekos能够完成深空摄影的几乎所有前期操作，并且可以脚本化，程序化，全自动的操作。你可以完全不用打开第二个软件，就把所有的活都干了Ekos在启动前需要定制一下配置文件，配置文件的主要内容就是各种器材的选择，这里就不赘述了



启动之后我们可以看到Ekos的首页和几个图标
首页的内容主要就是你当前拍摄任务的状态监测，上面的图标分别对应着：全自动任务，赤道仪，拍摄，对焦，解析，导星
解析和导星下面会有专栏讲述
这里我们首先看一下对焦



Ekos的对焦界面很简单易懂
注意这里面识别星点可以是自动的也可以手动框选
对于有电调的用户来说，设置好参数以后直接点“Auto Focus"就可以了
没有电调的也可以用这个界面来进行辅助对焦，点Framing就可以让相机按照你设定的帧率持续曝光了，同时V曲线也在生成，此时你就可以手动旋转对焦旋钮，到HFR最小的时候停止就可以。我使用羽毛2015，借助这个功能很容易完成手动对焦，1.5秒曝光的HFR可以达到1.5以内（取决于视宁）
对于使用大幅面高像素的相机用户来说，"Sub Frame"这个选项可以启动相机的ROI功能，只进行局部曝光，可以显著提高下载速度



赤道仪页面涵盖一些基本控制功能，并且有一个虚拟手柄
请注意这里的中天反转设置的角度一定要小于赤道仪固件上设置的角度



拍摄界面也是比较容易理解的。注意这里是用于进行自动化不是那么高的拍摄任务的
Upload里面的Client指的是Ekos所在的机器，Local指的是INDI所在的机器。当你使用INDI代理模式的时候就可以直接下载到终端机了
右边的Auto Dark和各种处理效果仅对预览起作用，不会改变原文件



这个页面才是设置全自动任务的地方，可以控制你的所有器材，甚至还有马赛克拍摄的功能
因为我没有远程台，所以对此研究的不多。理论上讲借助于脚本，这里可以实现任何你能想到的控制模式

其他关于Kstars



Kstars的设置中有关于INDI和Ekos的设置，请注意根据你的需求来调整



Kstars有一些有意思的插件，安装的话可能需要梯子

INDI客户端软件之 ap-i.net全家桶

ap-i.net这个网站在我刚开始写这篇帖子的时候还是需要梯子的，谢天谢地，在我撰写本楼的时候已经不需要了
基本上INDI的客户端有两大势力，本家的Ekos和ap-i.net出的一套软件
跟Kstars/EKos不同，ap-i.net全家桶不是提供一个整体的软件，而是把他们拆分，分为单独的星图，单独的拍摄软件和几个小工具
ap-i.net全家桶的软件都需要下载deb包来手动安装和升级

Skychat

下载地址：https://sourceforge.net/projects/skychart/
主页：https://www.ap-i.net/skychart/en/start
这是一个久负盛名的星图软件了，这是我个人最喜欢的星图软件，因为它简单专业，没有花哨的东西
⚠️安装Skychart之前需要先安装一个包：https://sourceforge.net/projects/libpasastro/

注⚠️sourceforge上软件的下载方法（以Skychart举例）：
linux系统的话不要直接点Download按钮
点击Files
点击一个目录，比如1-software
点击下载符合你系统的包，比如skychart_4.2.1-4073_arm64.deb
最后使用dpkg命令或者图形界面双击deb文件来安装



skychart可以连接INDI和ASCOM的赤道仪，并且从赤道仪手柄（如果有）取得位置信息

CCDCiel

下载地址：https://sourceforge.net/projects/ccdciel/
主页：https://www.ap-i.net/ccdciel/en/start
这是ap-i.net去年新推出的一款拍摄软件，目前几乎每一两个月就有新的变化
它同样也支持INDI和ASCOM



CCDCiel跟Skychart一样，本身并不带有INDI服务启动管理器，所以要求你之前已经启动了适合的INDI服务，然后在CCDCiel的Device Setup里面连接到INDI
CCDCiel跟Skychart之间是以网络访问的方式进行联动的，主控方在CCDCiel




CCDCiel本身不具有导星功能，只能使用外部导星，支持PHD2和lin_guider
Platesolving解析需要本地安装有Astrometry.net

其他工具

ap-i.net还开发了两个小工具，indistarter和eqmodgui
https://sourceforge.net/projects/eqmodgui/
https://sourceforge.net/projects/indistarter/



