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在balena上運(yùn)行OpenWebRX以遠(yuǎn)程監(jiān)控本地?zé)o線電頻譜

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資料介紹

描述

在 balena 上運(yùn)行 OpenWebRX 以遠(yuǎn)程監(jiān)控本地?zé)o線電頻譜

將 Raspberry Pi 和便宜的 SDR（軟件定義無線電）加密狗結(jié)合起來，創(chuàng)建一個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，您可以將其放置在世界任何地方（通過互聯(lián)網(wǎng)訪問），以查看周圍的無線電頻譜并從一些檢測到的信號(hào)中流式傳輸音頻。

它托管一個(gè)小型 Web 服務(wù)器，一個(gè)或多個(gè)用戶可以瀏覽該服務(wù)器以查看包含接收到的廣播的實(shí)時(shí)顯示的可定制頁面。

內(nèi)容

SDR 的一些背景
入門
配置
這個(gè)怎么運(yùn)作
下一步

SDR 的一些背景

什么是特別提款權(quán)？

SDR 涉及消除傳統(tǒng)無線電使用的大部分硬件和電路，并在軟件中實(shí)現(xiàn)它。作為一個(gè)過度簡化的例子，我們知道 AM/FM 收音機(jī)、WiFi 接入點(diǎn)、Z-Wave 網(wǎng)關(guān)和警察掃描儀都是各種類型的收音機(jī)，但它們通常使用非常不同的硬件構(gòu)建。但是，如果您可以在一個(gè)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)所有這些（以及更多），只使用它們共有的少量硬件，即調(diào)諧器，會(huì)怎么樣？SDR 設(shè)備和計(jì)算機(jī)允許這種情況發(fā)生并提供近乎通用的無線電系統(tǒng)。

RTL-SDR 發(fā)現(xiàn)

雖然 SDR 的概念已經(jīng)存在了幾十年，但直到最近 10 年左右，價(jià)格和性能的提升才讓愛好者和實(shí)驗(yàn)者能夠接受它。就在那時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)基于 Realtek RTL2832U 芯片的 25 美元 USB 電視調(diào)諧器很容易被逆向工程用作廉價(jià)的軟件定義無線電。

從那時(shí)起，這些 U 盤就被用于許多業(yè)余愛好者和專業(yè)項(xiàng)目中，這些項(xiàng)目以前太復(fù)雜而無法使用傳統(tǒng)的無線電硬件來實(shí)現(xiàn)。僅舉幾個(gè)例子，包括使用 ADS-B 跟蹤飛機(jī)、嗅探汽車鑰匙扣和解碼氣象衛(wèi)星圖像。

輸入 OpenWebRX

當(dāng) SDR 變得觸手可及時(shí)，一些偉大的開源項(xiàng)目被引入以利用該技術(shù)。其中之一是András Retzler的 OpenWebRX。它是一個(gè)遠(yuǎn)程頻譜監(jiān)控解決方案，最初是為業(yè)余無線電社區(qū)設(shè)計(jì)的，但它也是將 RTL-SDR 與 Raspberry Pi 和 balena 結(jié)合使用的一個(gè)很好的入門項(xiàng)目。它使用“瀑布顯示”來顯示隨時(shí)間推移在整個(gè)頻率范圍內(nèi)接收到的信號(hào)。

我們將使用 balena 來增強(qiáng) OpenWebRX 的一些功能。首先，我們將利用 balena 公共 URL 功能為遠(yuǎn)程訪問您的設(shè)備將托管的本地 OpenWebRX 網(wǎng)頁提供一個(gè)簡單、安全的路徑。這使您不必處理路由器轉(zhuǎn)發(fā)、動(dòng)態(tài) DNS 或安全證書。這也意味著您可以將您的 Pi 重新定位到任何可以訪問互聯(lián)網(wǎng)的地方，并且可以通過相同的 URL 訪問它。

使用 balena 的應(yīng)用程序下載功能，我們可以創(chuàng)建無頭安裝，如果需要，可以在這些設(shè)備上輕松復(fù)制。最后，我們將使用設(shè)備配置功能，以便使用 balenaCloud 儀表板輕松更改 OpenWebRX 環(huán)境變量。

入門

您將需要以下硬件：

Raspberry Pi，最好是 3B+ 或 4，但不能低于 Raspberry Pi 2。
16GB microSD 卡或更大（我們建議使用 SanDisk Extreme Pro 以獲得最佳效果）
基于 RTL-SDR 的 USB 加密狗。使用RTL-SDR.COM V3獲得了良好的結(jié)果，但任何基于該芯片的加密狗都可以。它們的價(jià)格從 15 美元到 30 美元不等（請(qǐng)注意非常便宜的加密狗可能性能不佳！）
適合在您要使用 SDR 加密狗的適當(dāng)連接器監(jiān)控的頻率范圍內(nèi)拾取信號(hào)的天線。（上面鏈接的一些加密狗套件包括一個(gè)可以合理覆蓋許多頻率的天線。）

