树莓派学习笔记（5）：成功实现NAS家庭服务器（流媒体播放、文件共享及下载机）
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一、家庭服务器实现的主要功能
1、流媒体播放服务：利用DLNA实现电视、手机、电脑播放其上面的媒体文件。
2、文件共享：利用samba实现手机、电脑等终端与服务器的文件共享。
3、自动下载：利用aria2c实现自动下载。
先上几张效果图：
用orico的包装盒做了个机箱。
内部效果，线还是有些凌乱
放在桌上，感觉还不错，呵呵
二、准备工作
1、树莓派B+
2、安装raspbian系统，具体安装方法见：树莓派学习笔记（1）：入手树莓派。
3、设置固定IP为192.168.1.120，设置方法见：树莓派学习笔记（3）：利用VNC远程控制树莓派。
4、安装vnc软件，安装方法见：树莓派学习笔记（3）：利用VNC远程控制树莓派。
5、准备了一块旧移动硬盘（80G）
6、准备了可外接供电的usb hub一个，树莓派本身输出电流较小，很难保证移动硬盘的运行，所以加了一个可外接供电的usb hub。
三、安装samba实现文件共享
1、准备硬盘
硬盘进行分区和格式化，这里我直接就分了一个区，格式化为ext4格式，据网上介绍说如果是fat或者ntfs等格式可能会出现权限问题，于是干脆直接格式化为ext4格式。硬盘在树莓派上格式化会比较慢，我就在电脑上进行了格式化。电脑操作系统是windows7，利用软件MiniTool Partition Wizard Home Edition 8.0，下载地址：http://www.partitionwizard.com/download.html。具体使用方法是先将原分区删除，然后点击creat，在格式那里选ext4，类型我选的primary，label用的nas，然后点击apply就开始格式化硬盘了。（如果用容量较小的U盘，可以直接用树莓派格式化，命令为：mkfs -t ext4 /dev/sdb1）
2、将硬盘挂载到树莓派上
树莓派开机后，用putty连接（连接方法见树莓派学习笔记（1）：入手树莓派）后，为方便操作直接进行root用户（具体方法见http://www.cnblogs.com/xiaowuyi/p/3980037.html一楼评论处），然后运行df –h，查看硬盘挂载情况。
root@raspberrypi:/home/pi# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
rootfs 2.9G 2.4G 387M 87% /
/dev/root 2.9G 2.4G 387M 87% /
devtmpfs 183M 0 183M 0% /dev
tmpfs 38M 792K 37M 3% /run
tmpfs 5.0M 0 5.0M 0% /run/lock
tmpfs 75M 0 75M 0% /run/shm
/dev/mmcblk0p1 56M 9.7M 47M 18% /boot
/dev/sda1 70G 24M 67G 1% /media/nas
最后一行/dev/sda1说明硬盘已经挂载。为下一步安装samba，将共享文件夹设为/samba。于是新建文件夹:
mkdir /samba
设置访问权限：shmod 777 /samba
将硬盘挂载到/samba文件夹，具体步骤：
umount /dev/sda1 #取消挂载
mount /dev/sda1 /samba
这里再查看df -h，结果为：
这里表示已挂载成功。
3、解决硬盘的自动挂载
每次树莓派重启或者硬盘插拔都需要对硬盘进行重新挂载，比较麻烦，因此需要自动挂载。这里要修改/etc/fstab文件。有人喜欢用vi进行编辑，我比较喜欢直接vnc连接上后，用编辑器进行编辑。
可以看到，fstab文件其实就是一个表格，表格各列的含意如下：
第一列：磁盘分区名/卷标，一般是/dev/sdaN（N表示正整数）
第二列：挂载点，我们在这里把/dev/sda1挂到/samba上。
第三列：缺省设置，一般用defautls。
第四列：是否备份：0——表示不做 dump 备份；1——表示要将整个 <fie sysytem> 里的内容备份；2 也表示要做 dump 备份，但该分区的重要性比 1 小。
第五列：检测顺序：0——不进行检测；根分区（/），必须填写 1，其它的都不能填写 1。如果有分区填写大于 1 的话，则在检查完根分区后，从小到大依次检查下去。
具体填写方法在图中已注明。
4、安装samba
更新一下源：
sudo apt-get update
安装samba
sudo apt-get install samba samba-common-bin
安装完成后，配置/etc/samba/smb.conf文件
在其最后添加以下命令：
#================================================
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[share] #共享文件的名称，将在网络上以此名称显示
path = /samba #共享文件的路径
valid users = root pi #允许访问的用户，这里我用的是root 和 pi 两个用户
browseable = yes #允许浏览
public = yes #共享开放
writable = yes #可写
#================================================
保存后，重启samba服务，输入
/etc/init.d/samba restart
最后添加共享用户：
smbpasswd –a pi #这里我用的pi。
设置开机自启动，编辑/etc/rc.loca，如下
5、测试samba安装效果
在windows计算机上，打开我的电脑，在左下角网络点右键，选映射网络驱动器
点击完成会提示输入用户名和密码，这里输入设置的共享用户名和密码。
最后在计算机下会出现共享的文件夹，点开文件夹，新建test.txt文件进行一下测试，如果能正常建立，就说明ok了，如果不行，应该是权限问题，可再重新设置一下/samba文件夹权限。这里注意，如果在/samba文件夹下新建新的文件夹，也需要设置权限，可以用vnc连接后，用管理员浏览，点右键设置文件夹权限为read and write，也可以用chmod命令设置。
四、安装DLNA实现流媒体服务器
DLNA主要面向媒体资源（比如视频、音乐）实现网内共享，具体步骤如下：
1、安装minidlna
