Málna PI kamera és fényvezérlő Halálcsillag: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Mint mindig, olyan eszközöket akarok építeni, amelyek hasznosak, robusztusak és gyakran még javulást is jelentenek a jelenlegi, polcon kívüli megoldásokhoz képest.

Itt egy újabb nagyszerű projekt, eredeti nevén Shadow 0f Phoenix, egy málna PI pajzs az Arduino alapú mozgásérzékeléssel és fényvezérléssel együtt.

1. lépés: A kereskedelmi IP -kamerák állapota

Amellett, hogy a saját kamera/felügyeleti rendszer kiépítése sokkal menőbb, nézzük meg, miért ez a fejlesztés a polcon kívüli megoldáshoz képest.

Összehasonlítom a NEO COOLCAM Full HD 1080P vezeték nélküli IP kamera sorozatával, mivel sok ilyen típusú neo coolcams (ONVIF) fényképezőgépet birtokoltam. Különböző formákban és méretekben kaphatók, kültéren és beltéren, a legtöbbjük beépített wifi támogatással rendelkezik, de lássuk a figyelmeztetéseiket:

• A kínai gyártók, akik ezeket a fényképezőgépeket értékesítik, szinte mindig hazudnak a beépített képérzékelő felbontásról, ha 5MP/8MP kamerát vásárol az Ebay -en, akkor olcsó, 2MP -es, rossz képű fényképezőgépet kaphat (működik, de a minősége szemét). Ha az eredeti kiskereskedőtől megvásárolja a 8 MP Raspberry PI v2 kamerát, akkor azt kapja, amiért fizetett, és a tényleges 8 MP érzékelőt 3280 × 2464 képpont felbontásban =>
• Biztonsági szempontból ezek a kamerák (még a drágább Dlink és más modellek is) szörnyűek, alapértelmezett jelszavakat használnak, mint például 123456, vagy beépített felhasználók, például admin/admin operátor/operátor, amit talán nem is tudnak megváltoztatni, vagy a változás az újraindítás után megszűnt. Töltse ki ezt a sok kamerát, amelyek otthon telefonálnak (csatlakozzon a szervereikhez Kínában, néhányan vissza is közvetítenek videókat/képeket anélkül, hogy megkérdeznék Öntől, hogy megkönnyítsék, ha úgy dönt, hogy egy nap telepíti az Android/iPhone alkalmazást, hogy ellenőrizze itthon). Még akkor is, ha ezeket az eszközöket egy útválasztó mögé helyezi, ez nem elég jó, a legjobb az, ha nem állít be beléjük alapértelmezett átjárót, tűzfalat rak ki vagy VLAN -ba helyezi, hogy ne tegye lehetővé az internet, vagy még jobb: egyáltalán ne használja őket.
• Megbízhatóbbak? nem, sokuknak, még a drágább DLINK -eknek is lehetősége van arra, hogy naponta/hetente újraindítsák a kamerát stb. Ez az opció oka van, mert X nap után gyakran elveszítik a Wifi -kapcsolatot, vagy más módon viselkednek rosszul. Gondoljunk csak rájuk, mint a régi jó Win95 dobozokra, amelyeket gyakrabban kellett újraindítani:) Nem mondom, hogy a Raspi -alapú hardverek olyan kőkemények, hogy irányító atomerőművekbe építhetik őket, de megfelelő hardverrel/szoftverrel konfiguráció, hűtőbordák, automatikus hűtőventilátorok és minimális RW működés az SDCARD kártyán, problémamentesen elérhetik azt a több mint 100 napos üzemidőt. Íráskor a DeathStar futásom 34 napja volt, több mint 100, de néha feltörtem a tápellátást az áramforrásból, amely más áramköreimet is táplálja, ezért le kellett állítanom:(
• Célzott hardver: 1 konkrét célra készültek, gyakran kis nvram -területtel és busybox -al érkeznek, de egyes modellek lehetetlenné teszik a héj elérését is, így csak arra használhatja őket, amire használni akarják használja Raspi -alapú kameráját bármilyen más feladathoz: fájlszerverhez, tftp/dhcp szerverhez, webszerverhez, rengésszerverhez … a lehetőségek korlátlanok.
• Tárhely: vagy nincs ilyen, vagy FAT32 VS fájlrendszerrel rendelkező microsd -kártyákat használnak a málna pis -en, és akár 2 TB -os merevlemezt is csatlakoztathat, ha úgy tetszik.
• Lámpák vezérlése: némelyiknek van ALARM kimenete, ahol esetleg egy kis relét csatlakoztathat a lámpák aktiválásához. Amint ebben az oktatóanyagban megmutatom, az infravörös kamerák használata teljes időpocsékolás, mivel a rossz minőség miatt nem fog tudni azonosítani senkit az infravörös képeken. Ha sötétben kell videót rögzítenie, akkor a legjobb módja annak, hogy először kapcsoljon be egy fényt, majd rögzítse a videót.

