Как на Raspberry Pi установить Windows 10

Raspberry Pi — многофункциональная платформа, способная стать основой для разнообразных проектов. Обычно программной базой для решений на RPi выбирают ОС семейства Linux или Android, но в некоторых случаях целесообразно использовать Windows. Для запуска Windows на Raspberry Pi существует специальная сборка операционной системы — Windows 10 IoT Core.

Что такое Windows 10 IoT

Если встает вопрос установки Виндовс на «малинку», выбор невелик. Win XP или 7 адаптированы под архитектуры процессоров ×86-64 и ×86, а микрокомпьютер работает под управлением CPU с архитектурой ARM. Конечно, существуют проекты запуска XP через эмулятор на Raspbian, но такие решения ничего толкового не принесут. Windows на Raspberry в данном варианте будет разделять аппаратные ресурсы с основной ОС и работать весьма медленно. Поэтому подобное имеет смысл лишь в экспериментальных целях.

Среди релизов Windows 10 компания Microsoft предлагает ветку Embedded для встраиваемых систем. Среди ее представителей есть и Windows IoT Core — ОС для устройств «умных домов» и «интернета вещей». Она способна работать на оборудовании с процессорами ARM, включая Raspberry.

Windows 10 IoT Core сильно отличается от привычной десктопной версии системы, хотя в ее основе лежит все то же ядро NT. Важно учитывать, что существуют два варианта поставки:

Первая представляет полноценную Windows Enterprise для корпоративного сектора. Ее используют в разнообразных встраиваемых устройствах. Вторая — более «легковесная», поддерживает ARM-архитектуру и не совместима с обычными Win-приложениями и оборудованием. Также она лишена графической оболочки и обладает рядом других ограничений. Главные среди них – возможность запускать лишь приложения UWP (Universal Windows Platform). При этом на единицу времени может работать только одно основное (foreground) приложение и несколько фоновых.

Кроме того, Enterprise существует в платном варианте, а Core можно загружать и использовать бесплатно. В рамках данной статьи рассматривается именно она.

«Малина» под управлением Win-систем часто встречается в промышленных контроллерах, кассовых аппаратах и прочих устройствах.

Загрузка и установка

Процесс развертывания ОС от Microsoft на Raspberry Pi 3 несколько отличается от такового у «родного» Raspbian или Андроид. Для установки понадобится:

• сам компьютер Raspberry. Для примера используем Raspberry Pi 3 b +;
• карта памяти;
• ПК с подключением к интернету;
• установленный на нем пакет Microsoft Visual Studio от 15 версии и выше;
• программное обеспечение IoT Dashboard и IoT Remote Client.

Клиент бесплатно предлагается в магазине приложений Windows. Он нужен, если RPi будет управляться по сети без монитора и клавиатуры с мышью.

Когда все скачано и установлено, приступаем к развертыванию образа на Raspberry Pi 3. Процесс состоит из нескольких шагов.

Запуск дашборда. Открывается интерфейс программы, где следует перейти на вкладку «Set up a new device» (или «Настройка нового устройства» в русскоязычном варианте):Здесь выбирается аппаратное обеспечение, билд Windows для Raspberry Pi 3, задается имя узла и пароль администратора.

Важно: если необходимо включить на «малинке» работу через Wi-Fi, на ПК с запущенным дашбордом также должно быть активно беспроводное подключение. Программа автоматически внесет нужные настройки в разворачиваемый образ. На скриншоте выше подключение к Wi-Fi отсутствует, о чем утилита и сообщает. При его наличии окно будет выглядеть примерно следующим образом:

Если подключен дисплей, на нем отобразится основной экран приложения с информацией о компьютере.

Взаимодействие с Windows на Raspberry Pi 3

Управлять свежеустановленной на Raspberry Pi Windows 10 можно посредством дисплея и клавиатуры/мышки. Также по сетевому адресу или имени узла компьютера (которое было задано на этапе развертывания) доступен веб-интерфейс — Web Manager.

Следующий способ управления Windows на Raspberry — клиент удаленного доступа. Его интерфейс прост: необходимо ввести ip-адрес «малинки» или выбрать устройство в списке обнаруженных.

ПО Dashboard позволяет подключаться к компьютеру посредством удаленного PowerShell:

Для этого может понадобиться разрешить компьютеру удаленное подключение. Это делается следующей командой локального PowerShell:

Set-Item WSMan:\localhost\Client\TrustedHosts -Value «сетевое_имя_RPI или ip-адрес»

Далее можно подключаться через Dashboard. Если все сделано верно, откроется окно PS:

Оболочка также может потребовать ввода пароля администратора.