更新一下安装源
sudo apt-get update
安装minidlna
sudo apt-get install minidlna
2、设置配置文件
设置/etc/minidlna.conf文件，在文件尾部添加如下内容：
#===================================================================================
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media_dir=A,/samba/DLNA/Music #A表示这个目录是存放音乐的，当minidlna读到配置文件时，它会自动加载这个目录下的音乐文件
media_dir=P,/samba/DLNA/Picture
media_dir=V,/samba/DLNA/Video
db_dir=/samba/DLNA/db #配置minidlna的数库数据的存放目录
log_dir=/samba/DLNA/log #配置日志目录
#=======================================================================================
3、建立文件夹
在/samba文件夹下，建立以上文件夹，并设置好权限为read and write。
4、重启minidlna
/etc/init.d/minidlna restart
测试：
/etc/init.d/minidlna status
返回如下结果为正常。
5、在电脑上进行播放
先在树莓派以上对应的video等文件夹内存上一些文件（可利用samba直接从电脑上考入），然后返回到计算机进行操作。
点击我的电脑下面的网络，出现媒体设备
双击进入媒体播放器，在左边的列表栏下方其它媒体库中出现raspberrypi:root，点击后，可选择音乐，视频等。
这时双击就可以欣赏了。
6、手机上进行播放
手机上实现网络共享，可安装es file explorer软件，在其网络处进行设置，设置方法与电脑基本一样，这里不再详述。设置后，文件均可浏览，媒体文件双击可以在线播放。
也可以直接使用updp播放器，这里我安装的是moliplayer，可以在其附近设备里，直接找到raspberrypi:root，访问其媒体问题，注意，这里是访问的DLNA共享，所以不需要再输入密码。
7、智能电视进行播放
智能电视一般都是用的android系统，与手机基本一样。
五、安装aria2实现下载机功能
1、安装aria2
更新一下安装源
sudo apt-get update
安装aria2
sudo apt-get install aria2
2、创建配置文件
在/etc目录下创建aria2目录用来存放配置文件：
sudo mkdir /etc/aria2
创建空白的aria2.session文件：
sudo touch /etc/aria2/aria2.session
创建配置文件
sudo nano /etc/aria2/aria2.conf
在该文件中输入以下内容：
#＝＝＝＝＝＝＝＝＝文件保存目录自行修改
dir=/samba
disable-ipv6=true
#打开rpc的目的是为了给web管理端用
enable-rpc=true
rpc-allow-origin-all=true
rpc-listen-all=true
#rpc-listen-port=6800
continue=true
input-file=/etc/aria2/aria2.session
save-session=/etc/aria2/aria2.session
max-concurrent-downloads=3
这里为了方便共享，我直接设置将文件下载到samba共享文件夹。
3、启动aria2
sudo aria2c --conf-path=/etc/aria2/aria2.conf
如果没有提示任何错误信息，那就按ctrl+c停止上面的语句，转为后台运行：
sudo aria2c --conf-path=/etc/aria2/aria2.conf －D
同时其此句写到开机启动中，编辑/etc/rc.loca，如下
4、安装appache
为了能web管理aria2进行下载，需要安装yaaw和apache环境。
安装appach
sudo apt-get install apache2
修改/var/www的权限
chmod 777 /var/www
5、安装yaaw
从https://github.com/binux/yaaw下载yaaw，点击右下角的
，下载后将解压后的文件夹内内容拷贝到/var/www文件夹下。这时输入树莓派IP，如果出现以下页面，则表示已经正常工作了。
这里可以点add添加下载任务，具体方法不再详述。
6、实现迅雷的离线下载
很多网站都介绍了aria2实现迅雷离线下载的方法，这里也做一下描述。我以firefox浏览器为例，chrome浏览器本身有一个迅雷离线增加插件，可以从https://chrome.google.com/webstore/detail/mbl%E8%BF%85%E9%9B%B7%E7%A6%BB%E7%BA%BF%E5%A2%9E%E5%BC%BA%E8%84%9A%E6%9C%AC/bcbkegabebafalcgckcdphlpainejkja进行安装，安装后就和firefox基本一样了。
在firefox里添加一个书签：
具体为：
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
名称为：ThunderLixianExporter
地址为：javascript:void((function(){var d=document;var s=d.createElement('script');s.src='http://s.binux.me/tle.js';s.id='TLE_script';d.body.appendChild(s)})())
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
登录迅雷离线网站：lixian.xunlei.com，登录后，点一下书签中的ThunderLixianExporter，然后点击迅雷页面右上角的配置按钮（小齿轮）。
在上面的窗口中填写aria2.json-RPC Path，这个值来自于yaaw那个页面，具体方法是，输入树莓派IP显示yaaw页面，点击右上的配置图标，如下图
