Vadelma PI -kamera ja valonsäätö Kuolemantähti: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Kuten aina, haluan rakentaa laitteita, jotka ovat hyödyllisiä, toimivat tehokkaasti ja ovat usein jopa parannuksia nykyisiin ratkaisuihin.

Tässä on jälleen yksi loistava projekti, alun perin nimeltään Shadow 0f Phoenix, Vadelma PI -kilpi yhdessä Arduino -pohjaisen liiketunnistuksen ja valonsäädön kanssa.

Vaihe 1: Kaupallisten IP -kameroiden tila

Sen lisäksi, että oman kameran/valvontajärjestelmän rakentaminen on siistimpää, katsotaanpa, miksi tämä on parannus hyllystä saatavasta ratkaisusta.

Vertaan sitä NEO COOLCAM Full HD 1080P Wireless IP Camera -sarjaan, koska olen omistanut paljon näitä erilaisia neo coolcams (ONVIF) -kameroiden malleja. Niitä on erimuotoisia ja -kokoisia, ulkona ja sisätiloissa, useimmissa on sisäänrakennettu wifi -tuki, mutta katsotaan niiden varoitukset:

• Kiinalaiset valmistajat, jotka myyvät näitä kameroita, melkein aina valehtelevat sisäänrakennetusta kuvakennon resoluutiosta, kun ostat 5MP/8MP -kameran Ebaysta, saatat päätyä halpaan 2MP -kameraan, jossa on huono kuva (se toimii, mutta laatu on roskaa). Kun ostat 8 megapikselin Raspberry PI v2 -kameran alkuperäiseltä jälleenmyyjältä, saat maksamasi summan ja todellisen 8 megapikselin kennon, jonka resoluutio on 3280 × 2464 pikseliä =>
• Turvallisuuden kannalta nämä kamerat (jopa kalliimmat Dlink ja muut mallit) ovat kauheita, ne käyttävät oletussalasanoja, kuten 123456, tai sisäänrakennettuja käyttäjiä, kuten järjestelmänvalvoja/ylläpitäjä/operaattori, joita et ehkä edes pysty muuttamaan tai muutos on mennyt uudelleenkäynnistyksen jälkeen. Lisäksi monet näistä kameroista soittavat kotiin (muodosta yhteys heidän palvelimiinsa Kiinassa, jotkut jopa suoratoistavat videoita/kuvia pyytämättä sinua vain helpottamaan sitä, jos päätät asentaa Android-/iPhone -sovelluksen jonain päivänä tarkistaaksesi Koti). Vaikka asetat nämä laitteet reitittimen taakse, se ei vain ole tarpeeksi hyvä, paras on, jos et aseta niihin oletusyhdyskäytävää, palomuuria tai aseta niitä VLAN -verkkoon, jotta ne eivät voi mennä ulos Internet tai vielä parempi: älä käytä niitä ollenkaan.
• Ovatko ne luotettavampia? ei, monet heistä, jopa kalliimmat DLINK -tiedostot, voivat käynnistää kameran uudelleen päivittäin/viikoittain jne. Tämä vaihtoehto on olemassa syystä, koska X päivän jälkeen ne menettävät usein Wifi -yhteyden tai toimivat väärin muilla tavoilla. Ajattele niitä vain vanhoina hyvinä Win95 -laatikoina, jotka piti käynnistää useammin kuin ei:) En sano, että Raspi -pohjaiset laitteistot ovat niin lujia, että voit rakentaa ne ohjaaviksi ydinvoimaloiksi, mutta asianmukaisella laitteistolla/ohjelmistolla kokoonpano, jäähdytyselementit, automaattiset jäähdytyspuhaltimet ja minimoitu RW -toiminta SDCARD -kortilla, ne voivat helposti saavuttaa yli 100 päivän käyttöajan ilman ongelmia. Kirjoittaessani DeathStar -ajoani 34 päivän jälkeen, ollut yli 100, mutta joskus hakkeroin syöttöä virtalähteeseen, joka saa virtaa joillekin muille piireilleni, joten minun piti sulkea se:(
• Kohdistettu laitteisto: ne on tehty yhteen tiettyyn tarkoitukseen, niissä on usein pieni nvram -alue ja busybox, mutta jotkin mallit tekevät tämän kuoren pääsyn mahdottomaksi, joten voit käyttää niitä vain siihen, mihin niitä on tarkoitus käyttää Käytä Raspi -pohjaista kameraasi mihin tahansa muuhun tehtävään: tiedostopalvelimelle, tftp/dhcp -palvelimelle, web -palvelimelle, järistyspalvelimelle … vaihtoehtoja on rajattomasti.
• Tallennustila: niillä ei ole lainkaan tai ne käyttävät vadelmakortin FAT32 -tiedostojärjestelmällä varustettuja microsd -kortteja, joihin voit liittää jopa 2 Tt: n kiintolevyn, jos haluat.
• Valojen ohjaaminen: joissakin on ALARM -lähtö, johon voit ehkä kytkeä pienen releen, jotta valot syttyvät. Kuten näytän sinulle tässä opetusohjelmassa, infrapunakameroiden käyttö on täyttä ajanhukkaa, koska et voi tunnistaa ketään IR -kuvista huonon laadun vuoksi. Jos haluat tallentaa videon pimeässä, paras tapa tehdä se on sytyttää ensin valo ja sitten tallentaa video.

