树莓派 CM0 Dev Kit 在低功耗边缘计算与 IoT 场景中的应用探索

树莓派cm0

CM0 Dev Board 开发板

采用与 Raspberry Pi Zero 2W 同源的 RP3 SIP 芯片组

主要定位低功耗和低成本工业计算

据网上描述,满载功耗3w左右,空载1w左右,供电只需要5V 电源

内存512M,可选板载8GB或者16GB emmc存储

使用场景

以8GB板载emmc存储cm0 dev kit举例

低功耗和24小时稳定的特性,适合消息网关,网络代理,数据采集,屏幕面板和机器视觉(opencv等)

网络代理:

  • frp网络代理,其他设备ssh,http等都通过它统一代理穿透
  • WireGuard网络代理,远程设备安全地加入到公司或者内网,实现远程访问局域网资源,远程访问家里的 NAS、打印机、树莓派、摄像头等

智能家居:

  • 消息通知,ntfy,比如温度超过阈值,或者气体检测到高浓度污染或者火灾预警,发起消息通知
  • mqtt,Mosquitto,数据上报和接收,比如传感器数据mqtt上报,如上报到homeassistant,以及数据mqtt接收到屏幕面板展示显示温湿度等图表等
  • 可视化编程,Node-RED,主要用于 物联网(IoT)、自动化、流程控制

web服务器:

  • 静态网站,lighttpd,比如静态html,屏幕面板可以显示温湿度等图表仪表盘,可以自行编写html,触摸屏既可以展示状态,接收mqtt数据,也可以点击如控制灯光开关等场景

信息面板:

  • cm0小体积和低功耗,稳定的工业向设计正适合信息屏幕面板,比如 TFT、OLED、触摸屏

机器视觉:

  • 搭配摄像头和opencv等,可做物体识别,人脸识别,车牌识别,姿态识别等,在智能家居场景如可识别水表电表气表,识别其数字并上传homeassitant,记录并通知数值变化

在工业场景如传感器数据采集上报,控制工业设备(例如小型电机、开关、泵等):CM0 通过 GPIO /串口(UART / SPI / I2C)连接控制板 /传感器,配合看门狗(watchdog)保证系统稳定重启,关键人物监控系统

其他场景(广告过滤):

  • dnsmasq,支持 DNS 缓存、DHCP 分发,配合 Pi-hole 可以轻松实现广告拦截
  • Pi-hole,广告拦截
  • adguardhome,广告拦截

以上三个主要是家用场景

docker

本文列举的项目都是开源免费,低内存(平均约10-30m的内存),可以docker部署

树莓派cm0有着树莓派软件系统的生态,开箱即用 Raspberry Pi OS(基于debian)

目前已测试安装docker和docker compose,以及docker安装运行frp代理(网络代理)

已设置ssh远程访问家中设备,公网访问homeassistant web面板以及homeassistant app

Tips

树莓派cm0的512M内存和1GHz的CPU

它适合 Raspberry Pi OS Lite(server)系统,不适合桌面版本,且不足以支撑homeassistant和pve的安装

如果是板载emmc,那么tf卡槽无法使用,但同时emmc速度快、耐久高、可靠性强,适合轻量sqlite数据和消息网关以及网络代理

CM0 的优势特点

特点农业/城市场景优势
低功耗可太阳能供电、无人值守
小体积容易嵌入传感器节点或机器人
GPIO 丰富直接驱动传感器、继电器、执行器
支持边缘计算可本地处理传感器数据,减少网络压力
成本低可大规模部署

在农业上,可以智能灌溉、温室监控、作物生长数据采集、无人机/机器人

在城市中,可以智慧路灯、智慧园林、环境监测、智慧停车

创客和DIY测试可设计信息面板和网络盒子以及无人机等