Из Dashboard доступен функционал просмотра сетевых папок, например, содержимого диска C через стандартный административный общий ресурс c$:

Зачем это нужно

IoT Core — система высокоспециализированная и в качестве замены обычной десктопной Windows работать не будет. Ее основное предназначение лежит в сфере проектов для «умных домов», и различных контроллеров, будет она интересна инженерам, разработчикам и просто энтузиастам IT. И в этой роли ОС в связке с недорогим одноплатником Pi 3 становится отличным тандемом.

Добавляет привлекательности и то, что пакет Visual Studio в последних версиях изначально поддерживает разработку под IoT Core — для этого в шаблонах проектов присутствует Windows IoT Core Background Application с возможностью загрузки готового приложения непосредственно на удаленный ПК.

Кроме того, система бесплатна.

Видео по теме

Windows 10 IoT Core Dashboard

Windows 10 IoT Core Dashboard is the best way to download, set up and connect your Windows 10 IoT Core devices, all from your PC.

If you’re finding that you’re getting a white screen when opening the IoT Dashboard after downloading, it may be due to a driver issue. To overcome this issue, you’ll need to download the zip format of the Intel Graphics Driver and install the driver manually.

Set up a new device

Dashboard cannot be used used to setup the Raspberry Pi 3B+. If you have a 3B+ device, you must use the 3B+ technical preview. Please view the known limitations of the technical preview to determine if this is suitable for your development.

There is currently a known issue where the OS goes through the partitions on the SD card and prompts a ‘Format ..’ message for a specific data partition that does not contain any file system. Please dismiss this prompt by pressing cancel. While we work on a solution, we recommend that if you click on ‘Format now,’ you reflash the SD card with the FFU image again as the format action impacts the update process and the device will fail to update.

The IoT Dashboard makes it easy to set up a new device. For detailed instructions on how to get started, see the Get Started page.

SD card

The type, make, and model of the SD card greatly affects both the performance and the quality of IoT Core. A slow card can take up to five times longer to boot than our recommended cards. An older, less reliable SD card may not even work. If you continue to run into problems installing, consider replacing the SD card.

Device Name

The default device name is minwinpc. We recommend changing it to something unique as this makes it easier to find the device on the network. The device name can be at most 15 characters long and can include letters, numbers, and the following symbols: @ # $ % ^ & ‘ ) ( . — _

If you change the device name in IoT Dashboard when setting up your device, an automatic reboot will happen the first time when you power on the device.

Password

Password is a mandatory field and must be set. Setting a password in IoT Dashboard modifies the password for Administrator user, which by default is «p@ssw0rd».

Wi-Fi Network connection

IoT Dashboard shows all available networks that your PC has previously connected to. If you don’t see the desired Wi-Fi network on the list, ensure you’re connected to it on your PC. If you uncheck the box, you must connect an Ethernet cable to your board after flashing.

First boot

The first boot will always take longer than all subsequent boots. The operating system will take some time to install and connect to your network. Boot time can vary greatly based on your SD card. For example, a Raspberry Pi 3 running on our recommended SD card takes 3-4 minutes for first boot. On the same Pi with a poor quality SD card, we have seen boot times longer than 15 minutes.

Connecting to the internet

Having your IoT Core device connect to the internet is essential. Many of the newer boards come with built-in Wi-Fi adapters. If you have trouble getting connected to your network, try the following:

• Rebooting the device
• Plugging in an Ethernet cable
• Plugging in a monitor to the device. This will show you diagnostic information about your device

The official Raspberry Pi 2 Wi-Fi adapter can be unstable when connecting to Wi-Fi.

My Devices

After your device is connected to the internet, the IoT Dashboard will automatically detect your device. To find your device, go to My Devices. If your device is not listed, try rebooting the device. Make sure that if there are more than one device on the network, they each have a unique name. Also make sure that your windows10iotcoredashboard.exe is allowed to communicate through Windows Firewall by following the steps below:

1. Open Network and Sharing Center and then find the type of network (Domain/Private/Public) your PC is connected to.
2. Open Control Panel and click System and Security.
3. Click Allow an app through Windows Firewall under Windows Firewall.
4. Click Change settings.
5. Find windows10iotcoredashboard.exe in Allowed apps and features and then enable the appropriate network check box (i.e. the network type you found in step 1).