选择

Ekos无疑是大多数人的首选，因为人们都喜欢在一个地方解决所有的事情，并且Ekos的功能也要强大一些
虽然ap-i.net全家桶在使用的时候需要启动4个软件：indistarter, Skychart, CCDCiel, lin_guider
但是它们总体的内存消耗并不高，只有不到1G
这可能是因为Kstars星图本身比较吃资源
另外，lin_guider的Rumen如今活跃在CCDCiel的开发组里，看起来lin_guider不太可能有更新了，有可能将来干脆也做成内置了
在测试/调试设备的时候，直接用CCDCiel来进行拍摄，也是一个很敏捷的方案，从而不必启动庞大的Ekos体系

2019年末对对两者的评价：Ekos较适合于野战，ap-i.net系列可能更适合固定台。CCDCiel的扩展能力目前看来是超过Ekos的。

导星

Ekos内建导星

Ekos的导星模块实际上照抄了lin_guider的代码，所以在算法和设置上跟lin_guider没有任何区别
Ekos导星跟lin_guider的主要不同在于图像的获取方式，lin_guider使用了v4l来“拍摄”图像，而Ekos则通过INDI驱动来获得图像。因此Ekos支持的导星相机很广泛
关于lin_guider的导星原理和各种参数的设置，请看我以前的贴：从理论到实践——lin_guider软件使用详解
http://bbs.imufu.cn/forum.php?mo ... 1176&fromuid=181496


点击拍摄获得一副图片，然后就可以选择星点了，自动选择一般都比较好用，如果万一不理想，手动选一个刚好能够框在框框里的星关于导星基本原理，详见：...（这贴我还在酝酿，预计一月内发布）
这里没有单独的校准按钮，点Guide后就直接开始校准（如果你没校准过的话）
lin_guider参数在右边设置
注意导星相机的gain/offset等值要在INDI控制面板里面设置



注意，点击右下角的Options会有一个关于导星的设置窗口，这个比较隐蔽可千万不要错过了

外部导星

Ekos可以支持lin_guider和PHD2作为外部导星



使用外部导星时，导星界面的某些功能将受到限制
那么，为什么要用外部导星？
如果你就是喜欢PHD而讨厌lin_guider的算法，那么使用外部的PHD听起来有点道理
那么使用外部lin_guider到底是出于什么样的想法呢？
在一种情况下，你将不得不需要外部导星
当使用INDI代理模式的时候，如果你的终端机通过无线网络连接到INDI代理，那么使用Ekos内建导星就不是个好主意了
此时你需要在INDI代理机上运行一个PHD2/lin_guider，这样导星的图像和信号都在本地处理，不会因为网络原因造成影响
在使用外部导星时，Ekos仅仅接受汇总数据，发送Dither指令，对网络要求不高

PHD2 on Linux

虽然PHD2支持驱动INDI相机，但是我非常不建议你采用此种模式，因为之前有报出过一些性能问题
PHD2原则上可以在Linux下直驱ZWO和QHY的相机
直驱摄像头的PHD2才能获得理想的效果


lin_guider

lin_guider可以直接在源里安装

1. sudo apt install lin_guider

复制代码

不过lin_guider需要的firmware会跟INDI冲突，所以你不能按照lin_guider的文档去装那几个包
ZWO的firmware比较简单，直接装好indi-full就有了
QHY的话需要手工拷贝几个文件
如下，你需要在/lib/firmware/ccd/里面有几个以小写作为文件名的hex文件，这几个文件你可以直接用INDI的大写命名文件拷贝而来，或者从QHY官方下载INDI的HEX文件在/lib/firmware/qhy/

解析，建模和极轴

astrometry解析


Ekos支持两种解析引擎，astrometry和Astap关于Astap的安装和使用方法请见楼下，本楼以astrometry为例子来概述解析的使用方法，对Astap也同样适用
使用astrometry必须先把astrometry引擎和数据文件装好
在前面楼层里我们已经涵盖了astrometry引擎的安装
接下来需要自行选择数据文件来安装
astrometry的数据文件是一件很容易招来口水的话题，那么我在此不讨论各种议论，只按照官方公布的视野来安装数据文件
astrometry数据文件在linux不需要单独下载，可以直接使用apt来安装
我们在图形界面的synaptic包管理器里面搜索"astrometry"，就能够看到所有数据文件



我个人选择的是2mass的07-12这几个包



数据文件安装好了之后就可以执行解析了



对于大多数相机来说，2x2甚至4x4可以提高速度，也几乎都一定能够成功解析。参数这里你不懂的话就什么也别动。本机解析选Offline；INDI代理模式选Remote，并且代理端一定要启动一个辅助设备Astrometry。当然了INDI代理模式也可以用本机解析，只是你本机上要装好astrometry和数据文件。至于Online纯粹是玩票性质的存在

