何雄+劉一鐘+李潤宇+劉文浩

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

【關(guān)鍵詞】無線視頻傳輸；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)在的各個行業(yè)，其作為一種安防手段，也越來越受到人們的重視。而視頻的無線傳輸將大大簡化電路的布施，節(jié)約成本。本文介紹了利用樹莓派通過無線網(wǎng)卡將采集到的視頻信號發(fā)送到手機，平板或者電腦，實現(xiàn)視頻的無線傳輸。

二、樹莓派硬件平臺的搭建

樹莓派硬件平臺由樹莓派3代B型，8G TF存儲卡，USB無線網(wǎng)卡模塊，USB攝像頭模塊，7寸HDMI顯示器，移動電源，USB鍵盤鼠標，2A電源適配器等組成。樹莓派連上USB無線網(wǎng)卡作為接入點，配合液晶屏，鼠標鍵盤，無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、手機上無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卡中。打開存儲卡文件夾，打開config.txt文件進行修改配置，使之符合液晶屏的顯示標準。本文中配置文件內(nèi)容為hdmi_group=2，hdmi_mode=9，hdmi_ignore_edid=0xa5000080。之后將存儲卡插入樹莓派，運行，打開電腦的SSH客戶端通過網(wǎng)線連接路由器在連接到樹莓派。

（二）編譯網(wǎng)卡驅(qū)動和hostapd

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

（三）安裝DHCP服務(wù)

DHCP是動態(tài)主機配置協(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)商自動分配IP地址，給用戶或者內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理員作為對所有計算機作中央管理的手段。本文中要實現(xiàn)對樹莓派視頻無線傳輸，需要使用DHCP服務(wù)來分配IP地址。通過命令sudo apt-get install isc-dhcp-server來安裝此服務(wù)。

（四）安裝遠程攝像監(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。在終端輸入sudo apt-get install libv4l-dev libjpeg8-dev imagemagick命令安裝此依賴庫，同時還要下載代碼托管服務(wù)svn軟件并進行安裝。要注意的是本文使用mjpg-streamer的代碼依賴libjpeg7，而此時安裝的是libjpeg8，需要做一個軟連接使之可以正常工作。執(zhí)行cd mjpg-streamer和make USE_LIBV4L2=true clean all命令編譯運行，完成軟件的安裝工作。

三、功能測試

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)進行調(diào)整的。打開電腦瀏覽器，輸入樹莓派ip地址：8090。此時會打開mjpg-streamer頁面。打開stream頁面可以觀察到攝像頭拍攝的視頻內(nèi)容，工作正常。

四、無線網(wǎng)卡轉(zhuǎn)接入點

將樹莓派接入的無線網(wǎng)卡變成接入點，方便其他設(shè)備接入。首先，執(zhí)行sudo vi /etc/network/interfaces命令進行ip地址和子網(wǎng)掩碼的修改與設(shè)置。然后，準備hostapd的配置文件，執(zhí)行vi rtl_hostapd_2G命令打開文本進行設(shè)置。之后再準備DHCP服務(wù)的配置文件，輸入sudo vi /etc/dhcp/dhcpd.conf。最后準備啟動腳本，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，使無線網(wǎng)卡具有ap和nat這兩個功能，無線網(wǎng)卡會開機自啟動。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，重啟樹莓派，樹莓派相當于一個帶視頻監(jiān)控的無線路由器了。

五、打開無線監(jiān)控

完成完上述配置就相當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，分別是后臺開啟視頻監(jiān)控、后臺開啟視頻采集并進行實時監(jiān)控、關(guān)閉已開啟的視頻監(jiān)控和采集。在開啟視頻監(jiān)控時可以直接無線接入查看視頻了，在后臺開啟視頻采集并進行實時監(jiān)控時可以在查看視頻的時候?qū)崟r記錄。通過輸入相應(yīng)的命令可以實現(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)在可以進行系統(tǒng)的測試工作，一切可以進行無線連接的設(shè)備都可以用來進行視頻監(jiān)控作用。在樹莓派命令框中輸入后臺開啟視頻監(jiān)控的操作代碼。利用電腦連接樹莓派接入點，打開瀏覽器，輸入樹莓派ip地址：8090，在stream界面下就可以進行無線訪問了。經(jīng)過測試，在手機，電腦上都可以進行正常的訪問。系統(tǒng)工作正常。

七、結(jié)語

使用樹莓派硬件平臺制作無線視頻監(jiān)控可以用于普通家庭，商店等地區(qū)的無線監(jiān)控，還可以用于其相關(guān)項目開發(fā)工作。此系統(tǒng)具有安裝方便簡單，可靠性高，可以長時間連續(xù)工作的特點，并且對內(nèi)存的空間占用較少，同時可以實現(xiàn)自動對錄像定時刪除等工作，作為在線監(jiān)控是一個不錯的選擇。

【參考文獻】

[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——讓繁瑣的工作自動化[M].中國工信出版集團；中國郵電出版社，2016.