Connect to your device

If you are unable to find your device in the dashboard, try typing your [IP Address] and [:8080] into the browser to get Windows Device Portal up and running. To get your device to show in the dashboard, try rebooting your device.

Right-click and select Open in Device Portal. This will launch the Windows Device Portal page and is the best way to interact and manage your device.

You can also connect to the device using Windows PowerShell.

Connect to Azure

IoT Dashboard lets you provision IoT Core devices with Azure IoT Hub. You can read more about it in this blog post.

Quick Run Samples

Quick run samples do not require any code compilation, Visual studio installation, or SDK download. They are great for quickly checking out what IoT Core can do.

Network 3D Printer

Use the Network 3D Printer sample to connect your 3D Printer to your board can make it discoverable over your home network.

Internet radio

Turn your Windows 10 IoT Core device into an internet radio that can be controlled from anywhere in your home.

IoT Core Blockly

IoT Core Blockly sample lets your program a Raspberry Pi2 or 3 and a Raspberry Pi Sense hat using a «block» editor from your browser.

Многобукфф

Vladislav’s personal blog site

Заливаем Windows IoT Core на Raspberry Pi 3 (что в результате и зачем)

Плата микрокомпьютера Raspberry Pi 3

Честно говоря, идея опробовать одноплатный компьютер Raspberry пришла ко мне неожиданно. Опыт по Arduino и прочим ESP имеется, с «большими» ПК и серверами тоже. А вот промежуточный вариант, представленный сонмой разнокалиберных устройств, мной как-то совсем не изучен. А еще мне хотелось опробовать в деле, что же такое Windows IoT и для чего можно применить новинку от Microsoft. Выбор устройства оказался совсем очевидным: Raspberry Pi 3 с 1 Гб ОЗУ на борту, самое что ни на есть популярнейшее устройство. Конечно, различные Pine64 поджимают, но тут популярность играет на руку. Чем выше популярность, тем меньше проблем совместимости.

Обратная сторона Raspberry Pi 3. Виден чип ОЗУ.

И вот, спустя месяц ожидания, хорошо упакованная коробчонка с Raspberry обосновалась на моем столе. Я сразу же взял полный комплект: плата, мощный блок питания, радиаторы для чипов и пластиковый корпус. Придраться к комплектации и качеству изготовления сможет только самый мерзкий и дотошный критик. Все оборудование сделано на совесть. Плата с отмытым флюсом, пайка надежная, USB-порты на месте все, как и должно быть. Блок питания не свистит и не греется с избытком. Радиаторы чистые, с комплектным скотчем 3M для приклейки их к чипам. Корпус из пластика, хоть и маркий, но удобный в использовании. Если требуется, его можно открыть и протереть плату тряпочкой. А через многочисленные отверстия отлично подключаются кабеля для внешних устройств. Ладно, хватит описывать то, что давно всем известно. Настало время установки Windows.

Ставим Windows IoT на Raspberry Pi 3

Я еще помню времена, когда Windows устанавливался с дискетки. Потом уже операционка поставлялась на CD-диске, затем на DVD. А сейчас же все делается посредством простых «флешек». С Windows IoT и Raspberry все немного иначе.

Микрокомпьютер Raspberry Pi 3 в пластиковом блестящем корпусе и с установленными радиаторами

Существует как минимум два способа установки Windows IoT на Raspberry. Первый способ — воспользоваться услугами официального сайта Raspberry и скачать либо готовый образ Windows IoT, либо загрузить его через специализированный установщик NOOBS. Второй способ изобретен Microsoft. Он немного хитрее и именно им я и воспользуюсь. Да, способ применим только если на вашем рабочем компьютере используется зарегистрированная версия Windows 10. Иначе путь может быть осилен только первым способом.

Шаг 1. Скачиваем Windows IoT Dashboard

Dashboard — специальная утилита, позволяющая подготавливать носители, а в случае Raspberry Pi 3 это MicroSD, для запуска Windows IoT. Скачать утилиту можно с сайта Microsoft. Для бесплатной загрузки и использования доступны только две версии Windows IoT: Core и Insider Preview. Различий между ними не так много. Core — стабильная система, подходящая для большинства разработчиков, а Insider Preview позволят энтузиастам испытывать легкое волнение от новых «фич» и «багов».