Joten saatat kysyä, onko olemassa ammattilaisia, jotka käyttävät hyllykameraa? Kyllä yrityksille, joiden työaika sen määrittämisessä olisi kalliimpaa kuin Raspberry pis -piirtäminen (ei minulle joka tapauksessa:)) ja kyllä on huippuluokan kameroita (500 dollaria+ ja parempi resoluutio kuin kurssi). Toisena etuna voisin sanoa, että ONVIF -standardia seuraavat kamerat helpottivat keskitettyä käyttöönottoa. Tämä tarjoaa vakiokäyttöliittymän, jota voidaan käyttää lähettämään komentoja kameraan asettamaan sen IP/verkkomaski/yhdyskäytävä ja muut asiat. Tätä varten voit ladata Onvif -laitehallinnan Sourceforgesta. Monissa näissä laitteissa on rosoisia rikkoutuneita verkkokäyttöliittymiä, joissa esimerkiksi se ei salli IP- tai verkkomaskin asettamista oikein, koska näitä kenttiä vahvistava javascript ei toimi oikein ja ainoa tapa asettaa nämä parametrit oikein on ONVIF.

Vaihe 2: Kuolemantähden suunnitelmat

Voit rakentaa tämän laitteen millä tahansa Raspberry PI: llä alkaen 1 - 3B+. Jopa nollassa on kameraportteja, mutta koska markkinoilla on niin paljon erilaisia käytettyjä raspiseja, saatat ihmetellä, mikä on ihanteellinen tähän kokoonpanoon.

Vastaus riippuu siitä, missä haluat käsitellä videovirtaa.

Vaihtoehtoja on kaksi:

1, Käsittele videoita paikallisesti liikkeellä ja siirrä videovirtaa eteenpäin, kun liikettä havaitaan (Huomautus: liike välittää hitaan vakiovirran palvelimelle riippumatta siitä, mikä voi olla riippuen käyttämästäsi resoluutiosta ja kuvataajuuksista. sata megatavua useaan gigatavuun päivässä, vain muistutus, jos haluat tehdä asennuksen mitatulle yhteydelle). Tässä prosessorilla on väliä ja valitettavasti liike (kirjoitettaessa) ei hyödynnä useita ytimiä, mutta käyttöjärjestelmä yrittää tasapainottaa kuormitusta hieman. Sinulla on aina yksi ytimistä 100%: n käytössä.

