基于树莓派的无线传屏系统的设计与实现

陈涛　陈辉金

摘要：无线传屏技术拟在无线的环境中，将客户端的屏幕信息，通过无线网络传输至服务器计算机上。相比与传统的视频共享或视频同步，无线传屏技术的优势为：所需的电缆少、终端可以随意移动，可提供更加舒适的使用环境。作为无线传屏系统的一种廉价解决方案，本文设计并实现了一种基于树莓派的无线传屏系统，其思路为：以树莓派为客户端，计算机为服务器，多媒体信息将在服务器与客户端间通过WLAN进行传输，树莓派再通过HDMI，将多媒体信息输入至显示器终端，实现无线传屏的功能。

关键词：无线传屏技术;树莓派; HDMI

中图分类号：TN948.6;TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）05-0178-02

0 引言

随着电脑的普及，大多数的家庭用户都有这样一个想法：电脑与电视通过无线连接，将电脑上的视频信息实时显示在电视上，达到大屏观看的效果。而无线传屏技术，恰好解决了这个问题，它能够实时将服务器计算机的视频内容无线传输至显示终端。不仅在家庭中，无线传屏技术还可用于学校教室、商务办公室等，为教学、办公提供更加便捷、灵活的服务。阻碍无线传屏技术普及的原因，主要在于产品价格的高昂、传输的延迟性高。因此，本文在廉价的树莓派开发板上设计并实现了无线传屏系统，它能够一键连接计算机服务器，方便快捷。

1 无线传屏系统设计

1.1 应用场景

无线传屏系统由计算机服务器、无线网卡、触发开关、树莓派、显示终端组成。当打开开关以后，多媒体信息将从计算机服务器输出，通过WLAN传输至树莓派，最后再利用有线HDMI将多媒体信息传输至显示终端进行显示，完成无线传屏功能。

1.2 系统功能设计

树莓派是一款开源的基于ARM的卡片式电脑主板，无线传屏系统以树莓派为基础，共设计三个模块，对其阐述如下：

（1）一鍵开启：通过触发开关，一键开启显示界面与计算机服务器传输端与树莓派接收端间的传输通道，开始信息传输。

（2）多媒体信息传输：运行于计算机上的vnc view服务器，等待“开启传输“命令，开启后将开始将多媒体信号传输于接收端。

（3）多媒体信息接收：树莓派作为多媒体信息的接收端，当开启指令后，接收来自计算机服务器传输的多媒体信号。同时，将接收到的多媒体信息进行显示。

1.3 硬件方案和技术路线

系统硬件除了树莓派B+板以外，还包括1个32GB的SD卡、1个无线网卡、2个触发开关以及2个指示灯，各部分连接如图1所示。

本方案使用的树莓派B+，具有40个引脚的GPIO口、4个USB接口、以及1个HDMI接口。

本方案中，将无线网卡连接于USB接口，将触发开关电路中的机械开关与提示灯分别连接于树莓派的13号与15号引脚，显示屏有线连接树莓派的HDMI口;此外，本方案中还需要插入32GB的的SD存储卡，用来安装操作系统、应用软件和存储数据;

选用的无线网卡传输速率150Mpbs，覆盖范围大于50m，兼容性好，能满足多媒体信息的传输。Raspbian不仅占用SD卡空间少， 而且内置了较完整的Python开发环境，还包含了很多树莓派相关的功能库，即方便实现树莓派硬件与嵌入式 Web服务器（Apache）的深度集成， 又可以简化开发难度，缩短开发周期。因此选用Raspbian作为树莓派的操作系统。

2 功能实现

2.1 一键开启

一键开启分为2步，第一步为一键开启显示窗口、第二步为开启传输通道。开启显示窗口后，树莓派处于待输出状态，收到多媒体信息后，立即对多媒体信息进行输出显示。

2.2 多媒体信息传输

多媒体信息传输功能分为三个部分组成，它们是：（1）运行于计算机服务器的vncview server;（2）运行于树莓派的vncview;（3）连接vncviewer与vncview server的局域网络;当经过上一步骤的一键开启，树莓派将运行“vncviewer.sh”脚本，如果计算机服务器开始vncview server，将开始传输多媒体信息。

2.3 多媒体信息接收

开启Vncviewer.sh后，树莓派即时开始接收多媒体信息。同时，将接收的信息通过HDMI输出至显示屏，完成无线传输。

3 测试

在计算机服务器中，开启多媒体信息传输服务，有线连接树莓派与显示终端，将树莓派与计算机服务器连接至同一局域网。一键开启前的情况如图2左边所示。当一键开启时，显示终端显示与计算机服务器一致的内容，如图2右边所示。

4 结语

本设计通过三个模块，一键开启模块，多媒体信息传输，多媒体信息接收，实现了无线视频传输功能。使用方便，传输延迟小。