用树莓派搭建FM广播，播放音乐和实时语音

目录

• 材料准备

• 安装配置

• 广播内置歌曲：吉他音乐

• 广播歌曲：星球大战

• 广播实时语音

• 潜在应用领域

• 声明

• 调频广播和天线基本原理

• 高中物理课本相关内容

• 电波发射与信号采样

• 调频与调幅搭载信息

• PWM：脉冲宽度调制

• 树莓派的硬件基础：CPU、GPIO

• DMA直接内存访问与扩频时钟

• 调频得到传输信号

• 树莓派天线长度

• 传播距离估计

• 扩展阅读与参考文献

材料准备

• 树莓派3B或树莓派3B+
  

• SD卡已烧录好系统并完成一系列配置（换源等），具体操作可按照第3讲：一劳永逸配置树莓派【子豪兄的零基础树莓派教程】步骤一步步进行
  

• 一台收音机，或安装有收音机app的手机
  

• （可选）麦克风。用于广播实时语音
  

• （可选）USB声卡。用于广播实时语音
  

  

  声卡是干啥的？

  声卡是将话筒接受到的外界声音信号（连续的模拟信号）转换为离散数字信号（数模转换）并传输给计算机（树莓派）进行处理的数字电路。USB声卡就是通过USB口提供声音功能（耳机、麦克风）的装置。

安装配置

在树莓派的命令行界面依次运行以下八条命令

mkdir fm

cd fm

sudo git clone https://github.com/markondej/fm_transmitter

sudo apt-get install mpg123

sudo apt-get install gcc g++ make

cd fm_transmitter

sudo make

sudo apt-get install sox

注意，后文的所有命令都需要在fm/fm_transmitter目录下执行。可以通过cd fm/fm_transmitter命令切换到这个目录下。

广播内置歌曲：吉他音乐

sox acoustic_guitar_duet.wav -r 22050 -c 1 -b 16 -t wav - | sudo ./fm_transmitter -f 100.6 -

也可以把这条命令中的100.6改成其它数字，即可在新频道上广播。不要和已有电台频率冲突。

也可以将你自己的wav格式的声音文件放到/fm/fm_transmitter文件夹中，替换命令中的star_wars.wav文件。

WAV是最接近无损的音乐格式，所以文件也比较大。

在树莓派GPIO的BCM4号引脚上接一条跳线，可以提升广播效果。

本教程仅供科研与学习交流之用，广播覆盖范围不超过十米。如想搭建大功率电台请遵守国家法律法规按正规流程申请备案。（请看文末声明）

广播歌曲：星球大战

sudo git reset --hard 71e7e23a0e

sox star_wars.wav -r 22050 -c 1 -b 16 -t wav - | sudo ./fm_transmitter -f 100.6 -

按ctrl+c结束广播。

git reset命令是使所在目录回退到之前的指定版本，如果你想切换回最新版本，可以运行sudo git reset --hard 6111460命令。

广播实时语音

在树莓派的USB口插上USB声卡，在USB声卡的麦克风孔里插入麦克风，运行以下命令，在即可在调频100.6MHz频道广播实时语音，你也可以把这条命令中的100.6改成其它数字，那样就会在新频道上广播：

arecord -D plughw:1,0 -c1 -d 0 -r 22050 -f S16_LE | sudo ./fm_transmitter -f 100.6 -

按ctrl+c结束广播。

潜在应用领域

用移动电源给树莓派供电，设置开机免密码自动登录和自动运行广播脚本，将整个系统装在书包里，即可实现走到哪里，广播开到哪里（旅游景点、重要会场讲话、窃听器、位置信标）。与无线供电或太阳能相结合，可以实现半永久性的窃听广播站。

应用领域：警用军用情报、边防与国家安全、智能安保安防、环境灾害、地质灾害预警

例如，大佬做讲座的报告厅人满为患，就可以做一个fm广播站，让堵在门外的人也能听到实时语音。

例如，如果有窃贼或非法入侵者触发了信号（如红外探头、微动开关等），就立刻开启fm广播电台。

例如，树莓派每次开机的时候都在指定频段广播自己的ip地址。

声明

本教程仅供科研与学习交流之用，广播覆盖范围不超过十米。如想搭建大功率电台请遵守国家法律法规按正规流程申请备案。

中华人民共和国无线电管理条例

摘录：

第五条 国家鼓励、支持对无线电频谱资源的科学技术研究和先进技术的推广应用，提高无线电频谱资源的利用效率。

第十四条 使用无线电频率应当取得许可，但下列频率除外：

（一）业余无线电台、公众对讲机、制式无线电台使用的频率；

调频广播和天线基本原理

参考资料：知乎：树莓派 FM 发射机小电台原理解析

原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_54252044/article/details/124293982