建模

Ekos每次解析之后的结果实际上已经进行叠加建模了
如果调整了设备或者极轴，记得清楚之前的建模数据，这个按钮在赤道仪页面里，不在解析页面里



另外Ekos也可以进行比较严肃的建模，这个要点"Mount Module"按钮

极轴校准

Ekos有两种极轴校准工具，我这里只介绍Polar Alignment Assistant
这个工具的原理跟某牌电子极轴镜类似，都是靠对旋转RA轴后拍摄的图片进行解析以确定RA轴心的指向
首先必须把赤道仪置为0位
然后开始执行此工具，它会自动控制RA轴旋转来拍摄图片，自动解析，之后给出RA轴指向和偏差图标注意选好slew速度，默认的64X太慢了！



之后根据其提示，选择一个亮星点击，然后图标会移动到该星上。然后选好曝光时间，点击“refresh"就有实时预览了，此时调节赤道仪，使亮星移动到红色十字标的中心里
本人用此方法轻松把极轴调整到1角分左右，仅需3-5分钟



该算法对一般而言的使用已经具有很高精度。但是如果你需要非常精确的对极轴（EC赤道仪盲跟），那么需要进行几次迭代才能满足精度需求
执行本工具前不需要进行任何校准和建模，但是做了也不会有影响

其他拍摄软件/视频录制

oacapture

支持ARM，尤其是支持ARM64的行星拍摄软件不多
虽然你可能觉得永远不会在SBC上录制视频，但是这个软件你是必须安装的
因为oacapture可以不通过INDI直驱常见的QHY和ZWO的相机，这很重要。当你遇到问题，在INDI驱动和相机硬件本身怀疑不定的时候，通过直驱的oacapture可以直达要害
当然，如果你需要录制视频的话，oacapture也是linux上最稳定的软件了
到这里下载oacapture

⚠️注意，oacapture1.6跟indi1.8.2之后的版本有冲突，解决方法是：

A. 如果你已经装好了indi-full，那么就直接安装oacapture的deb包，通过如下命令来忽略依赖性检查

1. sudo dpkg -i --ignore-depends=libasicamera,libefwfilter oacapture_1.6.0-1_arm64.deb

复制代码

B.如果你已经装好了老版本的indi和oacapture，那么你的indi-full将会无法升级到1.8.2。解决办法是卸载所有跟oacapture有关的包
比如这些

• libasicamera_1.14.0227-0_arm64.deb
• libefwfilter_0.3.1205-3_arm64.deb
• libuvc_0.0.6-2openastro3_arm64.deb
• libtoupcam_1.33.13725-2_arm64.deb
• oacapture_1.6.0-1_arm64.deb
• libaltaircam_1.32.13483-1_arm64.deb
  

然后再升级indi-full，再按照A的方法重装oacapture


C.当你是按照先安装indi，后强行安装了oacapture之后，下次你升级所有软件包 apt upgrade 会有报错，因此需要修改一个配置文件：

1. sudo gedit /var/lib/dpkg/status

复制代码

搜索到oacapture的内容



在Depends这一行最后删除掉 libasicamera,libefwfilter
这样upgrade就不会再报错了

Astap

Astap本来是一个后期处理软件，有很丰富的功能。本来这个软件并不适合安装在前期控制的电脑上。但是从Kstars3.3.7开始，可以利用Astap作为platesolving的解析引擎
下载astap本体：https://sourceforge.net/projects ... es/linux_installer/
下载G17星表：https://sourceforge.net/projects ... les/star_databases/
在使用G17星表的情况下，Astap整体占用空间大小比astrometry（如果安装我上面推荐的数据文件）要小，解析速度略快
由于是很新的功能，Astap跟astrometry的优劣比较还需要一段时间来检验


其他INDI客户端软件

列表详见https://indilib.org/about/clients.html
我个人目前暂无特别推荐

软硬件兼容性及供电问题

64bit问题

虽然64位是未来发展的方向，但是目前在ARM体系上，64位的各种软件仍然非常的不成熟
除了本帖所列出的几个软件以外，其余大量的天文软件在ARM64上不能正常工作
并且有很多器材的驱动不支持ARM64或者运行不稳定，比如SBIG
因此，我建议目前不要使用64位OS

已知不支持ARM64产品/软件列表：
EZCap
ASICap
Firecap

乐观的估计，到2020年中，ARM64将会普及

USB3驱动异常

FriendllyDesktop的USB3内核模块似乎有bug，在某些情形下会造成内存泄露，而导致ZWO的Pro系列相机出现莫名其妙的状况
具体的讨论详见：https://indilib.org/forum/genera ... -figure-it-out.html
目前可以确切的到的结论是：
1. 在FriendlyDesktop系统下，不要使用真USB3设备。你可以通过使用USB2线缆连接到USB3端口而避免USB3内核模块被激活
2. armbian的最新版本内核似乎解决了该问题
3. X86也并不是一定能幸免，取决于你是否碰到了某个有问题的内核版本
4. 以上仅针对于大数量的深空拍摄场景。目前尚未听说使用真USB3设备录制视频有什么问题
5. 在USB3接口上使用无源Hub则一定会导致出现问题

