使用树莓派为音响添加AirPlay功能

今年618大出血买了音响功放，接口很多，但是就是没用接入WiFi当网络音响的功能，也就是苹果的AirPlay或安卓的DLNA/UPnP。虽然天逸已经提供了安卓APP，但是目前并没有苹果的APP，不过好在我有空闲的树莓派，可以将功放升级成AirPlay设备。

背景

一开始，我是把大硬盘直接挂在树莓派上，用Raspberry OS系统GUI播放音乐（比如用vlc player），这期间总是出现各种各样的不爽，比如压缩软件不顺手啊、中/日/法语字符集不全啊、2.4G的WiFi信号晚上不稳定啊什么的……所以就想利用树莓派给功放的DAC加上AirPlay功能，直接挂在家里的WiFi上或插网线做多媒体音箱。

1 shairport-sync - AirPlay

shairport-sync这个库是专门用来支持AirPlay的，主要参考树莓派的简要安装说明以及故障排查

例行调整命令行的用户体验：

sudo apt install -y ufw zsh vim tmux
chsh -s $(which zsh)
sh -c "$(wget -O- https://raw.githubusercontent.com/ohmyzsh/ohmyzsh/master/tools/install.sh)"

1.1 关闭WiFi适配器的省电模式或者低功耗模式

对于树莓派3或者更高级的自带WiFi的板子，需要手动关闭省电模式，否则AirPlay可能会在家里的WiFi环境中消失一段时间，或者产生很大的延迟：

sudo iwconfig wlan0 power off

不过我打算用的是树莓派2B，iwconfig里能看到Power Management:off，因此不需要做上面的操作。

1.2 添加防火墙例外

sudo ufw allow proto tcp to 0.0.0.0/0 port 22 comment "sshd listen port"
sudo ufw allow proto tcp to 0.0.0.0/0 port 80 comment "for http server"
sudo ufw allow proto tcp to 0.0.0.0/0 port 5900 comment "vnc server listen port"
sudo ufw allow proto tcp to 0.0.0.0/0 port 8000 comment "for python -m http.server 8000"

sudo ufw allow from 192.168.1.1/24 to any port 5353 comment "shairport-sync"
sudo ufw allow proto tcp from 192.168.1.1/24 to any port 3689 comment "shairport-sync"
sudo ufw allow proto tcp from 192.168.1.1/24 to any port 5000:5005 comment "shairport-sync"
sudo ufw allow proto udp from 192.168.1.1/24 to any port 6000:6005 comment "shairport-sync"
sudo ufw allow proto udp from 192.168.1.1/24 to any port 35000:65535 comment "shairport-sync"

sudo ufw default deny 

sudo ufw enable

1.3 安装依赖

sudo apt install -y build-essential git xmltoman autoconf automake libtool \
    libpopt-dev libconfig-dev libasound2-dev avahi-daemon \
    libavahi-client-dev libssl-dev libsoxr-dev

1.4 下载并安装

git clone https://github.com/mikebrady/shairport-sync.git
cd shairport-sync
autoreconf -fi
./configure --sysconfdir=/etc --with-alsa --with-soxr --with-avahi --with-ssl=openssl --with-systemd
make
sudo make install

1.5 设置开机启动

sudo systemctl enable shairport-sync
sudo systemctl start shairport-sync

1.6 设置配置文件

我的板子是Raspberry Pi 2 Model B Rev 1.1，把天逸AD86-D功放miniUSB声卡插在树莓派的USB口上，在功放切换到PC模式时，aplay -l的输出为：

**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: b1 [bcm2835 HDMI 1], device 0: bcm2835 HDMI 1 [bcm2835 HDMI 1]
  Subdevices: 4/4
  Subdevice #0: subdevice #0
  Subdevice #1: subdevice #1
  Subdevice #2: subdevice #2
  Subdevice #3: subdevice #3
card 1: Headphones [bcm2835 Headphones], device 0: bcm2835 Headphones [bcm2835 Headphones]
  Subdevices: 4/4
  Subdevice #0: subdevice #0
  Subdevice #1: subdevice #1
  Subdevice #2: subdevice #2
  Subdevice #3: subdevice #3
card 2: AUDIO [USB AUDIO], device 0: USB Audio [USB Audio]
  Subdevices: 0/1
  Subdevice #0: subdevice #0

因此，我应该将shairport-sync配置文件（在make install输出中可以看到配置文件位于/etc/shairport-sync.conf）的alsa部分里output_device改为hw:2（这里写hw:2,0应该也可以），通过alsamixer选择USB AUDIO声卡时可以看到mixer是PCM，所以mixer_control_name也得修改为PCM：

alsa =
{
  output_device = "hw:2"; // the name of the alsa output device. Use "shairport-sync -h" to discover the names of ALSA hardware devices. "alsamixer" or "aplay" to find out the names of devices, mixers, etc.
  mixer_control_name = "PCM"; // the name of the mixer to use to adjust output volume. If not specified, volume in adjusted in software.
  ...
}

保存并重启服务：

sudo systemctl start shairport-sync

此时可以在macOS的声音控制面板中看到一个名为Raspberrypi的扬声器。切换到这个扬声器时，电脑只能控制是否静音，不能控制音量；而树莓派上的alsamixer不论选什么卡都无法控制音量，因此只能通过功放控制音量。

2 samba - 文件夹共享

为了解决把硬盘挂载树莓派上不爽的体验，可以选择用samba把盘共享在网络上。不过samba库有个几十兆，可以临时调整树莓派的路由表，把网关指向家里的OpenWrt上，这样下载软件包更快：

sudo route add default gw 192.168.1.150

2.1 安装samba

sudo apt install samba samba-common-bin

2.2 挂载硬盘

我的硬盘是希捷12年前的FreeAgent古董盘，在RaspberryOS上是自动挂载到/media/pi/FreeAgent Drive上的，大概是自动帮我执行了：

sudo mount /dev/sda1/ "/media/pi/FreeAgent Drive"

2.3 修改配置文件

修改samba的配置文件，将挂载点发布，并设置读写权限和认证。在/etc/samba/smb.conf的最后追加：

[FreeAgentShare]
path = /media/pi/FreeAgent Drive
writeable=Yes
create mask=0777
directory mask=0777
public=no

2.4 设置访问用户

将pi添加为samba的认证用户，并设置密码：

sudo smbpasswd -a pi

2.5 重启服务

sudo systemctl restart smbd

2.6 配置防火墙例外

sudo ufw allow proto udp from 192.168.1.1/24 to any port 137 comment "samba"
sudo ufw allow proto udp from 192.168.1.1/24 to any port 138 comment "samba"
sudo ufw allow proto tcp from 192.168.1.1/24 to any port 139 comment "samba"
sudo ufw allow proto tcp from 192.168.1.1/24 to any port 445 comment "samba"

2.7 连接

使用macOS连接，打开Finder，⌘+K打开“连接服务器”，地址填写smb://raspberrypi.local/FreeAgentShare，输入用户名密码就能连上了。（树莓派的默认主机名就是raspberrypi.local）