树莓派实时音频采集并实时传输至ubuntu

前言

想通过usb音频采集卡连接树莓派后实时采集音频，并通过音频流的方式将采集到的音频实时传输到另外一台电脑。

什么是树莓派？

树莓派是一款基于ARM的微型电脑主板，以SD/MicroSD卡为内存硬盘，卡片主板周围有1/2/4个USB接口和一个10/100 以太网接口（A型没有网口），可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口，以上部件全部整合在一张仅比信用卡稍大的主板上，具备所有PC的基本功能只需接通电视机和键盘，就能执行如电子表格、文字处理、玩游戏、播放高清视频等诸多功能。

步骤

1、给树莓派安装好系统（Raspbian），安装步骤请见博客：
[折腾向]树莓派3B+安装系统（Raspbian）以及配置环境 - 大盈若冲，其用无穷。 - CSDN博客
2、将usb音频采集卡插到树莓派的usb口上，此处用的usb音频采集卡如下图，并将需要采集的音频连接至采集卡；
3、使用putty等ssh工具远程连接到树莓派；

4、在终端输入lsusb查看usb设备，下图中的Device 006即为插上的usb音频采集卡；

5、因为系统Raspbian默认安装有alsa-utils，所以直接可以输入aplay -l来查看当前的播放设备，输入arecord -l来查看当前的音频采集卡设备；如果命令不能执行，请执行sudo apt-get install alsa-utils安装alsa-utils；


5、输入nc -h看一下系统中是否已安装netcat，如果未安装，通过sudo apt-get install netcat进行安装；

测试场景：

树莓派IP：192.168.10.109
ubuntu客户端：192.168.10.122

本地采集音频测试

• 在树莓派端执行以下命令，让树莓派实时采集音频后并在本地播放，插上耳机即可听到采集到的实时音频。

arecord -D plughw:1,0 -t wav -f cd -r 8000 | aplay

调节音量大小: 结束当前命令后输入命令：alsamixer ，然后就会出现字符形式的图形界面，使用四个方向键就可以进行调节。

方式1（延迟高）：

树莓派实时采集音频后将音频流通过netcat实时发布到8888端口，等待客户端连接，该方式延迟高，局域网环境下大概4秒延迟，并且客户端连接一次断开后树莓派端也会关闭该连接，导致树莓派端需要重新开启音频采集和发布音频。

• 在树莓派端执行以下命令，让树莓派实时采集音频后将音频流实时发布到8888端口；

arecord -D plughw:1,0 -t wav -f cd -r 8000 | nc -l 8888

• 在ubuntu客户端执行以下命令，通过netcat连接到树莓派的8888端口，获取音频流并播放，命令中“192.168.10.122”为树莓派的IP地址；

nc 192.168.10.122 8888 | aplay

方式2（延迟低）：

ubuntu客户端实时监听自己的8888端口，然后树莓派向ubuntu客户端的8888端口推送自己实时采集到的音频。但是连接一次断开后树莓派端和ubuntu客户端都也都会关闭该连接，导致树莓派端和ubuntu客户端需要重新运行命令进行连接。

• 在ubuntu客户端执行以下命令设置netcat监听8888端口并播放；

nc -l -p 8888 | aplay

• 在树莓派端设置netcat推送自己实时采集到的音频；

arecord -D plughw:1,0 -t wav -f cd -r 8000 | nc 192.168.10.122 8888

参考资料

1、Raspberry Pi-音频直播测试，在两个树莓派(或香蕉派)之间-爱板网论坛 - 电子工程师学习交流园地
2、树莓派（为学习计算机编程教育设计的一种微型电脑）_百度百科