两个树莓派如何通过wifi direct传输视频并显示

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
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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

1. 在两台树莓派上配置Wi-Fi Direct
   编辑网络配置文件：

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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=USnetwork={ssid="DIRECT-RPi"mode=1frequency=2412key_mgmt=WPA-PSKpsk="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)'

2. 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）

1. 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.264ffmpeg_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:breaksoc.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）

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

2. 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 240x240if frame:display_frame(frame)if __name__ == "__main__":receive_stream()

优化方案

1. 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
)

2. 自动发现IP地址
   在两台设备上添加：

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

常见问题解决
连接不稳定：

缩短设备间距离

尝试不同频道：sudo iwconfig wlan0 channel 6

视频卡顿：

降低分辨率：改为320x240

降低帧率：15FPS

减少比特率：“300k”

显示异常：

检查SPI连接

确认ST7789初始化参数正确

降低SPI速度测试

最终启动流程
发送端：

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python3 sender.py
接收端：

bash
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python3 receiver.py
这个方案实现了从摄像头采集到无线传输再到屏幕显示的全流程，你可以根据需要调整视频参数和显示设置。