Для версии Core существует одно, не очень существенное ограничение. Тут можно запускать только одно приложение UWP (Universal Windows Platform). Вернее, запускать их можно несколько, но активным в один момент времени будет только одно. Аналогичным образом работает и Insider Preview. В общем-то обе эти системы ориентированы на устройства с ограниченными ресурсами, к которым относится и Raspberry. Поэтому ограничение вполне разумное. А если хочется большего, то придется приобретать версию Enterprise.

Шаг 2. Подготавливаем карту памяти, устанавливаем на нее систему

Все делается в том же Dashboard. Выбираем тип платы, вставляем карту памяти, вводим сетевое имя устройства, меняем пароль. Кстати, по умолчанию, а иногда пароль, введенный на стадии подготовки карты не срабатывает, используется связка Administrator/p@ssw0rd в качестве пары логина и пароля. Тут же можно прописать и подключение к вашей Wi-Fi сети.

Если выбранный дистрибутив не был ранее скачен на компьютер, то Dashboard автоматически его скачивает. Далее происходит запись на карту памяти.

Шаг 3. Первый запуск Raspberry с Windows IoT на борту

После установки карты памяти, можно смело подключать плату к сети Ethernet (или не подключать, если настроен Wi-Fi), да подавать питание. Первая загрузка происходит дольше, чем все последующие, поскольку происходит первичное развертывание операционной системы. В моем случае первичная загрузка заняла минуты три или четыре. Первичная настройка может производиться в полностью Headless режиме, нет необходимости подключать дисплей или клавиатуру. Что, согласитесь, очень удобно, особенно если устройство у вас уже физически интегрировано куда-нибудь в подвал и приварено стальной арматурой к бетонному блоку, чтобы вандалы не уволокли.

Антенна с поддержкой Wi-Fi и Bluetooth на чипе у Raspberry Pi 3

Кстати, на Raspberry 3 есть два светодиода. Красный сигнализирует, что питание на плату подается. А зеленый горит, когда есть обращения к карте памяти. С Windows IoT зеленый светодиод бесполезен, по крайней мере в текущей редакции системы. Он ничего не сигнализирует, просто не горит и все.

Шаг 4. Дальнейшая настройка

После прохождения первоначальной настройки к устройству уже можно обращаться по сети и использовать его на полную. Если же в сети его, по каким-то причинам, не видно. То тогда придется подключить монитор и клавиатуру, а затем выполнить настройку сети через интерфейс Windows IoT.

Если же с сетью все в порядке, то основным способом настройки системы является Web-интерфейс. Попасть в него можно через тот же Dashboard. В разделе My Devices отображаются все ваши Windows IoT устройства доступные в вашей сети. Жмакаем правой кнопкой и выбираем панель управления устройством.

Под нагрузкой (установка апдейтов) плата греется до существенных значений. Радиаторы холоднее, чем сама плата, видимо используемый скотч 3M не очень здорово проводит тепло. Необходимо отклеить радиаторы от чипов, заменить скотч на нормальный термоинтерфейс.

Кстати, на удивление, отрабатывает Web-сервер в Windows IoT куда быстрее, чем даже на моем микросервере. Через интерфейс можно настроить все, что положено настраивать обычному пользователю, включая пароль доступа, пин-код для удаленной отладки и прочее вкусности. Не обойдены стороной и любимые Microsoft обновления для системы. Да, Windows IoT обновляется аналогично своим собратьям для больших ПК. Процесс обновления кстати не быстрый, а железо раскаляется от нагрузки.

Отдельно хочу упомянуть про мониторинг нагрузки на плату. На соответствующей вкладке доступны различные показометры, что вполне удобно, хотя бы с целью определения нагрузки на плату самой операционной системой. Графики наглядны и отображают сведения в режиме реального времени.

Что еще? Я заметил, что Dashboard хитро подготавливает карту памяти для записи. Вне зависимости от ее объема он ее форматирует как карту на 64 Гб. Возможно, что такой подход нужен для установки Windows IoT, но вот после, когда передумаете использовать Windows IoT, стоит не забыть и переформатировать карту под ее истинный размер. Иначе могут возникать различные коллизии, например, операционная система видит, что на карте осталось еще куча места, поэтому не ограничивает себя и пишет множество данных на карту, не стирая старое. А потом бац и система становится нестабильной, вплоть до невозможности ее загрузки.

Как управлять Raspberry с установленной Windows IoT

Вариантов тут несколько. Самое первое и самое простое, что может прийти в голову — использование монитора и клавиатуры. Подключаем и попадаем в интерфейс Windows IoT. Тут же можно слегка подшаманить сетевые настройки, перезагрузить плату, запустить установленные приложения.

