树莓派小车的4G遥控与视频回传（内网穿透）
目录
1.项目简介
2.工具
3.步骤
1.手机端
（1）设置ip和端口
（2）遥控界面
2.树莓派
（1）给树莓派配置公网环境
（2）树莓派进行内网穿透
（3）树莓派UDP监听
（4）树莓派视频回传
3.电脑端
（1）电脑进行内网穿透
（2）视频接收代码
1.项目简介
基于公网环境进行UDP通信，使用手机APP发出指令，控制树莓派小车移动，并将树莓派小车搭载的摄像头采集到的画面回传到电脑上显示。
2.工具
Android studio（开发手机APP）
PyCharm Community Edition （电脑端python程序接收树莓派回传的视频）
网卡 SIM7600CE—CNSE（树莓派联网）
软件：natapp,花生壳（内网穿透）
树莓派小车，摄像头
3.步骤
1.手机端
（1）设置ip和端口
Android studio开发通信APP,这是ip和端口的设置界面及代码
public class MainActivity extends AppCompatActivity {private Button btn1;private EditText ip;private EditText port;private SharedPreferences.Editor spE;private SharedPreferences sp;;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);btn1 = findViewById(R.id.bt_1);ip = findViewById(R.id.et_1);port = findViewById(R.id.et_2);sp = getSharedPreferences("ip", MODE_PRIVATE);sp = getSharedPreferences("port", MODE_PRIVATE);spE = sp.edit();ip.setText(sp.getString("ip", ""));port.setText(sp.getString("port",""));btn1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {if (ip.getText().toString().isEmpty() || port.getText().toString().isEmpty()) {Toast.makeText(MainActivity.this, "请输入ip地址", Toast.LENGTH_SHORT).show();//弹窗return;}spE.putString("ip", ip.getText().toString());spE.putString("port", port.getText().toString());spE.apply();Intent intent = new Intent(MainActivity.this, MainActivity_udp.class);startActivity(intent);}});}
}（2）遥控界面
这是遥控界面的布局图片和代码，点击对应的图标就会有相应的指令发出
public class MainActivity3 extends AppCompatActivityimplements View.OnTouchListener
{private SharedPreferences sp;@SuppressLint("ClickableViewAccessibility")@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main3);TextView tx_w =findViewById(R.id.tx_w);TextView tx_s =findViewById(R.id.tx_s);TextView tx_a =findViewById(R.id.tx_a);TextView tx_d =findViewById(R.id.tx_d);tx_w.setOnTouchListener(MainActivity3.this);tx_s.setOnTouchListener(MainActivity3.this);tx_a.setOnTouchListener(MainActivity3.this);tx_d.setOnTouchListener(MainActivity3.this);sp = getSharedPreferences("ip",MODE_PRIVATE);sp = getSharedPreferences("port",MODE_PRIVATE);}@SuppressLint({"ClickableViewAccessibility", "NonConstantResourceId"})@Overridepublic boolean onTouch(View v, MotionEvent event) {switch (v.getId()) {case R.id.tx_w:if (event.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN) {udp_Thread ut = new udp_Thread("w", sp.getString("ip", ""),sp.getString("port",""));ut.start();}// 抬起操作else if (event.getAction() == MotionEvent.ACTION_UP) {udp_Thread ut = new udp_Thread("p" , sp.getString("ip", ""),sp.getString("port",""));ut.start();}return true;case R.id.tx_s:if (event.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN) {udp_Thread ut = new udp_Thread("s" , sp.getString("ip", ""),sp.getString("port",""));ut.start();}// 抬起操作else if (event.getAction() == MotionEvent.ACTION_UP) {udp_Thread ut = new udp_Thread("p", sp.getString("ip", ""),sp.getString("port",""));ut.start();}return true;case R.id.tx_a:if (event.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN) {udp_Thread ut = new udp_Thread("a" , sp.getString("ip", ""),sp.getString("port",""));ut.start();}// 抬起操作else if (event.getAction() == MotionEvent.ACTION_UP) {udp_Thread ut = new udp_Thread("c" , sp.getString("ip", ""), sp.getString("port",""));ut.start();}return true;case R.id.tx_d:if (event.getAction() == MotionEvent.ACTION_DOWN) {udp_Thread ut = new udp_Thread("d" , sp.getString("ip", ""), sp.getString("port",""));ut.start();}// 抬起操作else if (event.getAction() == MotionEvent.ACTION_UP) {udp_Thread ut = new udp_Thread("c" , sp.getString("ip", ""), sp.getString("port",""));ut.start();}return true;}return true;}
}工具类udp_Thread(udp通信代码)
