樹莓派無(wú)線視頻傳輸研究

何雄+劉一鐘+李潤(rùn)宇+劉文浩

【摘 要】本文是研究樹莓派的視頻無(wú)線傳輸。將無(wú)線網(wǎng)卡與視頻模塊連上樹莓派，進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)卡的相關(guān)配置使之變成無(wú)線接入點(diǎn)，以供電腦手機(jī)等無(wú)線設(shè)備接入。本文介紹了樹莓派系統(tǒng)的安裝，網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)以及hostapd的配置，DHCP以及MJPG-Streamer的安裝設(shè)置和無(wú)線接入點(diǎn)的配置等工作，最終實(shí)現(xiàn)了樹莓派的無(wú)線視頻傳輸?shù)墓ぷ鳌?/p>

【關(guān)鍵詞】無(wú)線視頻傳輸；樹莓派

一、前言

隨著科技的快速發(fā)展，視頻監(jiān)控已經(jīng)應(yīng)用在了現(xiàn)在的各個(gè)行業(yè)，其作為一種安防手段，也越來(lái)越受到人們的重視。而視頻的無(wú)線傳輸將大大簡(jiǎn)化電路的布施，節(jié)約成本。本文介紹了利用樹莓派通過(guò)無(wú)線網(wǎng)卡將采集到的視頻信號(hào)發(fā)送到手機(jī)，平板或者電腦，實(shí)現(xiàn)視頻的無(wú)線傳輸。

二、樹莓派硬件平臺(tái)的搭建

樹莓派硬件平臺(tái)由樹莓派3代B型，8G TF存儲(chǔ)卡，USB無(wú)線網(wǎng)卡模塊，USB攝像頭模塊，7寸HDMI顯示器，移動(dòng)電源，USB鍵盤鼠標(biāo)，2A電源適配器等組成。樹莓派連上USB無(wú)線網(wǎng)卡作為接入點(diǎn)，配合液晶屏，鼠標(biāo)鍵盤，無(wú)線路由器與筆記本電腦一起配合調(diào)試使用，最終完成在電腦、手機(jī)上無(wú)線獲取樹莓派視頻的目的。

（一）系統(tǒng)的安裝

首先下載樹莓派raspbian-jessie系統(tǒng)鏡像文件，將存儲(chǔ)卡用讀卡器插在電腦USB端口上，使用鏡像安裝工具Win32DiskImager.exe將下載好的鏡像文件寫入存儲(chǔ)卡中。打開存儲(chǔ)卡文件夾，打開config.txt文件進(jìn)行修改配置，使之符合液晶屏的顯示標(biāo)準(zhǔn)。本文中配置文件內(nèi)容為hdmi_group=2，hdmi_mode=9，hdmi_ignore_edid=0xa5000080。之后將存儲(chǔ)卡插入樹莓派，運(yùn)行，打開電腦的SSH客戶端通過(guò)網(wǎng)線連接路由器在連接到樹莓派。

（二）編譯網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)和hostapd

如果網(wǎng)卡無(wú)法正常驅(qū)動(dòng)，則需要根據(jù)自己手里的無(wú)線網(wǎng)卡來(lái)自主編譯網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)和內(nèi)核代碼，根據(jù)無(wú)線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的說(shuō)明自行編譯配置。本文所使用免驅(qū)動(dòng)無(wú)線網(wǎng)卡，可以免去繁瑣的配置工作。

（三）安裝DHCP服務(wù)

DHCP是動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議，使用UDP協(xié)議工作，主要給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商自動(dòng)分配IP地址，給用戶或者內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理員作為對(duì)所有計(jì)算機(jī)作中央管理的手段。本文中要實(shí)現(xiàn)對(duì)樹莓派視頻無(wú)線傳輸，需要使用DHCP服務(wù)來(lái)分配IP地址。通過(guò)命令sudo apt-get install isc-dhcp-server來(lái)安裝此服務(wù)。

（四）安裝遠(yuǎn)程攝像監(jiān)控軟件mjpg-Streamer

樹莓派上mjpg-streamer主要用于視頻的錄制和監(jiān)控，其具有消耗資源少、占用空間少、速度快等特點(diǎn)。在終端輸入sudo apt-get install libv4l-dev libjpeg8-dev imagemagick命令安裝此依賴庫(kù)，同時(shí)還要下載代碼托管服務(wù)svn軟件并進(jìn)行安裝。要注意的是本文使用mjpg-streamer的代碼依賴libjpeg7，而此時(shí)安裝的是libjpeg8，需要做一個(gè)軟連接使之可以正常工作。執(zhí)行cd mjpg-streamer和make USE_LIBV4L2=true clean all命令編譯運(yùn)行，完成軟件的安裝工作。