在set页面中存在该值：
保存好后，在离线页面的每行记录的取回本地后面会出现一个下拉菜单，选择yaaw就会直接添加到yaaw任务中了。
到此，树莓派的NAS服务器搭建完成，试了一下效果，还是很满意的。
六、制作外壳
1、外壳
直接从家里找了一个orico的包装盒，大小正好合适，而且外壳比较硬，外观也比较不错。
2、加装1602显示屏
加装一个1602显示屏，目的是显示时间和CPU温度，当然也可以显示其它内容，我这里只显示了这两项。这里还需要加装一个电位器（也就是可变电阻，如果没有，可以加一个10K的电阻）
（1）1602硬件连接
1602共16个端口，只用其中12个，具体接法如下：
LCD1602液晶屏模块提供了16个引脚，我们只需接其中的12个即可：
| VSS，接地 |
| VDD，接5V电源 |
| VO，液晶对比度调节，接电位器中间的引脚，电位器两边的引脚分别接5V和接地。 |
| RS，寄存器选择，接GPIO14 |
| RW，读写选择，接地，表示写模式 |
| EN，使能信号，接GPIO15 |
| D0，数据位0，4位工作模式下不用，不接 |
| D1，数据位1，4位工作模式下不用，不接 |
| D2，数据位2，4位工作模式下不用，不接 |
| D3，数据位3，4位工作模式下不用，不接 |
| D4，数据位4，接GPIO17 |
| D5，数据位5，接GPIO18 |
| D6，数据位6，接GPIO27 |
| D7，数据位7，接GPIO22 |
| A，液晶屏背光+，接5V |
| K，液晶屏背光-，接地 |
注意：1、这里的VSS、VDD等在有些1602的板子上会标明，有些则只标了数字，如一端写着1，一端写着16，1对应的就是VSS端，16对应的就是K端，因此依次连接就可以了。
2、GPIO各端口及5V、接地等端口见下图，因为我用的是B+的板了，因此这里的图也是B+的端口图。
3、连接通电后，1602会亮起，其中一行为黑色方格，一行什么也不显示，如果全不显示，可调节一下电位器
（2）代码
对于1602板子的操作，已经有人做了一个示例，这样用起来就比较简单了。示例代码下载地址：https://github.com/lifanxi/rpimenu.git，解压后有Adafruit_CharLCD.py文件，此文件在LCD上会显示两行字符：LCD 1602 Test, 123456789ABCDEF。这里只需要在此文件上进行一下修改就可以了。
#!/usr/bin/python
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#
# based on code from lrvick and LiquidCrystal
# lrvic - https://github.com/lrvick/raspi-hd44780/blob/master/hd44780.py
# LiquidCrystal - https://github.com/arduino/Arduino/blob/master/libraries/LiquidCrystal/LiquidCrystal.cpp
#
#from time import sleep
import time,os
class Adafruit_CharLCD:
# commands
LCD_CLEARDISPLAY = 0x01
LCD_RETURNHOME = 0x02
LCD_ENTRYMODESET = 0x04
LCD_DISPLAYCONTROL = 0x08
LCD_CURSORSHIFT = 0x10
LCD_FUNCTIONSET = 0x20
LCD_SETCGRAMADDR = 0x40
LCD_SETDDRAMADDR = 0x80
# flags for display entry mode
LCD_ENTRYRIGHT = 0x00
LCD_ENTRYLEFT = 0x02
LCD_ENTRYSHIFTINCREMENT = 0x01
LCD_ENTRYSHIFTDECREMENT = 0x00
# flags for display on/off control
LCD_DISPLAYON = 0x04
LCD_DISPLAYOFF = 0x00
LCD_CURSORON = 0x02
LCD_CURSOROFF = 0x00
LCD_BLINKON = 0x01
LCD_BLINKOFF = 0x00
# flags for display/cursor shift
LCD_DISPLAYMOVE = 0x08
LCD_CURSORMOVE = 0x00
# flags for display/cursor shift
LCD_DISPLAYMOVE = 0x08
LCD_CURSORMOVE = 0x00
LCD_MOVERIGHT = 0x04
LCD_MOVELEFT = 0x00
# flags for function set
LCD_8BITMODE = 0x10
LCD_4BITMODE = 0x00
LCD_2LINE = 0x08
LCD_1LINE = 0x00
LCD_5x10DOTS = 0x04
LCD_5x8DOTS = 0x00
def __init__(self, pin_rs=14, pin_e=15, pins_db=[17, 18, 27, 22], GPIO = None):
# Emulate the old behavior of using RPi.GPIO if we haven't been given
# an explicit GPIO interface to use
if not GPIO:
import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setwarnings(False)
self.GPIO = GPIO
self.pin_rs = pin_rs
self.pin_e = pin_e
self.pins_db = pins_db
self.GPIO.setmode(GPIO.BCM)
self.GPIO.setup(self.pin_e, GPIO.OUT)
self.GPIO.setup(self.pin_rs, GPIO.OUT)
for pin in self.pins_db:
self.GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)
self.write4bits(0x33) # initialization
