基于樹莓派的無線傳屏系統的設計與實現

陳濤　陳輝金

摘要：無線傳屏技術擬在無線的環境中，將客戶端的屏幕信息，通過無線網絡傳輸至服務器計算機上。相比與傳統的視頻共享或視頻同步，無線傳屏技術的優勢為：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境。作為無線傳屏系統的一種廉價解決方案，本文設計并實現了一種基于樹莓派的無線傳屏系統，其思路為：以樹莓派為客戶端，計算機為服務器，多媒體信息將在服務器與客戶端間通過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，實現無線傳屏的功能。

關鍵詞：無線傳屏技術;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，恰好解決了這個問題，它能夠實時將服務器計算機的視頻內容無線傳輸至顯示終端。不僅在家庭中，無線傳屏技術還可用于學校教室、商務辦公室等，為教學、辦公提供更加便捷、靈活的服務。阻礙無線傳屏技術普及的原因，主要在于產品價格的高昂、傳輸的延遲性高。因此，本文在廉價的樹莓派開發板上設計并實現了無線傳屏系統，它能夠一鍵連接計算機服務器，方便快捷。

1 無線傳屏系統設計

1.1 應用場景

無線傳屏系統由計算機服務器、無線網卡、觸發開關、樹莓派、顯示終端組成。當打開開關以后，多媒體信息將從計算機服務器輸出，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 系統功能設計

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

（1）一鍵開啟：通過觸發開關，一鍵開啟顯示界面與計算機服務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器傳輸的多媒體信號。同時，將接收到的多媒體信息進行顯示。

1.3 硬件方案和技術路線

系統硬件除了樹莓派B+板以外，還包括1個32GB的SD卡、1個無線網卡、2個觸發開關以及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，將無線網卡連接于USB接口，將觸發開關電路中的機械開關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、應用軟件和存儲數據;

選用的無線網卡傳輸速率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， 而且內置了較完整的Python開發環境，還包含了很多樹莓派相關的功能庫，即方便實現樹莓派硬件與嵌入式 Web服務器（Apache）的深度集成， 又可以簡化開發難度，縮短開發周期。因此選用Raspbian作為樹莓派的操作系統。

2 功能實現

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，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）運行于計算機服務器的vncview server;（2）運行于樹莓派的vncview;（3）連接vncviewer與vncview server的局域網絡;當經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

在計算機服務器中，開啟多媒體信息傳輸服務，有線連接樹莓派與顯示終端，將樹莓派與計算機服務器連接至同一局域網。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器一致的內容，如圖2右邊所示。

4 結語

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