Tehát megkérdezheti, hogy vannak -e PRO -k a polcon lévő kamera használatához? Igen, azoknak a vállalkozásoknak, ahol a munkaidő drágább lenne, mint a Raspberry pis -en való barkácsolás (nekem egyébként nem:)), és igen, vannak csúcsminőségű kamerák (500 USD+ jobb felbontással, mint a tanfolyam). További előnyként elmondhatom, hogy az ONVIF szabványt követő kamerák megkönnyítették a központosított ellátást. Ez egy szabványos interfészt biztosít, amellyel parancsokat lehet küldeni a fényképezőgépnek az IP/hálózati maszk/átjáró és egyéb dolgok beállításához. Ehhez letöltheti az Onvif eszközkezelőt a Sourceforge -ból. Sok ilyen eszköz gagyi, törött webes frontendekkel érkezik, ahol például nem teszi lehetővé az ip vagy a netmaszk helyes beállítását, mert az ezeket a mezőket érvényesítő javascript hibásan működik, és az egyetlen módja annak, hogy ezeket a paramétereket helyesen állítsa be, az ONVIF.

2. lépés: A Halálcsillag tervei

Ezt az eszközt bármely Raspberry PI -vel felépítheti 1 és 3B+között. Még a nullának is vannak fényképezőgép -portjai, de mivel nagyon sok különböző használt raspis van a piacon, elgondolkodhat azon, melyik a legideálisabb ehhez az összeállításhoz.

A válasz attól függ, hogy hol kívánja feldolgozni a videófolyamot.

Két lehetőség közül választhat:

1, Feldolgozza a videókat helyben mozgással, és továbbítja a videófolyamot, ha mozgást észlel (megjegyzés: a mozgás lassú állandó adatfolyamot továbbít a szerverre, függetlenül attól, hogy ez mitől függ, a használt felbontástól és képkockasebességtől függően száz megabájtról több gigabájtra naponta, csak emlékeztetőül, ha egy beállított kapcsolatot szeretne beállítani). Itt a CPU számít, és sajnos a mozgás (az írás idején) nem használja ki a több mag előnyeit, azonban az operációs rendszer megpróbálja kissé kiegyensúlyozni a terhelést. 100% -os használat esetén mindig az egyik magja lesz.

2, Feldolgozza a videókat egy központi szerveren: itt csak továbbítja a nyers videofolyamot a kameráról egy külső streaming szerverre (például az iSpy x86 -os számítógépen vagy a MotionEyeOS egy másik dedikált miniszámítógépen). Mivel nincs helyi feldolgozás, az Ön által használt PI modell nem számít, a PI1 ugyanazt az adatfolyamot küldi, mint a PI3B+.

Ebben az oktatóanyagban az első választással fogok foglalkozni.

Az alapszabály itt az, hogy minél gyorsabban mozgatod a CPU -t, annál jobb eredményeket érhetsz el. Például a Raspi 2 alapú fényképezőgépem, amely egy folyosót nézett, néha nem vette fel, amikor valaki gyorsan elhaladt, és amikor rögzítette, a felvétel lassú volt, és sok képkockát ejtett a 3 -as modellhez képest. A 3 -as modell 802.11 -es is abgn wifi, amely praktikus, hogy jobb minőségű videókat streamelhessen, a dobozból kivéve működik, és meglehetősen megbízható. Abban az időben, amikor azt írtam, hogy a 3B+ modell kint van, csak azt javaslom, hogy ezt 1,4 GHz -es négymagos processzorral szerezze be.

Az anyagok listája

• 30 cm -es műanyag DeathStar:)
• Raspberry Pi 3 B+
• PiCam v2 (8MP)
• Arduino Pro Micro 5.5v
• 2x SIP-1A05 Reed kapcsoló relé
• 1 db PCS HC-SR501 IR piroelektromos infravörös IR PIR mozgásérzékelő modul
• 1x 10kohm ellenállás LDR -hez
• 1x LDR
• 1x12V 4A DC adapter
• 1xMeleg fehér LED 5050 SMD Rugalmas fénylámpacsík 12V DC
• 1xBuck feszültségszabályozó

Amint az a rajzokon látható, ezt a projektet eredetileg egyetlen fény vezérlésére tervezték egy relével, mert nem terveztem belső világítás hozzáadását (ami nagyon jó), ezért csak egy második relét kötöttem be az Arduino -ba. A nagyszerű dolog a SIP-1A05-ben az, hogy belső flyback diódával rendelkezik, és a fogyasztás mA-ben nagyjából az Arduino tűnkénti teljesítménykorlátozása alatt van.

