利用Raspberry Pi DIY 实时视频远程控制设备

haothree

利用Raspberry Pi DIY 实时视频远程控制设备（转）

准备工作
道具篇 :1.Raspberry pi (树莓派) Model B

2.U盘

3.SD卡
4.摄像头模块

5.电线若干，发光二极管若干, 电阻若干( 200-300欧的电阻) 即可

6.线路板

道具准备齐全后就可以开始准备软件啦，我装的系统是Linux Ubuntu mate 15.04 这里是下载链接: https://ubuntu-mate.org/raspberry-pi/

用一台电脑下载系统后放到U盘里面,利用U盘boot 起raspberry pi, 然后把系统装进SD卡， SD卡要分好区,如果sd内空间没有全部利用的话就用 fdisk reboot resize2fs 的方法把SD卡内空间全部重新分配，我这边这次用的是lexar的32GB SD卡。

进入系统后，先配置好wifi, 保证pi可以联网，然后按惯例更新软件包。为了简便，服务端代码用Nodejs(javascript lib),所以要先安装nodejs:
sudo apt-get update
sudo apt-get install nodejs
sudo apt-get install npm

准备工作完毕

架构设置
这里先讲一下远程视频和控制的基本架构:

控制部分:

先说控制部分,服务器端按照RESTful 的结构设计，做成web service比较有助于以后扩展，当服务端接收到客户端请求后，利用nodejs 的gpio模块可以直接控制 gpio也就是说操纵电路。gpio 安装命令：npminstall pi-gpio

视频部分:

再说视频部分，在ubuntu mate上实现相比raspian比较麻烦，需要安装v4l2工具(Video for linux 2)

v4l2 安装方法:
sudo apt-get install autoconf gettext libtool libjpeg62-dev
cd v4l-utils
autoreconf -vfi
./configure
make
sudo make install

推流前在命令行运行以下命令：
sudo modprobe bcm2835-v4l2

目的是把raspberry pi的摄像头模块映射为 /dev/0, 从而可以让ffmpeg命令推流。

GPIO配置
把软排线跟raspberry pi 链接，另外一头接T字形 copper, 如图:

需要操纵的GPIO出口使用电线连接并最终连接到电路。

电路配置
二极管用并联方式，因为我买的不同颜色的二极管的电阻不一样，需要的电压也不一样，所以基本相似电阻大小的组成一组

电路图在此:

220~300 欧电阻只是为了保护电路防止电流过大损害二极管寿命而已，并不是必需的。

电路连接后实际效果图 (密集恐惧症者慎看...)：

摄像头配置

摄像头模块同样用软排线连接到raspberry pi主板,需要注意正反:

然后在命令行内输入:
vi /boot/firmware/config.txt

在最后一行添加上 start_x=1 并保存这样摄像头驱动就设置完毕了。

固定摄像头

将摄像头对正需要拍摄的物体，如图我们这里准备对着拍LED的电路:

至此，硬件部分全部配置完毕。

代码部分由于过多，就不细说了，全部代码都放在了github上可供下载:
https://github.com/chaucyzhang/piService

路由器设置
路由器设置主要目的是打开DMZ, 或者说把需要用的端口暴露，由于网页服务器也是放在raspberry pi上的，所以DMZ或者端口推送的IP要填pi的局域网IP,我这边为192.168.1.3, 端口一共要用3个, 3000, 8082,8084, 为了安全不开DMZ,只开这些端口然后打开路由器的端口推送也可以。

Raspberry pi IP设置
sudo nano /etc/network/interfaces

把内容改成：
auto eth0
iface eth0 inet static
address 192.168.1.3
netmask 255.255.255.0
gateway 192.168.1.1
dns-nameservers 8.8.4.4 8.8.8.8

写完我TMD才发现，其实ubuntu里有设置可以直接改静态IP。

前端
万年不变的HTML CSS Jquery 组合, 利用HTML5的两大超强功能canvas 和websocket, 让视频流可以通过javascript实现！
运行代码
打开3个命令行窗口分别输入:
第一个窗口：
sudo nodejs stream-server.js 1234
作用为启动nodejs 推流服务器，密码为1234(自定)

第二个窗口：

sudo modprobe bcm2835-v4l2
作用上面已经说过
然后 ffmpeg -s 320x240 -f v4l2 -i /dev/video0 -f mpeg1video -b 400k -r 30 http://127.0.0.1:8082/1234/320/240
作用是将摄像头输入的视频流压制为320x240分辨率，以400K的码率推流到本地服务器上，密码为1234（需要跟之前推流服务器设置的密码一致）

第三个窗口:
nodejs piService.js
启动RESTful webservice服务器。

最终网页效果