两个树莓派如何通过wifi direct传输视频并显示

news2025/4/16 1:33:40

这里写自定义目录标题

在两台设备上安装必要软件
Wi-Fi Direct接收端IP（自动发现或静态设置）
设置摄像头参数
显示初始化
网络设置

系统架构概述
发送端树莓派：捕获视频（摄像头或视频文件）→ 编码 → 通过Wi-Fi Direct传输

接收端树莓派：接收数据 → 解码 → 在ST7789 LCD屏上显示

准备工作
硬件需求
两个树莓派（建议3B+/4B）

摄像头模块（发送端）

ST7789 LCD屏（接收端）

电源供应

软件需求
bash
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在两台设备上安装必要软件

sudo apt update
sudo apt install -y ffmpeg python3-pip git
pip3 install numpy gpiozero spidev st7789

第一部分：配置Wi-Fi Direct连接

在两台树莓派上配置Wi-Fi Direct
编辑网络配置文件：

bash
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sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

添加以下内容（两台设备配置相同）：

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ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
country=US

network={
    ssid="DIRECT-RPi"
    mode=1
    frequency=2412
    key_mgmt=WPA-PSK
    psk="raspberry"
}

重启网络服务：

bash
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sudo systemctl restart networking

或者

sudo systemctl restart NetworkManager

或者

sudo systemctl restart systemd-networkd

不同发行版使用的网络服务不同，具体使用哪条指令，可以先通过以下指令确认当前使用的是哪个网络管理工具：

sudo systemctl list-units --type=service | grep -E '(network|NetworkManager)'

验证连接
在两台设备上执行：

bash
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sudo iw dev wlan0 scan | grep "DIRECT-RPi"

应该能看到彼此的设备。

第二部分：发送端设置（视频采集和传输）

视频采集脚本 sender.py
python
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import subprocess
import socket
import time

Wi-Fi Direct接收端IP（自动发现或静态设置）

RECEIVER_IP = "192.168.4.2"  # 典型Wi-Fi Direct IP
PORT = 5000

设置摄像头参数

WIDTH, HEIGHT = 640, 480
FPS = 24
BITRATE = "500k"

def start_stream():
    # 使用FFmpeg捕获摄像头并编码为H.264
    ffmpeg_cmd = [
        'ffmpeg',
        '-f', 'v4l2',
        '-input_format', 'h264',
        '-video_size', f'{WIDTH}x{HEIGHT}',
        '-framerate', str(FPS),
        '-i', '/dev/video0',
        '-c:v', 'copy',  # 直接使用摄像头硬件编码
        '-f', 'h264',
        '-'
    ]
    
    # 网络传输设置
    soc = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    
    # 启动FFmpeg进程
    process = subprocess.Popen(ffmpeg_cmd, stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE)
    
    try:
        while True:
            # 读取FFmpeg输出并发送
            data = process.stdout.read(1024)
            if not data:
                break
            soc.sendto(data, (RECEIVER_IP, PORT))
    except KeyboardInterrupt:
        process.terminate()
        soc.close()

if __name__ == "__main__":
    start_stream()

第三部分：接收端设置（接收和显示）

安装显示驱动库
bash
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git clone https://github.com/pimoroni/st7789-python
cd st7789-python
sudo python3 setup.py install

接收和显示脚本 receiver.py

python
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import socket
import subprocess
import threading
from PIL import Image
import st7789
import numpy as np

显示初始化

disp = st7789.ST7789(
    height=240,
    width=240,
    rotation=90,
    port=0,
    cs=8,
    dc=24,
    rst=25,
    spi_speed_hz=80 * 1000 * 000
)

网络设置

PORT = 5000
BUFFER_SIZE = 1024 * 8  # 8KB缓冲区

def display_frame(frame_data):
    """将接收到的帧数据显示在LCD上"""
    try:
        # 转换为PIL图像（假设是RGB格式）
        img = Image.frombytes('RGB', (240, 240), frame_data)
        disp.display(img)
    except Exception as e:
        print(f"显示错误: {e}")

def receive_stream():
    sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
    sock.bind(('0.0.0.0', PORT))
    
    # 使用FFmpeg解码
    ffmpeg_cmd = [
        'ffmpeg',
        '-i', '-',          # 从stdin读取
        '-f', 'rawvideo',   # 输出原始视频帧
        '-pix_fmt', 'rgb24',
        '-s', '240x240',    # 调整为屏幕分辨率
        '-'
    ]
    process = subprocess.Popen(ffmpeg_cmd, stdin=subprocess.PIPE, stdout=subprocess.PIPE)
    
    while True:
        data, _ = sock.recvfrom(BUFFER_SIZE)
        if data:
            process.stdin.write(data)
            # 从FFmpeg读取解码后的帧
            frame = process.stdout.read(240*240*3)  # RGB 240x240
            if frame:
                display_frame(frame)

if __name__ == "__main__":
    receive_stream()

优化方案

降低延迟技巧
发送端：

python
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ffmpeg_cmd = [
    'ffmpeg',
    '-fflags', 'nobuffer',  # 减少输入缓冲
    '-flags', 'low_delay',  # 低延迟模式
    '-tune', 'zerolatency', # 零延迟调优
    # ...其他参数
]
接收端：

python
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disp = st7789.ST7789(
    # ...其他参数
    spi_speed_hz=120 * 1000 * 1000  # 提高SPI速度
)

自动发现IP地址
在两台设备上添加：

python
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import netifaces

def get_wifi_direct_ip():
    try:
        return netifaces.ifaddresses('p2p-wlan0-0')[netifaces.AF_INET][0]['addr']
    except:
        return None