Az ok, amiért a PIR a képeken a pajzson van, mert az elején az S0P -t egy egyszerű IP műanyag dobozba tervezték helyezni a DeathStar helyett. Ahogy sejtheti, a kamera közvetlenül a lézerpisztolyban van, a PIR és az LDR újabb furatokat igényelt, és ragasztóval vannak ellátva, mivel nem tervezem eltávolítani őket.

A DeathStar alján lyukat fúrtak, ahová egy nagy csavart ragasztottam egy erős kétkomponensű ragasztóval. Ezt bele lehet csavarni az eredeti Neo Coolcams állványba (végül is jó volt valamire:)). További támogatásként kemény rézhuzalokat használok, hogy tartsam a csillag tetejét.

Fontos megjegyzés a tápegységgel kapcsolatban: mivel ugyanaz a tápegység táplálja mind a PI -t, mind az Arduino -t, mind a LED -szalagot, elég erősnek kell lennie ahhoz, hogy képes legyen mindet kezelni, tehát a projekthez kiválasztott LED -szalagon alapul. Egy kereskedelmi 5050 12v 3 méteres LED szalag 2A körül lemerül, ez sok. A PI és az Arduino esetében +2A -ban kell számolni (bár ez túlméretezett, nem fog fájni). Ha a LED szalagot szabványos halogén izzók, neon vagy más nagy teljesítményű világítás felett használja, akkor ezt az egész áramkört egy 12V@10Ah ólomakkumulátorra helyezheti tartalékként, így áramkimaradás esetén is működni fog.

A bak lecsökkenti a feszültséget 12-> 5V-ról az Arduino és a PI tápellátására, míg a közvetlen 12V-os tápvezeték be van kötve a relébe a LED-szalag bekapcsolásához.

Lépés: Szoftver Arduino

Az alábbiakban megtalálja a teljes forráskódot, amely jól kommentált, de itt egy rövid magyarázat, hogyan működik: Minden ciklus elején meghívják a szokásos xcomm () függvényt, hogy megnézze, van -e parancs a Raspberry PI -ből, amely lehet LIGHT_ON/OFF, hogy bekapcsolja a folyosó világítását, vagy DS_ON/OFF, hogy be- vagy kikapcsolja a DeathStar háttérvilágítást, ezeket csak a tökéletesség érdekében hajtottam végre, mivel ha valaki elhalad a PIR mellett, vegye fel és kapcsolja be a fények, de talán valamilyen okból meg akarja nézni a helyet, még akkor is, ha senki nincs ott.

Ezt követően a fotocella értéke beolvasásra kerül, és a mozgótüske ellenőrzi a mozgást. Ha mozgás van, a kód ellenőrzi, hogy elég sötét -e, majd ellenőrzi, hogy nem vagyunk -e visszatartva. Ha mindez elmúlik, akkor egyszerűen bekapcsolja a folyosó fényét, és PHOENIX_MOTION_DETECTED -t küld vissza a Raspberry PI -nek, ha nem elég sötét, akkor is jelzi a számítógépnek, de nem kapcsolja be a lámpát. Mozgás észlelése után elindul egy 5 perces időzítő.

Közvetlenül ezután a következő kódrészlet ellenőrzi, hogy tartásban vagyunk -e (ennek akkor kell lennie, ha csak egy mozgási esemény történt, tehát tegyük fel, hogy eltelt 5 perc, hogy ez az ellenőrzés megerősítse). A kód ellenőrzi, hogy van -e ismét mozgás, ha nem, akkor kapcsolja ki a lámpákat. Mint látható, ha nincs mozgás, ez a funkció újra és újra megismétli önmagát, és próbálja lekapcsolni a lámpákat, hogy ne érkezzen visszajelzés a számítógépre.

Van egy másik időzítő a DeathStar belső világításához, amely kizárólag a fotocellától függ <Read_ <dark_limit.

Bár a két rutin nem tud egymásról, tökéletesen együtt fognak működni, hiszen amikor a folyosó lámpája felgyullad, annyi fényt biztosít, hogy az LDR azt fogja gondolni, hogy ismét nappal van, és kikapcsolja a belső világítást. Ennek a folyamatnak azonban volt néhány figyelmeztetése, amelyet a kód magyaráz, ha érdekli, ha nem, akkor fogadja el az Nvidia válaszát, hogy "csak működik!".