供电

供电是必须严肃对待的事情
SBC供电不足的时候会产生一系列奇怪的问题，不容易排错，所以一定要满足SBC的标称供电需求，最好是独立的供电
SBC由于很小，所以USB接口的输出电流几乎一定都很脆弱，所以尽量避免使用任何的无源USB Hub
ZWO Pro系列相机这种主板从USB接口取电的设备，一定不能通过无源USB Hub连接
290mini这种导星相机，在通过无源USB Hub连接时，也会偶尔有驱动报错
FriendlyARM NanoPC T4 USB输出测试

有意思的硬件扩展

GPS

如果你的主板上没有RTC电池，那么你的SBC在不开机的时候时钟就不走了
解决这个问题有三种方法：
1. 买个电池装上，主板上如果没有放置电池的地方，你就得想法把它粘到外壳上
2. 用我在上面提供的web程序，每次开机要刷一下主页
3. GPS

GPS又分为内置式的，外置式的和网络服务式的
内置GPS需要mini-PCIe接口，和外置天线
USB外置GPS棒，我用的是50元的G72，效果不错，厂家传送门：http://www.sragps.com

linux上GPS本身是0设置，即插即用
插上G72，绿灯闪烁表明找到卫星了，用gpsmon, cgps等命令就可以看到GPS信息


不要使用ntpd或者chronyd这样的软件来同步GPS时间，它们会导致/dev/ttyUSB0端口被占用而使赤道仪无法被驱动
使用时间服务来同步时间需要关闭USB PnP，修改很多配置文件，非常繁琐，这里不建议使用这种方法

使用下面这个python脚本可以同步GPS时间

1. import os
   
2. import sys
   
3. import time
   
4. from gps import *
   
5. 
   
6. print 'Attempting to access GPS time...'
   
7. 
   
8. try:
   
9.     gpsd = gps(mode=WATCH_ENABLE)
   
10. except:
    
11.     print 'No GPS connection present. TIME NOT SET.'
    
12.     sys.exit()
    
13. 
    
14. while True:
    
15.     gpsd.next()
    
16.     if gpsd.utc != None and gpsd.utc != '':
    
17.         gpstime = gpsd.utc[0:4] + gpsd.utc[5:7] + gpsd.utc[8:10] + ' ' + gpsd.utc[11:19]
    
18.         print 'Setting system time to GPS time...'
    
19.         os.system('sudo date -u --set="%s"' % gpstime)
    
20.         print 'System time set.'
    
21.         sys.exit()
    
22.     time.sleep(1)

复制代码

在INDI中添加GPSD作为辅助设备


启动服务之后，就能获取到正确的经纬度和时间


一定要确保Kstars设置里面是GPS更新Kstars！



GPS的时间和定位是一次性获得，所以当你第一次启动了INDI服务之后，就可以把GPS棒拔掉了

GPS NMEA

INDI除了GPSD以外，还有个驱动叫做GPS NMEA
这个东西是通过网络访问，获取远端机器（比如你的手机）上的GPSD服务所提供的信息
这个模式的实用性不高，需要你在手机上装一个GPS服务软件，还需要你的手机设置固定ip地址。这样啰嗦的方法在50元的GPS棒面前毫无优势，所以我就不在这里详述了

软件二次开发

疑难杂症列表

清理垃圾

1. sudo apt-get clean
   
2. sudo apt autoremove

复制代码

以上两个命令能清理掉安装软件包造成的各种垃圾
除此以外理论上你不会产生什么垃圾，一定要注意清理你拍摄的图片，那些文件的个头都很大

更新列表


本层从2020年1月开始列出上述各种软件的重大变化和更新

2020.1.24
Kstars3.3.9重要更新
使用Astap作为解析引擎
自动对焦模块大幅更新
拍摄模块里可以设置gain
FITS预览界面更新
Skychart稳定版发布
Skychart4.2稳定版4.2.1-4037于2019.11发布
indi1.8.2后的主要变化
由于更改了第三方驱动名称，导致跟oacapture不兼容，需要手工处理软件依赖关系


2022.7.1
CCDCiel 0.9.80 正式支持简体中文和内建导星！

顶起来

支持，顶起来

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作为一个从电视棒，电脑棒，树莓派一路折腾过来的吃瓜群众，深知一个人折腾的艰辛。感谢楼主能分享个人的真实体验和经验，可以为后来者提供极大的方便。

真正的大牛！牧夫很久没有这样的技术帖了

顶大佬，正在研究类似的东西~