self.write4bits(0x32) # initialization
self.write4bits(0x28) # 2 line 5x7 matrix
self.write4bits(0x0C) # turn cursor off 0x0E to enable cursor
self.write4bits(0x06) # shift cursor right
self.displaycontrol = self.LCD_DISPLAYON | self.LCD_CURSOROFF | self.LCD_BLINKOFF
self.displayfunction = self.LCD_4BITMODE | self.LCD_1LINE | self.LCD_5x8DOTS
self.displayfunction |= self.LCD_2LINE
""" Initialize to default text direction (for romance languages) """
self.displaymode = self.LCD_ENTRYLEFT | self.LCD_ENTRYSHIFTDECREMENT
self.write4bits(self.LCD_ENTRYMODESET | self.displaymode) # set the entry mode
self.clear()
def begin(self, cols, lines):
if (lines > 1):
self.numlines = lines
self.displayfunction |= self.LCD_2LINE
self.currline = 0
def home(self):
self.write4bits(self.LCD_RETURNHOME) # set cursor position to zero
self.delayMicroseconds(3000) # this command takes a long time!
def clear(self):
self.write4bits(self.LCD_CLEARDISPLAY) # command to clear display
self.delayMicroseconds(3000) # 3000 microsecond sleep, clearing the display takes a long time
def setCursor(self, col, row):
self.row_offsets = [ 0x00, 0x40, 0x14, 0x54 ]
if ( row > self.numlines ):
row = self.numlines - 1 # we count rows starting w/0
self.write4bits(self.LCD_SETDDRAMADDR | (col + self.row_offsets[row]))
def noDisplay(self):
""" Turn the display off (quickly) """
self.displaycontrol &= ~self.LCD_DISPLAYON
self.write4bits(self.LCD_DISPLAYCONTROL | self.displaycontrol)
def display(self):
""" Turn the display on (quickly) """
self.displaycontrol |= self.LCD_DISPLAYON
self.write4bits(self.LCD_DISPLAYCONTROL | self.displaycontrol)
def noCursor(self):
""" Turns the underline cursor on/off """
self.displaycontrol &= ~self.LCD_CURSORON
self.write4bits(self.LCD_DISPLAYCONTROL | self.displaycontrol)
def cursor(self):
""" Cursor On """
self.displaycontrol |= self.LCD_CURSORON
self.write4bits(self.LCD_DISPLAYCONTROL | self.displaycontrol)
def noBlink(self):
""" Turn on and off the blinking cursor """
self.displaycontrol &= ~self.LCD_BLINKON
self.write4bits(self.LCD_DISPLAYCONTROL | self.displaycontrol)
def noBlink(self):
""" Turn on and off the blinking cursor """
self.displaycontrol &= ~self.LCD_BLINKON
self.write4bits(self.LCD_DISPLAYCONTROL | self.displaycontrol)
def DisplayLeft(self):
""" These commands scroll the display without changing the RAM """
self.write4bits(self.LCD_CURSORSHIFT | self.LCD_DISPLAYMOVE | self.LCD_MOVELEFT)
def scrollDisplayRight(self):
""" These commands scroll the display without changing the RAM """
self.write4bits(self.LCD_CURSORSHIFT | self.LCD_DISPLAYMOVE | self.LCD_MOVERIGHT);
def leftToRight(self):
""" This is for text that flows Left to Right """
self.displaymode |= self.LCD_ENTRYLEFT
self.write4bits(self.LCD_ENTRYMODESET | self.displaymode);
def rightToLeft(self):
