《工程训练与科研训练报告》

广东海洋大学

《工程训练与科学训练》

报告

学号：201311611301

姓名：陈成杰

班级：电子1133

广东海洋大学电子与信息工程学院

基于树莓派的网络监控以及控制系统

摘要：树莓派(Raspberry Pi)卡片电脑原本是为学生计算机编程教育而设计开发

的,自从其面世以来,树莓派由于其强大的可扩展性及其优异的性能在Geek圈以及物联网行业受到广泛关注。而目前"云计算"、"云存储"等"云"是当下IT行业发展的方向。将这二者结合而开发出的远程实时监控以及远程家居控制系统不论是从成本上,还是从其功能上都具有相当大的优势,同时还能给用户带来良好的用户体验。文中将使用目前相当流行的编程语言php来说明如何实现远程实时影像监控、室内温湿度检测及监控、家居电器控制等。

关键词：树莓派网络监控家电控制

Abstract: Raspberry pie (Raspberry Pi) card computer was originally for student education and computer programming design and development, since its debut, raspberry pie due to its strong scalability and excellent performance has attracted wide attention in the circle of Geek as well as the networking industry. And at present, cloud computing, cloud storage and other cloud is the direction of the current development of the IT industry. The combination of the two real-time remote monitoring and the development of the remote control system and Home Furnishing whether from the cost, or from its function has a considerable advantage, but also give users a good user experience. In this article, we will use the popular programming language php to illustrate how to realize remote real-time video monitoring, indoor temperature and humidity detection and monitoring, home appliances control, etc..

Keywords: network monitoring and control home appliances raspberry pie

一、树莓派的简介

Raspberry Pi(中文名为"树莓派",简写为RPi，(或者RasPi / RPI)是为学生计算机编程教育而设计，只有信用卡大小的卡片式电脑，其系统基于Linux。随着Windows 10 IoT的发布，我们也将可以用上运行Windows的树莓派。自问世以来，受众多计算机发烧友和创客的追捧，曾经一"派"难求。别看其外表"娇小"，内"心"却很强大，视频、音频等功能通通皆有，可谓是"麻雀虽小，五脏俱全"。

树莓派早期有A和B两个型号，主要区别:A型:1个USB、无有线网络接口、功率2.5W,500mA、256MB RAM;B型:2个USB、支持有线网络、功率3.5W，700mA、512MB RAM。

2014年7月和11月树莓派分别推出B+、树莓派model B+

树莓派model B+和A+两个型号，主要区别:Model A没有网络接口，将4个USB端口缩小到1个。另外，相对于Model B来讲，Model A内存容量有所缩小，并具备了更小的尺寸设计。Model A可以说是Model B廉价版本。虽说是廉价版本，但新型号Model A也支持同Model B一样的MicroSD卡读卡器、40-pin的GPI连接端口、博通BCM2385 ARM11处理器、256MB的内存和HDMI输出端口。

从配置上来说，model B+使用了和model B相同的BCM2835芯片和512MB内存，但和前代产品相比较，B+版本的功耗更低，接口也更丰富。model B+将通用输入输出引脚增加到了40个，USB接口也从B版本的2个增加到了4个，除此之外，model B+的功耗降低了约0.5W到1W，旧款的SD卡插槽被换成了更美观的推入式microSD卡槽，音频部分则采用了低噪供电。从外形上来看，USB接口被移到了主板的一边，复合视频移到了3.5mm音频口的位置，此外还增加了四个独立的安装孔。

本次设计采用的是树莓派B+。

二、系统设计

1.总体设计方案

如图所示，整个系统包括树莓派客户端和服务器服务端，树莓派上连接摄像头、温度传感器，继电器等，负责把传感器的数据上传到服务器，并且也可以接受来自手机，电脑等客户端的控制。服务器有两种方案，一种是用花生壳服务的服务，让服务器负责解析树莓派地址，并通过内网映射，实现对树莓派的访问；另一种是用普通服务器通过socket与树莓派建立连接，再在服务器上面写服务程序实现对从树莓派传来的数据进行端口转发，由于服务器有公网ip，这样套接字访问树莓派。鉴于时间和成本的限制，笔者采用花生壳的服务，虽然免费流量只有1G，后期考虑用第二种方案。

2.硬件方案设计

已经安装wringPi树莓派的GPIO端口映射下：