2, Käsittele videot keskuspalvelimella: tässä välität vain raakavideovirran kamerasta ulkoiselle suoratoistopalvelimelle (kuten iSpy, joka toimii x86 -tietokoneella tai MotionEyeOS, joka toimii toisella erillisellä minitietokoneella). Koska paikallista käsittelyä ei ole, käyttämäsi PI -mallilla ei ole väliä, PI1 lähettää saman virran kuin PI3B+.

Tässä opetusohjelmassa aion valita ensimmäisen vaihtoehdon.

Nyrkkisääntö on, että mitä nopeammin suoritin heittää liikkeeseen, sitä parempia tuloksia saat. Esimerkiksi Raspi 2 -kamerani, joka katsoi käytävää, ei toisinaan noutanut sitä, kun joku meni ohi nopeasti ja tallennuksen aikana tallennus oli hidasta ja pudotti paljon kehyksiä verrattuna malliin 3. Malli 3 sisältää myös 802.11 abgn wifi, joka on kätevä voidakseen suoratoistaa korkealaatuisempaa videota, se toimii pakkauksesta ja on melko luotettava. Tätä kirjoitettaessa, että malli 3B+ on ulkona, suosittelen vain hankkimaan sen 1,4 GHz: n neliydinsuorittimella.

Luettelo materiaaleista

• 30 cm muovinen DeathStar:)
• Raspberry Pi 3 B+
• PiCam v2 (8 MP)
• Arduino Pro Micro 5.5v
• 2x SIP-1A05 Reed-kytkinrele
• 1x PCS HC-SR501 IR-pyrosähköinen infrapuna-IR-PIR-liiketunnistinmoduuli
• 1x 10kohm vastus LDR: lle
• 1x LDR
• 1x12V 4A DC -sovitin
• 1xLämmin valkoinen LED 5050 SMD Joustava valolamppu 12V DC
• 1xBuck -jännitesäädin

Kuten näet kaavioista, tämä projekti oli alun perin suunniteltu ohjaamaan yhtä valoa yhdellä releellä, koska en aikonut lisätä sisäistä valaistusta (mikä on melko viileää), joten liitin vain toisen releen Arduinolle. SIP-1A05: n hieno asia on, että siinä on sisäinen flyback-diodi ja kulutus mA: ssa on Arduinon pin-tehon rajoituksen alapuolella.

Syy siihen, miksi PIR on kuvien kilvessä, koska alussa S0P oli tarkoitus sijoittaa yksinkertaiseen IP -muovilaatikkoon DeathStarin sijaan. Kuten arvata saattaa, kamera on suoraan laserpistoolissa, PIR ja LDR tarvitsivat toisen poratun reiän ja ne on liimattu, koska en aio poistaa niitä.

DeathStarin pohjaan porattiin reikä, johon liimasin suuren pultin vahvalla kaksikomponenttisella liimalla. Tämä voidaan ruuvata alkuperäiseen Neo Coolcams -jalustaan (se oli hyvä jostain:)). Lisätukea varten käytän kovia kuparilankoja, jotta pidän kiinni tähden päällä.

Tärkeä huomautus virtalähteestä: koska sama virtalähde syöttää virtaa sekä PI: lle, Arduinolle että LED -nauhalle, sen on oltava riittävän lihava voidakseen käsitellä niitä kaikkia, joten se perustuu projektiin valitsemallesi LED -nauhalle. Kaupallinen 5050 12v 3 metrin LED -nauha tyhjenee noin 2A, se on paljon. PI: lle ja Arduinolle on laskettava +2A (vaikka tämä on liian suuri, se ei haittaa). Käyttämällä LED -nauhaa tavallisten halogeenilamppujen, neon- tai muiden suuritehoisten valaisimien päällä voit laittaa koko tämän piirin mukavaan 12V@10Ah lyijyakkuun varana, joten se toimii jopa sähkökatkon sattuessa.