Если вариант прямого управления не подходит, то можно (и даже нужно) управлять платой по сети. В настоящее время для этих целей присутствует целых три способа. Можно управлять Windows IoT через штатное средство Windows PowerShell. Легче всего подключиться к удаленной системе все через тот же Dashboard. Либо можно воспользоваться подключением по SSH. Тут уж подключаться можно вообще с любой системы, хоть из-под Windows, хоть с Android, а в Linux SSH так вообще стандартное средство. Даю наводку, для Windows можно использовать сверхпопулярный терминал PutTTY.

Но к плате можно подключиться и иным способом. Прямиком в графический интерфейс. Для этого необходимо включить удаленный доступ на плате, лучше всего это сделать через веб-интерфейс (самая нижняя вкладка). А затем скачать через Windows Store приложение для доступа к Windows IoT. Его вызов возможен так же через Dashboard. К моему стыду, мне так и не удалось подключиться к плате при помощи графического интерфейса. Приложение просто отказывалось подключаться и все, а все советы по поводу модификации конфигурационного файла не помогали, т.к. в актуальной версии Windows IoT эти советы уже внедрены в конфигурацию. Тем не менее, такая возможность существует.

Что можно запускать на Windows IoT?

Самый интересный для меня вопрос. На текущий момент (начало весны 2017), Windows IoT очень стремительно развивается и постоянно модернизируется. Но выбор ПО, вернее программных платформ, для системы ограничен. Microsoft делает ставку исключительно на UWP, как на новую парадигму ПО, работающего одинаково на всех устройства экосистемы Windows. Поэтому приложения UWP должны работать на Windows IoT Core почти без вопросов. Другое дело, что они будут так работать, но на текущий момент могут наблюдаться несовместимости, связанные с неполноценной поддержкой всех API доступных в UWP. Кроме UWP можно попробовать запустить Win32 приложения, по слухам от очевидцев, работать нормально с ними все равно не выйдет. Никакого ввода-вывода от приложений Win32 добиться не выйдет, только доступ извне, например, по сети на каком-то порту.

Для чего и выводы

Эксперимент по скрещиванию продукции Microsoft и крошечного компьютера Raspberry можно считать успешным. Связка работает, обновления ставятся, в сети видно. Вот только совсем непонятно для чего его использовать. Запустить нужное мне ПО под Windows IoT не представляется возможным. Тот же SoftEther VPN или FAR даже и не установить на плате. Нужных мне UWP приложений под рукой тоже нет. Остается только заниматься разработкой. А вот тут у Microsoft запасен такой козырь в рукаве, против которого мало кто сдюжит. Разрабатывать приложения, на множестве языков, для Windows IoT можно с использованием среды Visual Studio. С использованием всей ее мощи, включая развитые средства профилирования и отладки.

Но и тут есть одно, небольшое «но». Да, Raspberry обладает хорошо развитым интерфейсом связи с внешним миром. К плате можно подключить, хоть черта лысого. Да и производительности предостаточно. Но на мой взгляд, при наличии копеечных плат ESP8266 делающий все тоже самое, только куда дешевле и немного проще, целесообразность использования почти полноценного компьютера с реальной операционной системой и чрезмерной производительностью, излишне. Для реализации простых проектов по автоматизации ресурсов ESP8266 более чем достаточно. Впрочем, наверняка найдутся задачи, в которых Windows IoT вкупе с платами типа Raspberry придутся как нельзя кстати, но произойдет сие скорее всего в корпоративном секторе, например, некоторые банкоматы, наконец-то перейдут с уже устаревшей OS/2 на современную платформу.

Если же попытаться сформулировать вывод, например, для чего мне нужна плата Raspberry, то очень быстро приходишь к выводу, что в принципе ни для чего. Все, что мне нужно запрограммировать в плане автоматизации или поумневшего дома, отлично реализуется на чипах ESP и куда дешевле. Делать из Raspberry какой-то Hub при наличии полноценных серверов — тоже смысла не много. Разве что только установить на Raspberry операционную систему семейства Linux и организовать очередной серверок? Кстати, именно так я и поступлю.

Полезные ссылки :
Официальный FAQ по Windows IoT от Raspberry
Официальный сайт Microsoft по Windows IoT
Официальные образы операционных система для Raspberry и загрузчик NOOBS.

Опубликовано 20.04.2017 автором kvv в следующих категориях:
Soft железо статья