4. lépés: Szoftver Raspberry PI

Nekem a legújabb Raspbian működik:

Raspbian GNU/Linux 9.4 (szakasz)

Linux Phoenix 4.9.35-v7+ #1014 SMP péntek, június 30., 14:47:43 BST 2017 armv7l GNU/Linux ii motion 4.0-1 armhf V4L rögzítő program, amely támogatja a mozgásérzékelést

Bár használhat más disztribúciókat, ha bármilyen problémája akad a kamerával, akkor csak akkor kap támogatást a csapattól, ha a hivatalos operációs rendszerét használja. A nemkívánatos bloatware, például a systemd eltávolítása szintén erősen ajánlott.

A mozgás forrásból is könnyen létrehozható:

apt-get -y install autoconf automake pkgconf libtool libjpeg8-dev build-essential libzip-dev apt-get install libavformat-dev libavcodec-dev libavutil-dev libswscale-dev libavdevice-dev

apt-get -y install libavformat-dev libavcodec-dev libavutil-dev libswscale-dev libavdevice-dev apt-get -y install git git klón https://github.com/Motion-Project/motion cd motion/autoreconf -fiv. /configure --prefix =/usr/motion make && make install/usr/motion/bin/motion -v

Videofelvevő/gyűjtő szerverként az iSpy -t javaslom. Sajnos a cikk írásakor nincsenek jó alternatívák a Linux számára. A kamera hozzáadható egy MJPEG URL -címmel https:// CAMERA_IP: 8081 az alapértelmezett porttal.

A mozgásfeldolgozás hasznos lehet, például nem kell egész nap az iSpy szerverét nézegetnie, mozgás esetén e -mailt kaphat. Bár az iSpy rendelkezik ezzel a funkcióval, hogy figyelmeztesse e -mailben mozgás esetén, időnként bekapcsolja a rögzítést az egyéb eseményekhez, például a fény visszaverődéséhez. A PIR mozgásérzékeléssel soha egyetlen hamis riasztásom nem volt. A riasztások helyben feldolgozhatók:

Pir mozgási esemény észlelve az érzékelőn> Arduino riasztás> Raspberry pi fogad a konzolon> C feldolgozó program> Külső levelező alkalmazás

Én azonban jobban szeretem mind a naplókat, mind a videókat távolról feldolgozni, így ebben az esetben hozzáadtam egy szakaszt a C vezérlőprogramhoz ahhoz, hogy a naplókat helyben naplózza egy egyszerű szöveges fájlba, és naplózza a syslog -ba, majd továbbítsa a SIEM további feldolgozás.

void logger (karakter *szöveg) {

FILE *f = fopen ("phoenix.log", "a"); if (f == NULL) {printf ("Hiba a naplófájl megnyitásakor! / n"); Visszatérés; } fprintf (f, " %s => %s / n", cur_time (0), szöveg); fclose (f); #ifdef SYSLOG char loggy [500]; sprintf (loggy, " %s => %s / n", cur_time (0), szöveg); setlogmask (LOG_UPTO (LOG_NOTICE)); openlog ("DeathStar", LOG_CONS | LOG_PID | LOG_NDELAY, LOG_USER); // syslog (LOG_NOTICE, "A programot %d felhasználó indította el", getuid ()); syslog (LOG_NOTICE, loggy); closelog (); #endif visszatérés; }

A fogadó oldalon a syslog-ng demux ezeket az eseményeket a fő naplófolyamból:

szűrő f_phx {

match ("DeathStar"); }; cél d_phx {fájl ("/var/log/phoenix/deathstar.log"); }; log {forrás (s_net); szűrő (f_phx); cél (d_phx); };

és átadható egy másik eszköznek (motion.php lásd mellékelve) elemzés és riasztás céljából.

Ebben a szkriptben egyszerűen beállíthatja a hét szokásos idejét, amikor nincs otthon:

$ opt ['alert_after'] = '09:00:00'; // Reggel $ opt ['alert_before'] = '17:00:00'; // Esték

A php program a kiváló logtail segédprogramot használja a naplók elemzéséhez.

$ cmd = "logtail -o". $ offsetfile. ' '. $ logfile.'> '. $ logfile2;

A Logtail nyomon követi az eltolt fájl helyzetét, így a főprogramnak nem kell tudnia arról, hogy melyik naptól kezdve nézze meg a naplókat, és a legfrissebb feldolgozatlan adatokat kapja.

A Motion.php futtatható a crontab -ból egy kis trükkel a hétvégére, amikor átmegy a naplókon, de további feldolgozást nem végez.