Buck alentaa jännitettä 12-> 5 V: sta Arduinon ja PI: n virransyöttöön, kun suora 12 V: n syöttö on kytketty releeseen LED-nauhan sytyttämiseksi.

Vaihe 3: Ohjelmisto Arduino

Löydät täyden lähdekoodin alta, joka on hyvin kommentoitu, mutta tässä on lyhyt selitys siitä, miten se toimii: Jokaisen silmukan alussa kutsutaan tavallista xcomm () -funktiota nähdäkseen, onko Raspberry PI: stä peräisin oleva komento voi olla LIGHT_ON/OFF kytkeäksesi käytävävalot päälle tai DS_ON/OFF kytkeäksesi DeathStar -taustavalon päälle/pois, olen ottanut nämä käyttöön vain täydellisyyden vuoksi, koska jos joku ohittaa PIR: n, se noutaa ja sytyttää valot, mutta ehkä haluat katsoa paikkaa jostain syystä, vaikka ketään ei olisi paikalla.

Tämän jälkeen valokennon arvo luetaan ja liiketappi tarkistetaan. Jos liikettä tapahtuu, koodi tarkistaa, onko se tarpeeksi pimeä, se tarkistaa, jos emme ole pidossa. Jos tämä kaikki menee ohi, se yksinkertaisesti sytyttää käytävävalon ja lähettää PHOENIX_MOTION_DETECTED takaisin Raspberry PI: lle. Jos se ei ole tarpeeksi pimeä, se silti ilmoittaa takaisin tietokoneelle, mutta ei sytytä valoa. Kun liike havaitaan, 5 minuutin pitoajastin käynnistyy.

Heti tämän jälkeen seuraava koodi -osio tarkistaa, olemmeko pidossa (kuten pitäisi tapahtua, jos oli vain liike -tapahtuma, joten oletetaan, että kulunut 5 minuuttia, jotta tämä tarkistus voi vahvistaa). Koodi tarkistaa, onko liikettä jälleen, jos ei, sammuta valot. Kuten näet, jos liikettä ei ole, tämä toiminto toistaa itseään yhä uudelleen ja uudelleen, yritä sammuttaa valot, jotta tietokone ei saa palautetta.

Meillä on toinen pitoajastin DeathStarin sisäiseen valaistukseen, joka riippuu täysin valokennostaReading <dark_limit.

Vaikka kaksi rutiinia eivät tiedä toisistaan, ne toimivat täydellisesti yhdessä, koska käytävävalon syttymisen jälkeen se antaa niin paljon valoa, että LDR luulee olevansa taas päiväsaikaan ja sammuttaa sisäisen valaistuksen. Tästä prosessista oli kuitenkin joitain varoituksia, jotka on selitetty koodissa, jos olet kiinnostunut, jos ei, ota Nvidian vastaus, että "se vain toimii!".

Vaihe 4: Ohjelmisto Raspberry PI

Uusin Raspbian toimii minulle:

Raspbian GNU/Linux 9.4 (venytys)

Linux Phoenix 4.9.35-v7+ #1014 SMP pe 30. kesäkuuta 14:47:43 BST 2017 armv7l GNU/Linux ii motion 4.0-1 armhf V4L -kaappausohjelma, joka tukee liiketunnistusta

Vaikka voit käyttää muita distroja, jos kohtaat ongelmia kameran kanssa, saat tiimiltä tukea vain, jos käytät heidän virallista käyttöjärjestelmää. Ei -toivottujen bloatware -ohjelmien, kuten systemd, poistaminen on myös erittäin suositeltavaa.

Liike voidaan myös rakentaa helposti lähteestä:

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 clone https://github.com/Motion-Project/motion cd motion/autoreconf -fiv. /configure --prefix =/usr/motion make && make install/usr/motion/bin/motion -v

Suosittelen iSpyä videonauhuriksi/keräyspalvelimeksi. Valitettavasti kirjoitettaessa ei ole hyviä vaihtoehtoja Linuxille. Kameraan voidaan lisätä oletusportti MJPEG -URL -osoitteella https:// CAMERA_IP: 8081.

