基于樹莓派的無線傳屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

陳濤　陳輝金

摘要：無線傳屏技術(shù)擬在無線的環(huán)境中，將客戶端的屏幕信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)器計算機上。相比與傳統(tǒng)的視頻共享或視頻同步，無線傳屏技術(shù)的優(yōu)勢為：所需的電纜少、終端可以隨意移動，可提供更加舒適的使用環(huán)境。作為無線傳屏系統(tǒng)的一種廉價解決方案，本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于樹莓派的無線傳屏系統(tǒng)，其思路為：以樹莓派為客戶端，計算機為服務(wù)器，多媒體信息將在服務(wù)器與客戶端間通過WLAN進行傳輸，樹莓派再通過HDMI，將多媒體信息輸入至顯示器終端，實現(xiàn)無線傳屏的功能。

關(guān)鍵詞：無線傳屏技術(shù);樹莓派; HDMI

中圖分類號：TN948.6;TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）05-0178-02

0 引言

隨著電腦的普及，大多數(shù)的家庭用戶都有這樣一個想法：電腦與電視通過無線連接，將電腦上的視頻信息實時顯示在電視上，達到大屏觀看的效果。而無線傳屏技術(shù)，恰好解決了這個問題，它能夠?qū)崟r將服務(wù)器計算機的視頻內(nèi)容無線傳輸至顯示終端。不僅在家庭中，無線傳屏技術(shù)還可用于學(xué)校教室、商務(wù)辦公室等，為教學(xué)、辦公提供更加便捷、靈活的服務(wù)。阻礙無線傳屏技術(shù)普及的原因，主要在于產(chǎn)品價格的高昂、傳輸?shù)难舆t性高。因此，本文在廉價的樹莓派開發(fā)板上設(shè)計并實現(xiàn)了無線傳屏系統(tǒng)，它能夠一鍵連接計算機服務(wù)器，方便快捷。

1 無線傳屏系統(tǒng)設(shè)計

1.1 應(yīng)用場景

無線傳屏系統(tǒng)由計算機服務(wù)器、無線網(wǎng)卡、觸發(fā)開關(guān)、樹莓派、顯示終端組成。當打開開關(guān)以后，多媒體信息將從計算機服務(wù)器輸出，通過WLAN傳輸至樹莓派，最后再利用有線HDMI將多媒體信息傳輸至顯示終端進行顯示，完成無線傳屏功能。

1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

樹莓派是一款開源的基于ARM的卡片式電腦主板，無線傳屏系統(tǒng)以樹莓派為基礎(chǔ)，共設(shè)計三個模塊，對其闡述如下：

（1）一鍵開啟：通過觸發(fā)開關(guān)，一鍵開啟顯示界面與計算機服務(wù)器傳輸端與樹莓派接收端間的傳輸通道，開始信息傳輸。

（2）多媒體信息傳輸：運行于計算機上的vnc view服務(wù)器，等待“開啟傳輸“命令，開啟后將開始將多媒體信號傳輸于接收端。

（3）多媒體信息接收：樹莓派作為多媒體信息的接收端，當開啟指令后，接收來自計算機服務(wù)器傳輸?shù)亩嗝襟w信號。同時，將接收到的多媒體信息進行顯示。

1.3 硬件方案和技術(shù)路線

系統(tǒng)硬件除了樹莓派B+板以外，還包括1個32GB的SD卡、1個無線網(wǎng)卡、2個觸發(fā)開關(guān)以及2個指示燈，各部分連接如圖1所示。

本方案使用的樹莓派B+，具有40個引腳的GPIO口、4個USB接口、以及1個HDMI接口。

本方案中，將無線網(wǎng)卡連接于USB接口，將觸發(fā)開關(guān)電路中的機械開關(guān)與提示燈分別連接于樹莓派的13號與15號引腳，顯示屏有線連接樹莓派的HDMI口;此外，本方案中還需要插入32GB的的SD存儲卡，用來安裝操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和存儲數(shù)據(jù);

選用的無線網(wǎng)卡傳輸速率150Mpbs，覆蓋范圍大于50m，兼容性好，能滿足多媒體信息的傳輸。Raspbian不僅占用SD卡空間少， 而且內(nèi)置了較完整的Python開發(fā)環(huán)境，還包含了很多樹莓派相關(guān)的功能庫，即方便實現(xiàn)樹莓派硬件與嵌入式 Web服務(wù)器（Apache）的深度集成， 又可以簡化開發(fā)難度，縮短開發(fā)周期。因此選用Raspbian作為樹莓派的操作系統(tǒng)。

2 功能實現(xiàn)

2.1 一鍵開啟

一鍵開啟分為2步，第一步為一鍵開啟顯示窗口、第二步為開啟傳輸通道。開啟顯示窗口后，樹莓派處于待輸出狀態(tài)，收到多媒體信息后，立即對多媒體信息進行輸出顯示。

2.2 多媒體信息傳輸

多媒體信息傳輸功能分為三個部分組成，它們是：（1）運行于計算機服務(wù)器的vncview server;（2）運行于樹莓派的vncview;（3）連接vncviewer與vncview server的局域網(wǎng)絡(luò);當經(jīng)過上一步驟的一鍵開啟，樹莓派將運行“vncviewer.sh”腳本，如果計算機服務(wù)器開始vncview server，將開始傳輸多媒體信息。

2.3 多媒體信息接收

開啟Vncviewer.sh后，樹莓派即時開始接收多媒體信息。同時，將接收的信息通過HDMI輸出至顯示屏，完成無線傳輸。

3 測試

在計算機服務(wù)器中，開啟多媒體信息傳輸服務(wù)，有線連接樹莓派與顯示終端，將樹莓派與計算機服務(wù)器連接至同一局域網(wǎng)。一鍵開啟前的情況如圖2左邊所示。當一鍵開啟時，顯示終端顯示與計算機服務(wù)器一致的內(nèi)容，如圖2右邊所示。

4 結(jié)語

本設(shè)計通過三個模塊，一鍵開啟模塊，多媒體信息傳輸，多媒體信息接收，實現(xiàn)了無線視頻傳輸功能。使用方便，傳輸延遲小。