三、功能測(cè)試

在終端執(zhí)行sudo ./mjpg_streamer -i “./input_uvc.so -d /dev/video0 -r 800×600 -f 12”-o“./output_http.so -p 8090 -w ./www”命令，其中-r后是分辨率參數(shù)，-f后面是幀率，此參數(shù)是根據(jù)自己攝像頭的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的。打開電腦瀏覽器，輸入樹莓派ip地址：8090。此時(shí)會(huì)打開mjpg-streamer頁(yè)面。打開stream頁(yè)面可以觀察到攝像頭拍攝的視頻內(nèi)容，工作正常。

四、無(wú)線網(wǎng)卡轉(zhuǎn)接入點(diǎn)

將樹莓派接入的無(wú)線網(wǎng)卡變成接入點(diǎn)，方便其他設(shè)備接入。首先，執(zhí)行sudo vi /etc/network/interfaces命令進(jìn)行ip地址和子網(wǎng)掩碼的修改與設(shè)置。然后，準(zhǔn)備hostapd的配置文件，執(zhí)行vi rtl_hostapd_2G命令打開文本進(jìn)行設(shè)置。之后再準(zhǔn)備DHCP服務(wù)的配置文件，輸入sudo vi /etc/dhcp/dhcpd.conf。最后準(zhǔn)備啟動(dòng)腳本，使用sudo vi /etc/init.d/rc.local打開文本，在最后追加/home/pi/hostapd /home/pi/rtl_hostapd_2G.conf>>/var/log/hostapd.log與iptables -t nat -A POSTROUTING -o eth0 -j MASQUERADE命令，使無(wú)線網(wǎng)卡具有ap和nat這兩個(gè)功能，無(wú)線網(wǎng)卡會(huì)開機(jī)自啟動(dòng)。再打開sysctl.conf文件將net.ipv4.ip_forward=0修改為net.ipv4.ip_forward=1就配置就完成了。此時(shí)，重啟樹莓派，樹莓派相當(dāng)于一個(gè)帶視頻監(jiān)控的無(wú)線路由器了。

五、打開無(wú)線監(jiān)控

完成完上述配置就相當(dāng)于完成了基本的工作，現(xiàn)在只需要在樹莓派上終端打開相應(yīng)操作即可。其有三中工作方式，分別是后臺(tái)開啟視頻監(jiān)控、后臺(tái)開啟視頻采集并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、關(guān)閉已開啟的視頻監(jiān)控和采集。在開啟視頻監(jiān)控時(shí)可以直接無(wú)線接入查看視頻了，在后臺(tái)開啟視頻采集并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)可以在查看視頻的時(shí)候?qū)崟r(shí)記錄。通過(guò)輸入相應(yīng)的命令可以實(shí)現(xiàn)視頻的采集，記錄與關(guān)閉的功能，方便快捷。

六、系統(tǒng)測(cè)試

上述工作結(jié)束后就完成了整體的配置工作?，F(xiàn)在可以進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試工作，一切可以進(jìn)行無(wú)線連接的設(shè)備都可以用來(lái)進(jìn)行視頻監(jiān)控作用。在樹莓派命令框中輸入后臺(tái)開啟視頻監(jiān)控的操作代碼。利用電腦連接樹莓派接入點(diǎn)，打開瀏覽器，輸入樹莓派ip地址：8090，在stream界面下就可以進(jìn)行無(wú)線訪問(wèn)了。經(jīng)過(guò)測(cè)試，在手機(jī)，電腦上都可以進(jìn)行正常的訪問(wèn)。系統(tǒng)工作正常。

七、結(jié)語(yǔ)

使用樹莓派硬件平臺(tái)制作無(wú)線視頻監(jiān)控可以用于普通家庭，商店等地區(qū)的無(wú)線監(jiān)控，還可以用于其相關(guān)項(xiàng)目開發(fā)工作。此系統(tǒng)具有安裝方便簡(jiǎn)單，可靠性高，可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的特點(diǎn)，并且對(duì)內(nèi)存的空間占用較少，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)錄像定時(shí)刪除等工作，作為在線監(jiān)控是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 汪鑫，彭雨薇.基于樹莓派的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].硅谷，2014.

[2] 王江偉，劉青.玩轉(zhuǎn)樹莓派 Raspberry Pi[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2013.

[3] AL Sweigart著，王海鵬譯.Python編程快速上手——讓繁瑣的工作自動(dòng)化[M].中國(guó)工信出版集團(tuán)；中國(guó)郵電出版社，2016.