Liikeprosessointi voi olla hyödyllistä, esimerkiksi sinun ei tarvitse katsoa iSpy -palvelintasi koko päivän, voit saada sähköpostin liikkeen sattuessa. Vaikka iSpy: llä on tämä toiminto, joka varoittaa sähköpostitse liikkeen sattuessa, se ottaa tallennuksen käyttöön silloin tällöin sekalaisten tapahtumien varalta, kuten jonkin verran valoa heijastuu alueelle. PIR -liiketunnistuksen avulla minulla ei ole koskaan ollut yhtä ainoaa väärää hälytystä. Hälytykset voidaan käsitellä paikallisesti:

Anturissa havaittu Pir -liiketapahtuma> Arduino -hälytys> Raspberry pi vastaanottaa konsolin> C -käsittelyohjelma> Ulkoinen sähköpostisovellus

Pidän kuitenkin mieluummin sekä lokien että videoiden etäkäsittelystä, joten tässä tapauksessa olen lisännyt osan C -ohjausohjelmaan, kun se kirjaa lokit paikallisesti pelkkään tekstitiedostoon, kirjaa sen myös syslogiin ja joka välitetään SIEM jatkokäsittely.

tyhjä kirjaaja (char *teksti) {

TIEDOSTO *f = fopen ("phoenix.log", "a"); if (f == NULL) {printf ("Virhe lokitiedoston avaamisessa! / n"); palata; } fprintf (f, " %s => %s / n", cur_time (0), teksti); fclose (f); #ifdef SYSLOG -char -logiikka [500]; sprintf (loggy, " %s => %s / n", cur_time (0), teksti); setlogmask (LOG_UPTO (LOG_NOTICE)); openlog ("DeathStar", LOG_CONS | LOG_PID | LOG_NDELAY, LOG_USER); // syslog (LOG_NOTICE, "Käyttäjä %d käynnisti ohjelman", getuid ()); syslog (LOG_NOTICE, loggy); closelog (); #endif -palautus; }

Vastaanottopäässä syslog-ng voi demux nämä tapahtumat päälokista:

suodatin f_phx {

ottelu ("DeathStar"); }; määränpää d_phx {tiedosto ("/var/log/phoenix/deathstar.log"); }; loki {lähde (s_net); suodatin (f_phx); määränpää (d_phx); };

ja se voidaan siirtää toiseen työkaluun (motion.php katso liitteenä) analysointia ja varoitusta varten.

Tässä skriptissä voit asettaa tavallisen viikonajan, jolloin et ole kotona:

$ opt ['alert_after'] = '09:00:00'; // Aamut $ opt ['alert_before'] = '17:00:00'; // Illat

Php -ohjelma hyödyntää erinomaista logtail -apuohjelmaa lokien jäsentämiseen.

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

Logtail seuraa sijaintia offset -tiedostossa, joten pääohjelman ei tarvitse tietää, mistä lähtien aloittaa lokien tarkastelu, sillä on uusimmat käsittelemättömät tiedot.

Motion.php voidaan ajaa crontabista pienellä temppelillä viikonloppuisin, jolloin se käy lokit läpi, mutta ei jatkokäsittelyä.

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

Vaihe 5: Ongelmat ja tehtävälista

Jos käytät Raspberry pi 3 tai uudempaa, voit ohittaa tämän osan, et todennäköisesti törmää näihin ongelmiin enää.

Vuosien aikana minulla oli joitain ongelmia Raspberry pi 2 -pohjaisissa levyissä, jotka saattoivat käyttää samaa ohjelmistopinoa, mutta jotka ostettiin eri aikoina eri paikoista. Tietyn ajan kuluttua, joka voi olla 2 päivää tai 20 päivää, kun SSH -yhteys laitteeseen, SSH vain ripustaa, joten sekä liike -demoni että paikallinen C -koodi, jotka puhuivat Arduinon kanssa, ladattiin ramiin, joten laite toimi mutta tässä tilassa oli mahdotonta tehdä mitään muuta sen kanssa.