public class udp_Thread extends Thread {private String str;private String ip;private String port;public udp_Thread(String str, String ip, String port) {this.str = str;this.ip = ip;this.port = port;}@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}DatagramSocket socket = null;try {if (socket == null) {socket = new DatagramSocket(null);socket.setReuseAddress(true);socket.bind(new InetSocketAddress(Integer.parseInt(port)));}} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();}//实例化socket套接字InetAddress serverAddress = null;try {serverAddress = InetAddress.getByName(ip);} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();}//设置ipbyte[] data = str.getBytes();System.out.println(str);System.out.println(ip);System.out.println(port);DatagramPacket packages = new DatagramPacket(data, data.length, serverAddress, Integer.parseInt(port));//封装报文try {assert socket != null;socket.send(packages);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}//发送socket.close();}}
至此，手机APP已经编写好了，设置正确的IP和端口就可以将指令发到树莓派上了
（W:电机正转 S:电机反转 A:舵机左转 D:舵机右转 P:电机停止 C：舵机回正）
2.树莓派
（1）给树莓派配置公网环境
我用的这种 网卡 （主要是支持Linux系统，比较方便）淘宝上买的，有点小贵。
也可以使用电脑上插得那种网卡，然后在树莓派上配置它的驱动
这是拨号教程
（2）树莓派进行内网穿透
1.不进行内网穿透的话，树莓派的ip（不管是局域网还是移动网络的ip都不是公网ip）只是在当前节点的局域网内的ip，不能进行公网通信。
2.穿透之后相当于给树莓派ip在公网环境中找了个爹(公网ip)，手机APP的指令先发到他爹哪里（公网ip），他爹在转发给树莓派ip(节点内局域网ip)
3.具体步骤可以参考这篇文章NATAPP使用笔记—内网穿透，透内通外_信看的博客-CSDN博客。（使用普通网卡的也可以参考这个，不局限于网卡设备）
4.配置好内网穿透之后，在APP的ip和端口设置界面输入ip和端口号，就可以发送指令到树莓派了。(server.natappfree.cc是域名，转换成ip就行了)
（3）树莓派UDP监听
树莓派里面运行python程序
sockfd=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM)
server_addr=('0.0.0.0',8003)
sockfd.bind(server_addr)def S_UDP():data,addr=sockfd.recvfrom(1024)if not data:print(waiting)id= data.decode()print('收到的信息：\nid:%s' % (id))if __name__ == "__main__":while True:S_UDP()这样树莓派就可以接收到来自手机APP的指令了。
然后根据接收到的指令控制小车的移动
if order == 'a':Motor.ChangeDutyCycle(MotorCenter + Motor_sensitivity)elif order == 'd':Motor.ChangeDutyCycle(MotorCenter - Motor_sensitivity)if order == 'w':Servo.ChangeDutyCycle(ServoCenter + Servo_sensitivity)elif order == 's':Servo.ChangeDutyCycle(ServoCenter - Servo_sensitivity)if order == 'c':Motor.ChangeDutyCycle(MotorCenter)if order == 'p':Servo.ChangeDutyCycle(ServoCenter)控制小车移动的代码取决于你使用的树莓派小车的底层，我这个只做参考
（4）树莓派视频回传
代码运行需要opencv,安装教程网上比较多，不在赘述，记得换源就行了
import cv2
import socketIP=103.46.128.49
PORT=13415
server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)WIDTH=320
HEIGHT=240print('now starting to send frames...')
capture=cv2.VideoCapture(0)
capture.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH,WIDTH)
capture.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT,HEIGHT)
try:while True:success,frame=capture.read()if success and frame is not None:result,imgencode=cv2.imencode('.jpg',frame,[cv2.IMWRITE_JPEG_QUALITY,90])server.sendto(imgencode,(IP, PORT))except Exception as e:print(e)capture.release()server.close()
视频回传是回传到电脑端，所以这里的ip要设置电脑的公网ip(电脑内网穿透获取到的公网ip)
3.电脑端
（1）电脑进行内网穿透
电脑端使用花生壳配置内网穿透，下载花生壳，操作很简单，配置成功后如图所示：
如图所示，右上角访问地址4y4399t29.wicp.vip:13415就是电脑内网穿透之后获取的公网ip和端口4y4399t29.wicp.vip是域名（对应ip:103.46.128.49），13415是端口。内网主机就是自己电脑的ip和端口，端口在运行的python程序中设置，ip查看方法如下：
键盘按Windows+R输入“cmd”并确定后，命令窗口中输入“ipconfig”，回车，找到ipv4对应的ip地址，就是你电脑的ip地址。
配置成功后向103.46.128.49：13415发送的数据就会转发到你的电脑上（100.23.89.197：8888）
（2）视频接收代码
import cv2
import numpy
import socketHOST = '0.0.0.0'
PORT = 8888
buffSize = 65535server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # 创建socket对象
server.bind((HOST, PORT))
print('now waiting for frames...')
while True:data, address = server.recvfrom(buffSize) # 先接收的是字节长度data = numpy.array(bytearray(data)) # 格式转换imgdecode = cv2.imdecode(data, 1) # 解码print('have received one frame')cv2.imshow('frames', imgdecode) # 窗口显示if cv2.waitKey(1) == 27:break
server.close()
cv2.destroyAllWindows()电脑收到树莓派发送的视频后就会显示在屏幕上。
第一次写文章，分享自己玩的树莓派4G小车，看的不明白的地方留言提问。
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