4G通信测试-内网穿透

@4G通信测试-内网穿透
原文链接:https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43761491/article/details/126989492
一. 准备
  由于我是使用DTU进行测试,因此将就DTU实现方法进行阐述,了解原理后方法仍适用于4G模块等硬件。
1.通信模块
  DTU、4G模块、WIFI模块等。
2.串口调试助手
  用于通过USB转232/485模块,配置DTU参数,这个取决于你的通信配置方式如何,自行斟酌。
3.花生壳服务器
  本质上我们是利用花生壳提供的免费服务器进行通信测试,只不过这个服务器资源比较有限,我们也没有必要去就着这个服务器进行开发,就可以使用内网穿透,将服务器接收到的数据转发至PC。
4.网络调试助手
  用于接收花生壳服务器转发数据,串口调试助手大家肯定都有,部分小伙伴可能没有这个,可以去github或gitee上拉,这里我也分享一个,蓝奏云地址,密码:1234。

三.实现步骤
(1)原理
本质上搭建模拟环境,由PC模拟数据发送(可用网络调试助手也可以直接上模块,目的是实现数据上传至云服务器),借助花生壳平台免费的资源(域名及它的服务器)模拟本项目云服务器,通过内网穿透模拟云服务器的数据访问接口或通道。这样,就可以搭建回环测试环境,以测试如通信模块是否正常、SIM卡是否可用这样的情况。

