带有Raspberry Pi Zero和移动热点的便携式视频流系统

在笔记本电脑或台式机等服务器级机器上进行网络广播是例行公事，而且并不引人注目。通过调制解调器端口转发进行流式传输同样简单。然而，更具挑战性的是仅使用手机作为 Wi-Fi 热点和紧凑型 Raspberry PiZero 而不是全尺寸计算机来实现稳定、长期的网络广播。这是通过仅配备 500MB RAM 和 5MP Pi Zero 摄像头的 Raspberry PiZero 实现的——外形小巧，但功能强大。

这种便携式系统在全球范围内提供一对一的流媒体，不依赖专有软件或付费服务（超出标准移动互联网费用）。流媒体由开源 Motion 软件提供支持。相同的设置还可以兼作监控工具，捕获带有日期和时间戳的入侵者的图像和视频，以提高安全性。

Raspberry Pi Zero 网络摄像头系统将紧凑的硬件与开源软件集成在一起，以提供连续的视频流和运动检测。图1为样机。所需组件列在物料清单表格中。

图 1：作者的 Raspberry Pi Zero 网络摄像头原型

除了物料清单表中列出的组件外，还需要基本的焊接工具，包括焊丝、烙铁和焊膏。

该系统由连接到 5MP Pi 摄像头模块的 Raspberry Pi Zero 板组成，如图 1 所示。Pi Zero 通过充当 Wi-Fi 热点的手机访问互联网。这种紧凑便携的配置使 Pi Zero 能够用作网络摄像头或运动检测系统。

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原理图电路：Raspberry Pi Zero 通过其相机端口连接到相机。

软件组件：Motion 和 ZeroTier

系统的核心是开源的Motion软件。它包括一个处理视频流、运动检测和录制的内置 Web 服务器。动作从摄像机捕获视频流并实时处理它们。当检测到运动时，它可以触发诸如录制视频、拍摄快照、保存在本地或通过网络传输等作。

评估了其他几种软件解决方案，包括基于 Python 和 OpenCV 的设置。然而，除了 Motion 之外，所有其他软件都被证明对 Raspberry Pi Zero 来说太重了，导致流媒体性能不可靠。

在 Raspberry Pi Zero 上，需要执行以下步骤：

要检查 Motion 是否在本地网络 （LAN） 上运行，请在连接到同一 Wi-Fi 网络的任何计算机上打开 Web 浏览器并访问： http://：8081

这将显示来自 Motion 服务器的实时视频流。

大多数设置都已预先配置并可供使用。除非知道确切的修改，否则不需要进行任何更改。偶尔可能会出现丢失文件或目录，例如 motion.log 或 process_id_file。在这种情况下，应创建必要的目录或文件，应用适当的权限，并重新启动服务。

Motion 软件非常灵活，所有选项都可以在 motion.conf 文件中配置。应仔细阅读该文件以了解每个选项，例如，如何更改日志文件位置、流式处理端口和其他参数。为了便于使用，已将示例 motion.conf 文件作为附件包含在内。

图 2 说明了 ZeroTier 如何跨互联网创建虚拟专用网络 （VPN） 隧道，允许不同位置的多个设备安全地通信，就好像它们在同一个本地网络上一样。显示的关键组件包括标记为 D1 到 D5 的各种设备、互联网接入点（云）、本地设备的共享热点以及促进加密通信的 ZeroTier （ZT） 引擎。

图 2：ZeroTier 示意图

在此设置中，设备 D1、D2 和 D3 连接到提供互联网访问的公共热点。这些设备使用 ZeroTier 通过公共互联网连接虚拟网络。设备 D4 和 D5 位于不同的远程位置并通过单独的网络连接到互联网，也安装了 ZeroTier 并加入同一个虚拟网络。此配置可确保所有设备都处于逻辑连接状态，无论其物理位置如何。

ZeroTier 在互联网上创建了一个安全隧道，允许在所有连接的设备 （D1-D5） 之间进行点对点或类似虚拟 LAN 的通信。这种方法适用于远程设备访问、无需传统VPN的安全通信以及跨不同站点构建专用网络等场景。

此虚拟网络工具可实现跨 Internet 的安全、加密的一对一通信，而无需端口转发等复杂配置。它为视频流创建了一个安全隧道，供世界任何地方的授权设备传输和访问。一旦概念明确，过程就很简单了。