*/5 * * * 1-5/usr/local/bin/php ~/motion.php &>/dev/null */5 * * * 6-7/usr/local/bin/php ~/motion.php hétvége &>/dev/null

5. lépés: Problémák és teendők listája

Ha a Raspberry pi 3 vagy újabb verziót használja, kihagyhatja ezt a részt, akkor valószínűleg nem fog többé ilyen problémákkal szembesülni.

Az évek során voltak problémáim a Raspberry pi 2 alapú táblákkal, amelyek ugyanazt a szoftverköteget futtathatják, de különböző időpontokban vásároltak különböző helyekről. Egy bizonyos idő elteltével, amely lehet 2 nap vagy 20 nap, amikor az SSH bekapcsolja az eszközt, az SSH csak lefagy, így mind a mozgásdémon, mind a helyi C -kód, amely az Arduino -val beszélt, betöltődött a ramba, ezért az eszköz működött de ebben az állapotban már nem lehetett vele mást csinálni.

Sok hibaelhárítás után megoldást találtam:

homesync.sh

#!/bin/sh -e

### BEGIN INIT INFO # A következőket tartalmazza: homesync # Kötelező-Start: mountkernfs $ local_fs # Kötelező-Stop: camera phoenix # Default-Start: S # Default-Stop: 0 6 # Short-Description: Home synchronizer # Description: Home synchronizer by NLD ### END INIT INFO NAME = home DESC = "Ramdisk Home Synchronizer" RAM = "/home/" DISK = "/realhome/" set -e case "$ 1" in start | negyedik) echo -n "Starting $ DESC: "rsync -az --numeric -ids --delete $ DISK $ RAM &> /dev /null echo" $ NAME. ";; stop | back) echo -n "$ DESC leállítása:" rsync -az --numeric -ids --delete $ RAM $ DISK &> /dev /null echo "$ NAME".;; *) echo "Használat: $ 0 {start | stop}" exit 1;; esac kilépés 0

A szkript együtt jár egy fstab módosítással:

tmpfs /home tmpfs rw, méret = 80%, nosuid, nodev 0 0

Az otthoni partíció ramdiskként van felszerelve, amely körülbelül 600 MB szabad helyet biztosít a Raspberry pi 2 -n, ami több mint elegendő néhány bináris fájl és kis naplófájl tárolására:

tmpfs 690M 8,6M 682M 2% /otthon

Kiderült, hogy a PI lefagyását az SD -kártyán lévő írási műveleteknek tulajdonították, bár próbáltam különböző kártyákat (Samsung EVO, Sandisk), amelyeket előtte és utána többször is ellenőriztek a hibák miatt, és más laptopokban nem volt probléma. következik. Nem volt ugyanaz a probléma (még) a Raspberry PI 3 -asokkal és a magasabb hardverekkel, ezért is ajánlom őket ebben az oktatóanyagban.

Bár a Raspberry PI 3 jelenlegi mozgása éppen elég jó számomra, íme néhány ötlet, amelyet érdemes megvizsgálni:

1. Ne használjon mozgást, hanem használjon raspivid adatfolyamot a hálózaton keresztül, és hagyja, hogy egy erőteljes kiszolgáló végezze el a mozgásérzékelést és a videó kódolást (pl. ISpy). -> Probléma: állandó hálózati sávszélesség.
2. Használja a mozgást, és hagyja, hogy az ffmpeg végezze el a videó kódolását. -> Probléma: A CPU nem tudja kezelni a nagyobb felbontásokat
3. Használjon mozgást, rögzítsen nyers videót, és hagyja, hogy egy erős szerver végezze el a kódolást. -> A CPU használata az RPi -n alacsony, és a hálózati sávszélesség csak akkor van, ha tényleges mozgás van. Ehhez a forgatókönyvhöz írhatunk egy SD-kártyára/ramdisk-re a maximális átviteli sebesség érdekében, majd crontab másolatot készíthetünk a videóról egy másik szerverre.

Azt is megjegyezném, hogy ennek a projektnek az építése lehetséges Arduino nélkül is. Az összes komponenst (relé, LDR, PIR) valamilyen módon össze lehet kötni a málna pi -vel, de én jobban szeretem a valós idejű mikrovezérlőket, mint az érzékelőket és a kimeneti eszközöket. Azokban az esetekben, amikor a málna piám például lógott vagy lezuhant, az Arduino által működtetett fényvezérlés remekül működött.

Ha tetszett ez az oktatható, maradjon velünk, mivel jövőre folytatom a sorozatot 360 fokos szabadtéri málna pi zero dome kamerámmal.