使用树莓派+arduino+采集卡+frp实现异地控制电视机顶盒

由于各种条件限制，我经常需要出差到外地进行机顶盒的调试工作， 但是我不想动弹 这个就会产生大量的差旅费用，增加公司的开销，为了解决这个问题，我研究了使用树莓派当作控制、显示平台，arduino作为红外线操作平台，使用frp进行内网穿透，实现异地调试机顶盒。以后小的问题就可以直接让运营带着这套东西去当地，技术直接远程调试就行了。

最后组装起来大概是这个样子的：

然后用远程桌面连接树莓派可以看到机顶盒的画面，大概是这个样子的（请不要吐槽画质，为了加快响应速度只能压一下画质了╮(╯▽╰)╭）：

开发前提

1.带图形界面的Linux系统（windows系统也可以，考虑到这东西需要拿到外地去用，拿便宜小巧的树莓派当平台性价比更高）
2.arduino开发板
3.红外线接收模块/红外线发送模块各一个
4.视频采集卡
5.需要异地调试的机顶盒（遥控器得是红外线的）

I.获取机顶盒画面

首先，去某宝买一个支持linux平台的视频采集卡，将机顶盒和视频采集卡用HDMI线连接，将视频采集卡和树莓派用USB线连接。
接下来在树莓派上安装一个VLC media player[官方下载地址]
启动vlc，选择媒体-打开捕获设备，捕获模式使用默认的Video camera，视频设备名称选择插入采集卡后增加的设备（如果下拉框中没有显示可以手动输入）。音频设备名称只有一个选的，然后点播放就行了。其他品牌型号的采集卡有可能配置不一样，请咨询卖家客服。

II.安装VNC Sserver

这是远程桌面软件，通过这个软件和采集卡实现远程看到机顶盒画面。
vnc的使用请参考我另一篇博客Linux下vnc的安装、使用以及设置开机启动

III.红外线遥控

只能看见机顶盒的默认页面并没有什么卵用，还需要能够控制机顶盒（目前只讨论红外线的遥控器，蓝牙的以后再研究。）
树莓派自带GPIO，也有红外的模块LIRC，可是踩了一个多月的坑，看了大半个月的英文文档，最终还是扑街了，红外线发射模块无法正常工作╮(╯▽╰)╭
最后决定再加一个平台——arduino开发板，通过树莓派给arduino发送指令，arduino再来发送红外线。

红外线解码

首先准备一个arduino开发板，长这个样子(图片来自百度)：

首先准备好红外线模块，一个用来发送，一个用来解析遥控器的信号（图片来自我买的那家某宝店)

用杜邦线连接红外线模块和arduino开发板，设置好针脚，先烧录红外线解码程序，然后通过串口监视器收集红外线码：

其中rawData就是我们需要的数据。

可视化操作平台

写代码是为了什么！为了偷懒！ 提高效率！
用python的tkinter模块可以快速生成UI（虽然很丑）

try:
    import Tkinter as tk
except ModuleNotFoundError:
    import tkinter as tk

win = tk.Tk();
win.title("模拟遥控器");
win.geometry('300x620');#设置宽高

tk.Button(win,text=1,command=function1,width=3).grid(row=1, column=1,padx=10, pady=10, ipadx=10, ipady=10);
tk.Button(win,text=2,command=function2,width=3).grid(row=1, column=2,padx=10, pady=10, ipadx=10, ipady=10);
tk.Button(win,text=3,command=function3,width=3).grid(row=1, column=3,padx=10, pady=10, ipadx=10, ipady=10);

win.mainloop();

以上代码就可以生成3个按钮的UI，每个按钮的点击事件由command绑定。

红外线发送

先将红外线发送程序烧录到arduino上，然后将树莓派和arduino连接，运行写好了发送逻辑代码的python文件。当arduino收到树莓派发送的数据时，RX指示灯会亮。

IV.FRP内网穿透

因为涉及到实时的图像传输，长时间使用数据量会比较大，同时公司有个闲置的服务器，这次就决定不用免费的NATAPP，转用FRP进行内网穿透。
官方文档
官方下载地址
将压缩包分别下载到服务端和客户端（树莓派）上后解压即可。
使用FRP服务首先需要设置一下配置文件，好在官方已经提供了精简版的配置文件和全量配置文件，就在压缩包里面，服务端是 frps.ini 和 frps_full.ini。客户端是frpc.in 和 frpc_full.ini。

FRP配置

服务端配置：

[common]
bind_port = 7000
//默认配置中监听的是 7000 端口，可根据自己实际情况修改。

token = xxxxxxxx
//自定义字符串，用于连接验证，不用配置在common下

客户端配置:

[common]
server_addr = 1.1.1.1
// FRP服务端的公网IP
server_port = 7000
//对应服务端监听的端口

token = xxxxxxxxxx
//对应服务端的token

[ssh]
type = tcp
local_ip = 127.0.0.1
local_port = 22
remote_port = 6000

[vnc]
type = tcp
local_ip = 127.0.0.1
local_port = 5901
remote_port = 3000
//开放VNC使用的5901端口给服务端，服务端使用3000端口映射到5901端口。

服务端启动服务:./frps -c ./frps.ini
客户端启动服务:./frpc -c ./frpc.ini
客户端启动成功：

FRP还有更多功能，详细的使用方法请阅读官方文档。

V.使用流程

连接好各种硬件，启动树莓派。
首先SSH连接到树莓派，vncserver :1启动一个桌面。
然后./frpc -c ./frpc.ini启动FRP服务。
接下来用VNC使用服务器的公网IP+客户端配置的映射端口号连接桌面，我上面配置的是服务器的3000端口映射到树莓派的5901（就是VNC的端口），那么VNC应该连接的是:1.1.1.1:3000。
接着输入树莓派PI的账号密码登陆。
启动VLC播放器获取采集卡的推流。
运行遥控器的python文件。

写在最后

这套东西就是低配版的物联网，以后有时间了可以研究研究更多玩法，比如说在公司遥控家中的树莓派喂鱼喂猫，实时的家庭监控之类的（不要和我说市面上已经有现成的了，自己弄的才好玩啊！）