Monien vianmääritysten jälkeen olen keksinyt ratkaisun:

homesync.sh

#!/bin/sh -e

### BEGIN INIT INFO # Tarjoaa: homesync # Required-Start: mountkernfs $ local_fs # Required-Stop: camera phoenix # Default-Start: S # Default-Stop: 0 6 # Short-Description: Home synchronizer # Description: Home synchronizer kirjoittanut NLD ### END INIT INFO NAME = home DESC = "Ramdisk Home Synchronizer" RAM = "/home/" DISK = "/realhome/" set -e case "$ 1" alussa | neljä) echo -n "Starting $ DESC: "rsync -az --numeric -ids --delete $ DISK $ RAM &> /dev /null echo" $ NAME. ";; stop | back) echo -n "$ DESC: n pysäyttäminen:" rsync -az --numeric -ids --delete $ RAM $ DISK &> /dev /null echo "$ NAME.";; *) echo "Käyttö: $ 0 {start | stop}" exit 1;; esac exit 0

Käsikirjoitus liittyy fstab -muutokseen:

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

Kotiosio on asennettu kiintolevyksi, joka antaisi noin 600 Mt vapaata tilaa Raspberry pi 2: ssa, mikä on enemmän kuin tarpeeksi joidenkin binaaritiedostojen ja pienten lokitiedostojen tallentamiseen:

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

Kävi ilmi, että PI -ripustus johtui SD -kortin kirjoitustoiminnoista, vaikka olen kokeillut erilaisia kortteja (Samsung EVO, Sandisk), jotka skannattiin virheiden varalta useita kertoja ennen ja jälkeen, eikä niillä ollut ongelmia muissa kannettavissa tietokoneissa, tämä oli vain tulossa. Minulla ei ollut samaa ongelmaa (vielä) Raspberry PI 3: n ja uudempien laitteiden kanssa, joten suosittelen niitä myös tässä opetusohjelmassa.

Vaikka Raspberry PI 3: n nykyinen liike on tarpeeksi hyvä minulle, tässä on joitain ideoita, joita kannattaa tutkia:

1. Älä käytä liikettä, vaan käytä raspivid -suoratoistoa verkon kautta ja anna tehokkaan palvelimen tehdä liiketunnistus ja videokoodaus (esim. ISpy). -> Ongelma: jatkuva verkon kaistanleveyden hogging.
2. Käytä liikettä ja anna ffmpegin tehdä videon koodaus. -> Ongelma: CPU ei pysty käsittelemään suurempia resoluutioita
3. Käytä liikettä, tallenna raaka video ja anna tehokkaan palvelimen tehdä koodaus. -> CPU: n käyttö RPi: ssä on vähäistä ja verkon kaistanleveys rajoittuu todelliseen liikkeeseen. Tässä skenaariossa voisimme kirjoittaa SD-kortille/ramdiskille maksiminopeuden saavuttamiseksi ja sitten crontab kopioida videon toiselle palvelimelle.

Huomautan myös, että tämän projektin rakentaminen on mahdollista rakentaa ilman Arduinoa. Kaikki komponentit (releet, LDR, PIR) voidaan liittää vadelmapilaan jollakin tavalla, mutta mieluummin reaaliaikaiset mikrokontrollerit ovat vuorovaikutuksessa antureiden ja lähtölaitteiden kanssa. Tapauksissa, joissa vadelmapiipuni roikkui esimerkiksi tai kaatui, Arduinon ohjaama valonohjaus toimi hienosti.

Jos pidit tästä ohjeesta, pysy kuulolla, koska jatkan sarjaa 360 asteen vadelma pi zero dome -kameralla ensi vuonna.