【EV3与物联网系列教程】08配置Python编程环境

蒙德·究史尼

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这一篇讲的是Python解释器的选择、函数库的选择，和编程环境的搭建方法。


配置Python

解释器的选择
EV3DEV固件里内置了三种Python解释器，分别是python3、python2和micropython。

名称	介绍	启动速度	推荐程度
python3	基于Cpython的标准的Python  3解释器，功能最完整，版本是python3.5.3	慢	推荐
python2	基于Cpython的标准的Python  2解释器，功能完整，但是函数库和语法都比较老，已经过时了，版本是2.7.13	快	已经过时了，不推荐
micropython	针对低性能设备的精简版Python解释器，启动速度最快，但是功能不全	快	仅用于极端追求高速度的特殊用途

python2已经过时了，官方已经停止维护，不推荐使用。
micropython是针对低性能设备的精简版Python解释器，优势是启动速度和运行速度极快。缺点是函数库不全，而且网上的许多Python教程、案例用到的常见函数库都和它不兼容，所以不推荐作为主力，可以留作备用。可用于追求高启动速度的场合。
python3功能最全面，网上的教程、案例也很多。缺点是启动速度较慢，我在我的EV3上测试，解释器启动大约需要4秒。
考虑到国内的各种Python编程考试、比赛等多采用Python 3.5作为标准，而且EV3DEV固件默认安装的python3解释器版本恰好是3.5.3，python3无疑是EV3DEV上最合适的Python解释器。


函数库的选择
要想用Python控制EV3的电机和各种传感器的话，就需要用到操作EV3的Python函数库。
由于EV3DEV固件是由社区发起的，所以有许多人为它开发了三种不同的函数库。它们的功能大同小异，都是用Python来控制EV3的传感器和电机。但是用法略有不同，支持的Python解释器也不同。
“ev3dev.ev3”已经停止更新了，不考虑。
“pybricks”尽管有乐高官方支持和维护，但是由于必须使用特殊修改版的micropython解释器才能运行，不支持标准python3解释器，所以不考虑。
“ev3dev2” （也叫ev3dev-lang-python）既支持标准版的python3解释器，又支持micropython解释器（大部分功能都兼容，除了屏幕画图功能无法使用以外），所以本教程会使用ev3dev2函数库来控制EV3的传感器和电机。

函数库名称	来源	官网	是否支持python3解释器	是否支持micropython解释器	备注
ev3dev.ev3	社区	https://sites.google.com/site/ev3python/learn_ev3_python	是	否	ev3dev固件
ev3dev2（也叫ev3dev-lang-python）	社区（作者说它是ev3dev.ev3的升级版）	https://github.com/ev3dev/ev3dev-lang-python	是	是	ev3dev固件
pybricks	官方	https://pybricks.com/ev3-micropython/	否	是	需要特殊修改版的micropython解释器，名为pybricks-micropython

搭建编程环境
Python编程语言可用的IDE（集成开发环境，可以理解为编程软件）非常多。
乐高官方推荐使用的IDE是VS Code。VS Code功能强大，界面美观。但是，VS Code需要先安装插件才能跟EV3配合使用，配置过程较为麻烦。而且，由于VS Code自由度太高，上课时有学生偷偷地给VS Code安装玩小游戏的插件，破坏上课秩序，故不推荐。
我推荐使用的IDE是Thonny。Thonny是免费、开源、跨平台的PythonIDE，操作简单，对新手很友好，而且支持通过串口或网络远程SSH连接其它设备（例如电脑、树莓派、安卓手机、microbit、ESP32、SPIKEPRIME等）进行编程。
Thonny的官网是https://thonny.org/，可以直接从它的官网下载。如果下载太慢的话，就从国内的第三方软件下载网站下载。
华军软件园：https://www.onlinedown.net/soft/10003029.htm
多特软件站：https://www.duote.com/soft/907839.html
下载后安装即可。在电脑上安装好以后启动Thonny。点击 运行>选择解释器。

在弹出的窗口中点击下拉菜单，在下拉菜单中选择“Remote Python 3 (SSH)”。

填写EV3的IP地址和用户名，然后点击右下角的“确认”按钮。EV3的IP地址在EV3的黑白液晶屏幕左上角有显示，用户名就是默认的“robot”。

此时，会弹出输入密码的窗口。EV3DEV固件的默认账户“robot”的默认密码是“maker”，输入maker，如果想要以后让Thonny自动输入密码的话，就勾选“Savepassword”，然后点击确认按钮。

等待数秒后，Thonny界面下方的交互式终端已经出现“Python 3.5.3”的字样，说明连接成功了。

点击 视图>文件。

屏幕左边会出现文件浏览窗口，左上角的是本机的文件，左下角的是EV3的用户目录（/home/robot）的文件。

至此，Python编程环境已经搭建完成。

蒙德·究史尼

补充：电脑和EV3必须连接到同一个Wifi下！否则连不上。