(2)开始实现
① 注册花生壳账号,每个账号都可以申请一个免费域名(这个域名不好,但是对于个人及小数据测试足够)。
② 在管理平台中&

<think>嗯,用户现在想在树莓派5上通过4G网络实现视频传输,需要参考之前的回答和引用内容。首先,我得回顾一下之前的对话,看看之前的方案是怎样的。之前用户问的是树莓派4的视频图传,我给出了硬件准备、基础设置流程、具体实现方法以及优化建议等。现在用户升级到了树莓派5,可能需要考虑硬件兼容性,比如4G模块是否支持树莓派5的接口,比如USB或PCIe。 用户提供的引用[1]中提到使用Android手机通过MQTT协议上传视频到华为云ECS的EMQX服务器。这可能是一个可行的方案,但用户现在想用树莓派5直接处理,而不是用手机。所以需要考虑如何在树莓派5上实现类似的功能,比如使用摄像头模块,视频编码,然后通过4G模块传输到云端。 首先,硬件方面,树莓派5可能需要不同的4G模块,比如通过USB连接的LTE模块,比如华为的ME909s-120或者移远的EC25。需要确认这些模块在树莓派5上的驱动支持情况。另外,树莓派5的GPIO和电源管理可能有所变化,需要确保4G模块的稳定供电。 然后,软件部分,之前的方案用了ffmpeg和Python进行视频采集和传输,现在可能需要同样的工具,但需要考虑树莓派5的性能提升是否允许更高分辨率或帧率。另外,引用中的MQTT协议传输视频流,这可能比UDP更适合远程传输,因为MQTT是基于TCP的,有更好的可靠性和消息队列功能,适合不稳定的4G网络。 接下来,视频编码方面,用户提到H.265可以降低带宽,但需要确认树莓派5的硬件编码支持,比如是否支持H.265的硬件加速。树莓派5的GPU是否有提升,能更好地处理编码任务,减少CPU负载。 云端部分,之前引用用了华为云的EMQX MQTT服务器,所以可能需要配置树莓派5作为MQTT客户端,将视频流通过4G上传到EMQX,然后云端服务器订阅该主题获取视频数据。同时,需要考虑视频流的封装格式,比如是否使用RTSP、RTMP或者直接通过MQTT传输分片数据。 另外,用户可能需要内网穿透,但如果有4G网络和公网IP的云端服务器,可能不需要内网穿透,直接通过MQTT或WebSocket传输。不过4G网络可能存在NAT问题,所以使用MQTT这种基于TCP的协议可能更可靠。 还需要考虑安全性和数据压缩,比如是否启用TLS加密MQTT连接,视频编码的参数设置,码率控制以适应4G网络的不稳定带宽。 最后,故障排查部分,可能需要检查4G模块的信号强度,网络配置,MQTT连接状态,以及视频编码的延迟和带宽使用情况。树莓派5的新特性,比如PCIe接口,可能允许更快的4G模块连接,提升传输效率。 总结来说,方案应该包括硬件准备(树莓派5、4G模块、摄像头)、软件配置(驱动、编码工具、MQTT客户端)、云端设置(EMQX服务器、流媒体服务),以及优化和故障处理步骤。需要结合之前的回答和引用中的架构,调整到树莓派5的环境,并利用MQTT协议实现可靠传输。</think>### 树莓派5 4G视频传输方案(基于MQTT协议与云端服务) --- #### 一、硬件选型与配置 1. **核心设备** - 树莓派5(建议8GB内存版本,支持PCIe接口) - 4G通信模块: - USB型:移远EC25(兼容树莓派5驱动)[^1] - PCIe型:华为ME909s-120(需通过M.2转PCIe接口) - 摄像头: - 官方CSI摄像头(支持H.265硬件编码) - 或USB摄像头(需兼容V4L2驱动) 2. **网络架构** $$树莓派5 \xrightarrow{4G网络} 华为云ECS(EMQX MQTT) \xrightarrow{Web服务} 用户终端$$ --- #### 二、核心实现步骤 **1. 4G模块配置(以移远EC25为例)** ```bash # 安装PPP拨号工具 sudo apt install ppp # 配置APN(以中国移动为例) echo 'AT+CGDCONT=1,"IP","CMNET"' | sudo tee /etc/ppp/peers/quectel-chat sudo pon quectel ``` **2. 视频采集与编码(硬件加速)** ```bash # 启用H.265硬件编码(树莓派5新增VPU驱动支持) raspivid -t 0 -w 1280 -h 720 -fps 20 -b 2000000 --codec H265 --profile main --intra 30 -o - | \ ffmpeg -i - -c copy -f mp4 pipe:1 > video_stream.h265 ``` **3. MQTT协议传输(Python实现)** ```python import paho.mqtt.client as mqtt import subprocess client = mqtt.Client() client.connect("华为云ECS公网IP", 1883, 60) # 启动视频流管道 proc = subprocess.Popen( ['raspivid', '-t', '0', '-o', '-'], stdout=subprocess.PIPE ) while True: chunk = proc.stdout.read(1024) if chunk: client.publish("video/stream", chunk) # QoS=1保证传输可靠性[^1] ``` --- #### 三、云端服务部署 1. **EMQX MQTT服务器配置** ```bash # 华为云ECS安装EMQX wget https://www.emqx.com/zh/downloads/broker/5.0.20/emqx-5.0.20-ubuntu22.04-amd64.deb sudo dpkg -i emqx-5.0.20-ubuntu22.04-amd64.deb sudo systemctl start emqx ``` 2. **Web端视频显示(WebSocket+WASM)** ```html <script> const client = mqtt.connect('ws://ECS_IP:8083/mqtt') client.subscribe('video/stream') const player = new JSMpeg.Player({ source: client, canvas: document.getElementById('video-canvas') }) </script> ``` --- #### 四、关键优化策略 1. **带宽控制** - 动态码率调整:基于4G信号强度(`AT+CSQ`指令)自动调节分辨率 $$码率(kbps) = \frac{信号强度(db) \times 50}{31} + 200$$ - 分片传输:将视频流切割为2秒片段,减少网络抖动影响[^1] 2. **延迟优化** ```bash # 树莓派内核参数调整 echo 'net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle=0' | sudo tee /etc/sysctl.conf sudo sysctl -p ``` --- #### 五、故障排查指南 | 问题现象 | 解决方案 | |---------|----------| | 4G模块无法拨号 | 执行`AT+CPIN?`检查SIM卡状态 | | 视频花屏 | 检查H.265 Profile设置(需匹配解码端能力) | | MQTT断连 | 启用心跳机制`client.loop_start()` | ---
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