我們已經(jīng)建立了一個(gè)GitHub 存儲(chǔ)庫，它將下載并安裝 OpenWebRX 及其依賴項(xiàng)，因此唯一的要求是： * 一個(gè)刷寫 SD 卡的工具，例如balenaEtcher * 一個(gè)免費(fèi)的balenaCloud帳戶 *從 GitHub克隆或下載該項(xiàng)目

配置

首先讓我們?cè)O(shè)置 Raspberry Pi。將 SDR USB 加密狗插入 Pi 上的任一 USB 端口，然后連接天線。

現(xiàn)在是時(shí)候使用 balenaCloud 安裝軟件了。基本步驟如下，但如果您需要更詳細(xì)的說明，可以使用我們的入門教程。如果您正在使用這些文檔，而不是使用說明來推送“FirstApp”示例，請(qǐng)按照下面的示例進(jìn)一步下載和推送sdr-spectrum-monitor項(xiàng)目。

登錄到您的balenaCloud 帳戶并從儀表板創(chuàng)建一個(gè)新的應(yīng)用程序。
添加設(shè)備并從儀表板下載 balenaOS 磁盤映像。如果您愿意，您可以在此時(shí)輸入您的 WiFi 詳細(xì)信息，以便您的設(shè)備在啟動(dòng)后可以連接到互聯(lián)網(wǎng)。
用 balenaOS 鏡像刷寫你的 SD 卡（我們推薦使用 balenaEtcher ），將它插入你的 Raspberry Pi 并啟動(dòng)它。大約一分鐘后，它應(yīng)該連接到互聯(lián)網(wǎng)并顯示在您的 balenaCloud 儀表板上。

一旦設(shè)備連接并顯示在儀表板上，您就可以部署項(xiàng)目代碼。

將項(xiàng)目下載或克隆到本地計(jì)算機(jī)
使用 balenaCLI 將應(yīng)用程序推送到您的設(shè)備

如果一切順利，您很快就會(huì)看到 balena 獨(dú)角獸，您剛剛推送的代碼將自動(dòng)分發(fā)到您應(yīng)用程序中的設(shè)備。

要在您的本地網(wǎng)絡(luò)上訪問您的頻譜監(jiān)視器，請(qǐng)輸入 IP 地址（在您的設(shè)備儀表板上找到），然后輸入:8073（默認(rèn)端口號(hào)）。例如，在上面的示例中，您將瀏覽http://192.168.1.147:8073以訪問您的監(jiān)視器。如果一切運(yùn)行正常，您應(yīng)該會(huì)看到瀑布顯示和播放按鈕。單擊播放按鈕開始監(jiān)控以 144.25 MHz 為中心的默認(rèn)頻譜。（您可以使用 balenaCloud 儀表板中的環(huán)境變量更改端口和中心頻率，如下所述。）

瀑布顯示以突出??顯示的顏色顯示任何檢測到的信號(hào)。單擊信號(hào)以收聽音頻（如果可用）。您可能需要嘗試使用顯示屏右下角的按鈕切換解調(diào)類型（例如 AM、FM 等），以聽到正確的音頻。

請(qǐng)記住，許多信號(hào)僅僅是數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)表示為音頻時(shí)聽起來會(huì)亂碼。如果您只是想查看正在使用的頻率以及它們的波形是什么樣子，單獨(dú)的瀑布顯示就非常有用。有關(guān)使用 OpenWebRX 的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱其項(xiàng)目頁面或本文檔。

如果你想從網(wǎng)絡(luò)外部訪問你的頻譜監(jiān)視器，你需要將端口更改為 80 并啟用 balenaCloud 中的公共 URL 功能。在儀表板中選擇您的設(shè)備，然后單擊左側(cè)的“D(x) 設(shè)備變量”按鈕，然后單擊頂部附近的“+ 添加變量”按鈕。在“添加變量”彈出窗口中，為“名稱”輸入ORX_WEB_PORT，然后為“值”輸入數(shù)字端口值，然后單擊“添加”以保存新設(shè)置。應(yīng)用程序?qū)⒅匦聠?dòng)，然后新端口將處于活動(dòng)狀態(tài)。通過單擊開關(guān)啟用“公共設(shè)備 URL”功能后，將出現(xiàn)一個(gè)帶箭頭的鏈接，打開一個(gè)新的瀏覽器選項(xiàng)卡。這是任何人都可以用來訪問您的顯示器的 URL！（只與您允許訪問您的顯示器的人共享）。

