如何读取树莓派4B处理器(CPU)的实时温度

发布时间：2021-11-19 18:31:14 作者：柒染
来源：亿速云阅读：619

# 如何读取树莓派4B处理器(CPU)的实时温度

## 引言

树莓派4B作为一款高性能的单板计算机，广泛应用于物联网、嵌入式开发和家庭服务器等场景。然而，在高负载运行时，其处理器（Broadcom BCM2711）可能产生较高温度，影响系统稳定性甚至硬件寿命。实时监控CPU温度对预防过热至关重要。本文将详细介绍多种读取树莓派4B CPU温度的方法，包括命令行工具、脚本编写、第三方软件及远程监控方案。

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## 一、通过命令行直接读取温度

### 1. 使用`vcgencmd`工具
树莓派系统内置的`vcgencmd`是获取硬件信息的官方工具，可直接读取SoC温度：
```bash
vcgencmd measure_temp

输出示例：

temp=48.2'C

原理：该命令通过Broadcom VideoCore GPU接口访问芯片内置温度传感器，返回摄氏温度值。

2. 读取`/sys/class/thermal`虚拟文件

Linux系统将硬件传感器数据虚拟化为文件，路径如下：

cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp

输出示例：

注意：返回值为毫摄氏度（需除以1000转换为℃）。

二、编写脚本实现自动化监控

1. Bash脚本定时检测

创建cpu_temp_monitor.sh：

#!/bin/bash
while true; do
    temp=$(cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp)
    echo "CPU温度: $(($temp/1000))°C"
    sleep 5
done

赋予执行权限：

chmod +x cpu_temp_monitor.sh

2. Python脚本带告警功能

import os
import time

MAX_TEMP = 80  # 设置告警阈值(℃)

def get_cpu_temp():
    with open("/sys/class/thermal/thermal_zone0/temp", "r") as f:
        return int(f.read()) / 1000

while True:
    temp = get_cpu_temp()
    print(f"当前温度: {temp:.1f}°C")
    
    if temp > MAX_TEMP:
        os.system('echo "CPU过热!" | wall')  # 向所有用户发送警告
        os.system('vcgencmd display_power 1')  # 开启HDMI输出提示
        
    time.sleep(10)

三、使用图形化监控工具

1. 系统自带工具

RPi-Monitor：预装在Raspberry Pi OS中的资源监控工具

sudo apt install rpi-monitor

访问 http://树莓派IP:8888 查看温度曲线。

2. 第三方仪表盘

Grafana + Prometheus 方案：

# 安装Node Exporter
wget https://github.com/prometheus/node_exporter/releases/download/v1.3.1/node_exporter-1.3.1.linux-armv7.tar.gz
tar xvfz node_exporter-*.tar.gz
sudo mv node_exporter-*/node_exporter /usr/local/bin/

配置/etc/systemd/system/node_exporter.service：

[Unit]
Description=Node Exporter

[Service]
ExecStart=/usr/local/bin/node_exporter --collector.temperature

[Install]
WantedBy=multi-user.target

四、温度数据记录与分析

1. 使用`rrdtool`存储历史数据

sudo apt install rrdtool

创建数据库：

rrdtool create cpu_temp.rrd \
--start now --step 300 \
DS:temp:GAUGE:600:0:100 \
RRA:AVERAGE:0.5:1:288

更新数据的脚本示例：

#!/bin/bash
temp=$(vcgencmd measure_temp | awk -F"=" '{print $2}' | awk -F"'" '{print $1}')
rrdtool update cpu_temp.rrd N:$temp

2. 生成温度趋势图

rrdtool graph temp_24h.png \
--start -86400 --vertical-label "Temperature (C)" \
DEF:temp=cpu_temp.rrd:temp:AVERAGE \
LINE2:temp#FF0000:"CPU Temperature"

五、高级应用场景

1. 温度触发动态调频

修改/boot/config.txt实现温控调速：

# 启用温度驱动调速
temp_soft_limit=60  # 超过60℃时降频
temp_limit=80       # 超过80℃时强制降频

2. 结合HomeAssistant智能家居系统

在configuration.yaml中添加：

sensor:
  - platform: command_line
    name: CPU Temperature
    command: "cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp"
    unit_of_measurement: "°C"
    value_template: "{{ value | multiply(0.001) | round(1) }}"

六、温度优化建议

散热方案选择：
- 被动散热片：适合轻负载（<50℃）
- 主动风扇：持续高负载场景（可降低5-10℃）
- 金属外壳：兼做散热器（如FLIRC Case）

软件优化：

# 禁用不需要的服务
sudo systemctl disable bluetooth.service
sudo systemctl disable avahi-daemon.service

电压调整（谨慎操作）：

# 查看当前电压模式
vcgencmd get_config int
# 可能添加的配置
over_voltage=2
arm_freq=1800

结论

通过本文介绍的多种方法，用户可以根据实际需求选择适合的温度监控方案。对于普通用户，vcgencmd measure_temp命令已足够；开发者推荐使用Python脚本实现自动化监控；而企业级应用可考虑Grafana可视化方案。定期监控温度不仅能预防硬件损坏，还能帮助优化系统性能。

警告：树莓派4B的官方临界温度为85℃，超过此温度将自动降频。长期高温运行会显著缩短设备寿命。

附录：常见问题解答

Q1: 温度读数不准确怎么办？
A1: 尝试校准传感器：

sudo apt install lm-sensors
sudo sensors-detect

Q2: 如何测试极端温度下的稳定性？
A2: 使用压力测试工具：

sudo apt install stress
stress --cpu 4 --timeout 10m

Q3: 无风扇情况下安全温度范围？
A3: 建议保持<70℃，短时间峰值不超过80℃。 “`