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

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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;;

    @Override
    protected 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() {
            @Override

            public 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 AppCompatActivity
        implements View.OnTouchListener
{
    private SharedPreferences sp;
    @SuppressLint("ClickableViewAccessibility")
    @Override
    protected 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"})
    @Override
    public 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;
    }

    @Override
    public 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ip

        byte[] 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 socket

IP=103.46.128.49
PORT=13415
server=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)

WIDTH=320
HEIGHT=240

print('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 socket

HOST = '0.0.0.0'
PORT = 8888
buffSize = 65535

server = 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。