Ubuntu Appliance如何實現樹莓派的家電化?

作者:陸向陽

在正式進入本文前先說明一個概念,現今的筆電、手機只要安裝不同的軟體就有不同的功能,例如可以當計算機、可以當記事簿、可以繪圖、試算等等,且可以同時執行多個不同工作,由於不限定用途,因此被稱為一般用途(General-Purpose)。

General Purpose的好處是有運用彈性,且能把硬體運算力、硬體資源隨時壓榨到乾,發揮最大價值,缺點是同時執行多個工作時,某些工作的反應速度無法保證,且為了同時適用不同的用途,操作介面也必須保有彈性,然也意味著較複雜的操作介面與程序。

與General-Purpose相反的是專屬用途(Dedicated-Purpose),只做一件特定的工作,有時也稱Single-Purpose。此種作法的優缺點正好與General-Purpose相反,硬體資源比較閒置浪費,工作反應速度可以保證,操作介面可以簡化等,事實上一般的家電(Appliance)就類似如此,吸塵器就是吸塵器,洗衣機就是洗衣機,功能單一、操作簡單直覺。

所以過往業界曾倡議過所謂的資訊家電(Information Appliance/Internet Appliance),是以電腦系統為基礎進行簡化、再包裝,捨棄彈性多功能而強調單一功能、操作直覺,例如自己可連網取得新片的藍光播放機,自己可連網取得新歌的智慧喇叭等,連網不再透過電腦,各裝置各自取用不同的網路內容與資訊。

樹莓派快速變身家電大腦

Canonical提出Ubuntu Appliance的新主張(圖片來源

承襲這樣的概念,Canonical提出Ubuntu Appliance的新主張,以Ubuntu Linux作業系統為基礎進行簡化、再包裝,同時與多家軟體商技術合作,推出多種單一功能的Ubuntu映像檔(免費下載),只要把映像檔複製到SD記憶卡內,然後將SD記憶卡插入樹莓派電腦,樹莓派就變成某一種單一特定功用的設備家電。

Ubuntu Appliance首波合作的5家軟體業者(圖片來源:各業者)

目前有5種家電化的選項可選,簡述如下:

  • Plex Media Server:把一台RPi變成影音播放器,可直接串流播放也可儲存後播放,也可整理影音內容等。
  • Mosquitto:把RPi變成一台MQTT訊息仲介設備,主要是IoT應用,每個IoT裝置的狀態是可以被訂閱的,訂閱後一旦裝置狀態改變,仲介設備就會把新狀態訊息傳遞給所有訂閱者。
  • OpenHAB:也是讓RPi變成一個IoT仲介設備,可以讓家庭用戶建立各種規則,一旦規則被設定的條件或事件所觸發,設備就會透過連網或語音控制等方式執行一些家庭自動化工作。(私有版IFTTT?)
  • AdGuard Home:把RPi變成一台網路廣告過濾設備,透過它再上網可以省去看煩人的網路廣告,上網更快速安全。
  • NextCloud:把RPi變成一個內容協作平台,讓家庭成員或小型辦公室的各成員可以共同編輯協作內容。(私有版Slack?)

AdGuard Home程式畫面。(圖片來源:Ubuntu官網)

NextCloud程式畫面。(圖片來源:Ubuntu官網)

Ubuntu Appliance這樣的作法也希望RPi的使用者不用去管一些瑣碎的系統維護管理工作,例如安全查核、軟體更新等,這些工作Ubuntu Appliance都會自行於無形中完成,用戶只要專注在功能操作與使用即可。

由於Ubuntu Appliance仍在初步推展,所以也接受各種提案與討論需要何種新的Appliance?不過,採用RPi也可能突顯出General-Purpose的弱點,如反應時間不易掌握。

此外,Ubuntu Appliance因專一執行的特性需要事先對硬體進行相容測試,因而必須選擇在相容清單內的硬體來安裝,目前(2020年8月)樹莓派方面有6款可用,分別為RPi 2(已停產)、RPi 3+ CM(已停產)、RPi 3 Lite、RPi 3B、RPi 3B+,以及RPi 4;x86方面則只支援Intel NCU、Intel TANK等。

已有6款RPi通過認證可執行Ubuntu Appliance。(圖片來源:Ubuntu官網)

最後,將RPi當一種資訊家電的結果是,大體只能用標準的外接週邊裝置,例如鍵盤、滑鼠、網路、攝影機、喇叭等,比較不可能去動用到GPIO接腳,因此愛設計控制電路、愛寫控制程式的創客會略感有志難伸,或只能轉向純軟體方向發揮技術。

小結

至於家電化、應用專一化使硬體效能或資源有較多閒置等,其實隨著時代改變已經不用那麼計較。數十年前電腦昂貴,甚至只有企業有能力買,買了一台自然要隨時讓它跑滿滿的工作以免浪費。

而今RPi是可以便宜入手的電腦,是否要積極榨乾效能與資源已不再那麼重要,筆者甚至看過有創客用Pi Zero做一個只用來控制供水時間的系統,把它放在洗手台旁,好讓抹肥皂洗手的人可以持續供水20秒以上(因應COVID-19疫情),很明顯大材小用。但是,容易取得、開發熟悉、立即可用等取向似乎已是比資源利用率有更高的價值了!(說到最後,其實Ubuntu Appliance也是希望進一步擴張Ubuntu Linux的裝置裝量、滲透率而推展吧~)

(責任編輯:歐敏銓)

陸向陽

Author: 陸向陽

從電子科系畢業後,即以媒體人的角色繼續這段與「電子科技」的不解之緣。歷任電子技術專書作者、電子媒體記者、分析師等角色,並持續寫作不殆。近來投入Arduino、Raspberry Pi等開放硬體的研究與教程介紹。

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