树莓派作为 FM 发射台和 Webcam 服务器（视频监控）

在网上发现两个很有意思的树莓派小项目。一个是作为 FM 发射器，向短距离内的 FM 收音机发送声波信号。
一个是作为视频监控（配合摄像头），可以远程访问网页客户端获取摄像头监控的画面。
实际尝试了下效果都还不错。

一、FM 发射器

项目地址：PiFmRds
该发射器使用树莓派的 PWM 生成器 来产生 VHF（甚高频） 信号。

编译安装

PiFmRds 需要从源代码编译，而编译时依赖 sndfile 库。可以使用如下命令安装：
$ sudo apt-get install libsndfile1-dev
之后使用如下命令获取源代码并完成编译：

$ git clone https://github.com/ChristopheJacquet/PiFmRds.git
$ cd PiFmRds/src
$ make clean
$ make

编译完成后 src 目录下的文件如下图：

pifm

其中的 pi_fm_rds 即编译好的二进制程序，可使用如下命令进行测试（注意命令开头的 sudo）：
$ sudo ./pi_fm_rds -audio sound.wav
该命令会以 107.9M HZ 的频率向空中发射包含 sound.wav 文件音频的电磁波。

fm_test

详细使用

为了使用起来更加方便，可以将编译好的二进制程序移动到 /usr/local/bin 目录并改名为 fm 命令:
$ sudo cp pi_fm_rds /usr/local/bin/fm

fm 命令主要有两个选项：

• -audio 用来指定生成电磁声波的媒体文件
• -freq 用来指定生成的电磁声波的频率

$ sudo fm -audio ~/Music/Faded_Alan\ Walker.wav -freq 108
Using mbox device /dev/vcio.
Allocating physical memory: size = 3403776     mem_ref = 5     bus_addr = fe7b0000     virt_addr = 0x768dc000
ppm corr is 0.0000, divider is 1096.4912 (1096 + 2012*2^-12) [nominal 1096.4912].
Using audio file: /home/pi/Music/Faded_Alan Walker.wav
Input: 44100 Hz, upsampling factor: 5.17
2 channels, generating stereo multiplex.
Created low-pass FIR filter for audio channels, with cutoff at 12000.0 Hz
PI: 1234, PS: .
RT: "PiFmRds: live FM-RDS transmission from the RaspberryPi"
Starting to transmit on 108.0 MHz.

下面是用小米手机自带的 FM Radio 录制的一段，呃，截图。。。

XiaomiRadio

对于传输 mp3 格式文件，可以借助 sox 工具：$ sudo apt-get install sox

再通过 sox 命令将 mp3 格式文件转换为 wav 格式的音频流，重定向给 fm 命令：
sox -t mp3 ~/Music/baby-alian.mp3 -t wav - | sudo fm -freq 108 -audio -

实际的使用效果还是非常棒的，近距离内收音很清晰。如果需要增加收音距离，可以在树莓派的 GPIO 4（即 7 号引脚）插上一根 杜邦线 作为天线。

pi

二、视频监控

上面的图片即树莓派 3 代 B+ 装上专用的摄像头模块后的样子。该模块某宝上可以轻松买到，不附链接。
树莓派也支持大多数常用的 USB 摄像头，没尝试过，不细说。

拍照和摄像

树莓派需要先在软件配置里开启摄像头模块。可以使用 sudo raspi-config 命令，选择 5 Interfacing Options -> P1 Camera。

camera

之后就可以使用 raspistill 命令拍照和 raspivid 命令录制视频了。

# 拍摄照片并保存至 image1.jpg 文件
$ raspistill -o image1.jpg
# 拍摄长度为 10000 毫秒的视频并保存至 video.h264 文件
$ raspivid -o video.h264 -t 10000

image

mjpg-streamer

mjpg-streamer 是一个命令行工具，可以通过多种输入和输出插件将 JPEG 帧作为视频流传输。支持树莓派摄像头模块。
项目地址：mjpg-streamer

编译安装

使用如下命令获取 mjpg-streamer 源代码并编译安装：

# 安装依赖库和编译工具 cmake
$ sudo apt-get install cmake libjpeg8-dev libv4l-dev
# 获取源代码并编译
$ git clone https://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer.git
$ cd mjpg-streamer/mjpg-streamer-experimental
$ make
$ sudo make install

安装成功后便可以通过如下命令开启视频流：

$ mjpg_streamer -i "input_raspicam.so -x 640 -y 480 -fps 30" -o "output_http.so -w ./www"
MJPG Streamer Version: git rev: ddb69b7b4f114f3c2ca01adf55712792ca8aed43
 i: fps.............: 30
 i: resolution........: 640 x 480
 i: camera parameters..............:

Sharpness 0, Contrast 0, Brightness 50
Saturation 0, ISO 0, Video Stabilisation No, Exposure compensation 0
Exposure Mode 'auto', AWB Mode 'auto', Image Effect 'none'
Metering Mode 'average', Colour Effect Enabled No with U = 128, V = 128
Rotation 0, hflip No, vflip No
ROI x 0.000000, y 0.000000, w 1.000000 h 1.000000
 o: www-folder-path......: ./www/
 o: HTTP TCP port........: 8080
 o: HTTP Listen Address..: (null)
 o: username:password....: disabled
 o: commands.............: enabled
 i: Starting Camera
Encoder Buffer Size 81920

其中 -i 选项后面的 input_rapsicam.so 用于指定输入插件，-x 和 -y 选项指定视频流的分辨率，-fps 选项指定帧率。
-o 选项后面的 output_http.so 用于指定输出插件，-w 指定 Webcam 服务器使用的网页源文件。

使用测试

Webcam 服务器地址为：IP_Address:8080
使用浏览器访问时效果如下：

browser

可以借助 VLC 或 iina 视频播放器的 打开 URL 功能，远程播放视频流。URL 为 IP_Address:8080/?action=stream 。效果如下：

stream

呃，实话说，有点小卡。。。哈哈哈

参考资料

Raspberry Pi Cookbook, 2nd Edition
Raspberry Pi for Secret Agents (English Edition)