树莓派成功实现NAS家庭服务器

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:系统安装

3、设置固定IP为192.168.1.120,

4、安装vnc软件,安装方法见: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

1

2、将硬盘挂载到树莓派上

树莓派开机后,用putty连接后,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:

2

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。

image

 

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

4

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

image

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。

image

 

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。

image

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

image

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。

image

 

 

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

3

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

https://github.com/binux/yaaw下载yaaw,点击右下角的image ,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。

image

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:

image

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)。

image

image

image

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

image

在set页面中存在该值:

image

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。

image

image

 

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

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