""" This is for text that flows Right to Left """
self.displaymode &= ~self.LCD_ENTRYLEFT
self.write4bits(self.LCD_ENTRYMODESET | self.displaymode)
def autoscroll(self):
""" This will 'right justify' text from the cursor """
self.displaymode |= self.LCD_ENTRYSHIFTINCREMENT
self.write4bits(self.LCD_ENTRYMODESET | self.displaymode)
def noAutoscroll(self):
""" This will 'left justify' text from the cursor """
self.displaymode &= ~self.LCD_ENTRYSHIFTINCREMENT
self.write4bits(self.LCD_ENTRYMODESET | self.displaymode)
def write4bits(self, bits, char_mode=False):
""" Send command to LCD """
self.delayMicroseconds(1000) # 1000 microsecond sleep
bits=bin(bits)[2:].zfill(8)
self.GPIO.output(self.pin_rs, char_mode)
for pin in self.pins_db:
self.GPIO.output(pin, False)
for i in range(4):
if bits[i] == "1":
self.GPIO.output(self.pins_db[::-1][i], True)
self.pulseEnable()
for pin in self.pins_db:
self.GPIO.output(pin, False)
for i in range(4,8):
if bits[i] == "1":
self.GPIO.output(self.pins_db[::-1][i-4], True)
self.pulseEnable()
def delayMicroseconds(self, microseconds):
seconds = microseconds / float(1000000) # divide microseconds by 1 million for seconds
time.sleep(seconds)
def pulseEnable(self):
self.GPIO.output(self.pin_e, False)
self.delayMicroseconds(1) # 1 microsecond pause - enable pulse must be > 450ns
self.GPIO.output(self.pin_e, True)
self.delayMicroseconds(1) # 1 microsecond pause - enable pulse must be > 450ns
self.GPIO.output(self.pin_e, False)
self.delayMicroseconds(1) # commands need > 37us to settle
def message(self, text):
""" Send string to LCD. Newline wraps to second line"""
for char in text:
if char == '\n':
self.write4bits(0xC0) # next line
else:
self.write4bits(ord(char),True)
if __name__ == '__main__':
while 1:
lcd = Adafruit_CharLCD()
lcd.clear()
cputemp=os.popen('vcgencmd measure_temp').readline()
sumcputemp=cputemp.replace("temp=","CPU:").replace("'C\n","")
lcdout=time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M',time.localtime(time.time()))+"\n"+sumcputemp
lcd.message(lcdout)
time.sleep(30)
3、开面自启动上面的程序
将以上文件命名为1602.py，保存在/home/pi下面，修改/etc/rc.loca，添加上sudo python /home/pi/1602/py。树莓派开机时，插上电源，当1602能正常显示CPU温度时，表示机器已经启动完成，各项功能可正常使用。
4、一些其它的想法
（1）本想再加装一个风扇用来散热，结果手上没有3.3V的风扇了，所以就没加。感兴趣的朋友可以自己加一下，因为树莓派输出为3.3V，所以最好是直接买3.3V的，如果买5V的，就一定要带个3.3V的继电器，要不没法对风扇控制。如果风扇一直常开那就无所谓了，5V就可以，直接接正负级。我原本的想法是CPU上了50度，风扇再运转，这样可以降温，同时噪音也不会大。
（2）这个家庭服务器搭建起来以后，后面还有很多文章可做，比如可以依托他建立家庭监控系统，装上两个摄像头什么的，也可以做一些外网访问的设置，这样就可以直接从外网进行操作了。
[参考文献]
1、树莓派变身Aria2下载服务器:http://blog.csdn.net/sonsie007/article/details/18942943
2、树莓派搭建NAS服务器:http://blog.sina.com.cn/s/blog_9ea6edb90101ci06.html
3、DIY一套NAS+私有云盘+下载机:http://www.kissthink.com/archive/8897.html
4、树莓派变身Aria2下载服务器:http://www.eeboard.com/bbs/thread-27396-1-1.html
5、打造增强型Raspberry Pi-液晶屏篇http://www.freemindworld.com/blog/2013/130310_raspberry_pi_with_lcd.shtml