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RTL-SDR 的帶寬為 2.4 MHz，這是您一次可以查看的最大頻譜量。您可以設(shè)置一個(gè)“中心頻率”，它將是顯示屏的中點(diǎn)，兩側(cè)都可以看到 1.2 MHz 的頻譜。要更改中心頻率，請(qǐng)?zhí)砑踊蛐薷囊?/font>ORX_CENTER_FREQHz 為單位的不包含逗號(hào)或小數(shù)的數(shù)值命名的設(shè)備變量。例如，如果您想要一個(gè)中心頻率，121.45 MHz您可以輸入121450000該值。

以下是您可以在此項(xiàng)目上設(shè)置的更多設(shè)備變量：

ORX_SAMP_RATE - sampling rate (default is 2400000 which is the max for the RTL-SDR)
ORX_MAX_CLIENTS - Maximum number of clients that can connect at once (default is 20)
ORX_NAME - Name to display on your spectrum page
ORX_LOCATION - Location to display on your spectrum page

請(qǐng)注意，無論何時(shí)您添加或更改環(huán)境變量，它都會(huì)重新啟動(dòng)應(yīng)用程序并斷開當(dāng)前頁面上的所有用戶。如果您正在尋找可以聽的東西，請(qǐng)嘗試在網(wǎng)絡(luò)上搜索“位置掃描儀頻率”（將“位置”替換為設(shè)備的物理位置）。由于該軟件不解調(diào)“寬帶 FM”，您將無法流式傳輸/收聽廣播頻段 FM 廣播（盡管您可以查看它們的波形）。

然而，使用合適的天線，您應(yīng)該能夠接收短波、業(yè)余無線電、公共服務(wù)、飛機(jī)無線電通信等等。注意：根據(jù)您所在的位置，收聽某些無線電信號(hào)可能不合法。您有責(zé)任在收聽之前進(jìn)行檢查。

這個(gè)怎么運(yùn)作

該項(xiàng)目使用 RTL-SDR 庫從 SDR 加密狗讀取原始數(shù)據(jù)。作者用 Python (openwebrx.py) 編寫了一個(gè) Web 服務(wù)器，在解調(diào)來自 SDR 的原始數(shù)據(jù)后，使用 websockets 將音頻和瀑布數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端。客戶端使用 Javascript 實(shí)現(xiàn)所有交互功能。本文檔提供了更多詳細(xì)信息。

我們這個(gè)項(xiàng)目的版本使用 Dockerfile 構(gòu)建運(yùn)行 OpenWebRX 所需的環(huán)境，然后從 GitHub 下載項(xiàng)目并將其安裝在容器中，然后在 balenaOS 上運(yùn)行。

下一步

您會(huì)注意到我們已經(jīng)用我們自己命名的配置文件替換了 OpenWebRX 配置文件，config_alt.py如果您想進(jìn)一步自定義程序，這是最好的起點(diǎn)。這是一個(gè)注釋非常好的 Python 文件。查看它，進(jìn)行一些更改，然后將代碼重新推送到您的應(yīng)用程序。一個(gè)簡單的開始方法是添加更多環(huán)境變量來控制配置。

不幸的是，OpenWebRX 的作者最近停止了對(duì)該項(xiàng)目的任何進(jìn)一步開發(fā)。然而，許多人已經(jīng)分叉它并正在添加新功能和改進(jìn)。您可以嘗試使用這些版本之一作為該項(xiàng)目的基礎(chǔ)，或者自己分叉并開始試驗(yàn)。

嘗試在一臺(tái)設(shè)備上構(gòu)建多個(gè)項(xiàng)目

如果您已經(jīng)構(gòu)建了我們的項(xiàng)目之一并且也想嘗試這個(gè)項(xiàng)目，那么好消息！使用 balena 構(gòu)建的一大好處是您可以輕松地向同一設(shè)備添加更多項(xiàng)目，而無需購買更多硬件。這篇博文解釋了如何做到這一點(diǎn)：學(xué)習(xí)如何設(shè)置這個(gè)項(xiàng)目以及您已經(jīng)構(gòu)建的項(xiàng)目。快樂黑客！

試試看

是時(shí)候構(gòu)建您自己的遠(yuǎn)程無線電監(jiān)視器了！試試這個(gè)項(xiàng)目——我們很想聽聽它的進(jìn)展情況。如果您遇到困難或有任何疑問，請(qǐng)?jiān)?/font>我們的論壇中告訴我們。您還可以在我們的Twitter 、Instagram或Facebook上就項(xiàng)目勝利、問題或反饋發(fā)表意見。