Raspberry PI камерасы жана жарыкты көзөмөлдөө Death Star: 5 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Адаттагыдай эле, мен пайдалуу, бекем иштеген түзмөктөрдү курууну көздөп жатам жана чечимдерди чечүү учурундагыга салыштырмалуу жакшыртуулар болуп саналат.

Бул жерде дагы бир чоң долбоор бар, алгач Shadow 0f Phoenix деп аталат, Raspberry PI калкан Arduino негизделген кыймыл аныктоо жана жарык көзөмөлү менен бирге.

1 -кадам: Коммерциялык IP камералардын абалы

Мындан тышкары, өзүңүздүн камераңызды/байкоо системаңызды куруу дагы сонун, эмне үчүн бул текче чечиминен жакшыртылганын карап көрөлү.

Мен муну NEO COOLCAM Full HD 1080P Wireless IP Camera сериясы менен салыштырам, анткени менде нео coolcams (ONVIF) камераларынын көптөгөн моделдери бар. Алар ар кандай формада жана өлчөмдө, сыртта жана үйдө келет, алардын көбү wifi колдоосунда курулган, бирок алардын эскертүүлөрүн карап көрөлү:

• Бул камераларды саткан кытайлык өндүрүүчүлөр дээрлик ар дайым сүрөт сенсорунун чечилиши жөнүндө калп айтышат, эгер сиз Ebayден 5MP/8MP камера сатып алсаңыз, анда начар сүрөтү бар арзан 2MP камера менен аякташы мүмкүн (ал иштейт, бирок сапаты таштанды). Оригиналдуу сатуучудан 8MP Raspberry PI v2 камерасын сатып алганда, сиз төлөгөн нерсеңизди жана 3280 × 2464 пикселдүү 8MP сенсорун аласыз>>
• Коопсуздук жагынан алганда, бул камералар (дагы кымбат Dlink жана башка моделдер) коркунучтуу, алар 123456 сыяктуу демейки сырсөздөрдү колдонушат же администратор/администратор оператору/оператору сыяктуу колдонуучуларга орнотушкан, аларды сиз өзгөртө албайсыз. өзгөртүү кайра жүктөөдөн кийин жок болот. Бул камералардын көбүн үйдүн телефону менен толуктаңыз (Кытайдагы серверлерине туташыңыз, кээ бирлери Android/Iphone тиркемесин бир күнү орнотууну чечсеңиз, жөнөкөйлөтүүңүздү суранбастан эле видео/сүрөттөрдү артка кайтарат. үй). Бул түзмөктөрдү роутердин артына койсоңуз дагы, бул жакшы эмес, эң жакшысы, эгерде сиз аларга демейки шлюз орнотпосоңуз, аларды брандмауэр же VLANга киргизбеңиз Интернет же андан да жакшы: аларды такыр колдонбоңуз.
• Алар ишенимдүүбү? Жок, алардын көбү, атүгүл андан да кымбат DLINKлердин камераны күн сайын/жума сайын өчүрүп -күйгүзүү мүмкүнчүлүгүнө ээ болушат. Бул параметрдин себеби бар, анткени X күндөн кийин алар Wifi байланышын үзүп коюшат же башка жолдор менен туура эмес жүрүшөт. Жөн эле аларды эски Win95 кутучалары катары элестетип көрүңүз, аларды көбүнчө кайра жүктөө керек:) Мен Raspiге негизделген жабдуулар ушунчалык катуу деп айтпайм, аларды атомдук электр станцияларын башкара аласыз, бирок тиешелүү жабдыктар/программалар менен конфигурация, радиаторлор, автоматтык муздатуу күйөрмандары жана SDCARDдагы минималдуу RW операциясы, алар 100 күндүн иштөө убактысын көйгөйсүз оңой эле баса алышат. Жазуу учурунда DeathStar 34 күндөн бери иштейт, 100дөн ашты, бирок кээде мен башка схемаларды иштетип жаткан кубат булагынын желесин бузуп алчумун, ошондуктан аны өчүрүүгө туура келди:(
• Максаттуу жабдыктар: алар 1 белгилүү бир максатта жасалган, көбүнчө кичинекей nvram аянты жана бош эмес кутуча менен коштолот, бирок кээ бир моделдер бул кабыктын кирүүсүн мүмкүн кылбайт, андыктан сиз аларды колдоно ала турган нерсеңиз, сиз колдоно аласыз. Raspi негизделген камераңызды башка иштерге колдонуңуз: файл сервери, tftp/dhcp сервери, веб -сервер, жер титирөө сервери … опциялар чексиз.
• Сактоо мейкиндиги: аларда жок же алар FAT32 файл тутуму VS бар microsd карталарын малина pisде колдонушат, эгер кааласаңыз 2 ТБ катуу дискти тиркеп койсоңуз болот.
• Жарыктарды көзөмөлдөө: кээ бирлеринде ALARM чыгарылышы бар, анда кичине релени туташтырып, чырактарды иштетүү мүмкүн. Мен сизге бул окуу куралында көрсөткөндөй, инфракызыл камераларды колдонуу убакыттын текке кетиши, анткени сиз сапаттын начардыгына байланыштуу IR сүрөттөрүнөн эч кимди аныктай албайсыз. Эгер сизге караңгыда видео жаздыруу керек болсо, анда эң биринчи жолу жарыкты күйгүзүп, анан видеону жаздырыңыз.

Ошентип, сиз текчедеги камераны колдонуунун кандайдыр бир PRO жактары барбы деп сурашыңыз мүмкүн? Ооба, аны орнотуу үчүн жумуш убактысы Raspberry pis менен иштөөдөн кымбатыраак болмок бизнес үчүн (баары бир мен үчүн эмес:)) жана ооба, камеранын үстү жагында (500 $+ пи камерага караганда жакшыраак чечим менен) Албетте). Дагы бир артыкчылык катары мен ONVIF стандартына ылайык келген камералар борборлоштурулган камсыздоону жеңилдетти деп айта алам. Бул стандарттык интерфейсти камсыз кылат, аны IP/Тармак маскасы/Шлюз жана башка нерселерди орнотуу үчүн камерага буйруктарды жөнөтүү үчүн колдонсо болот. Бул үчүн Onvif түзмөк менеджерин Sourceforge сайтынан жүктөп алсаңыз болот. Бул түзмөктөрдүн көбү бузулган веб -фронттор менен коштолот, бул жерде сиз ip же netmask -ты туура коюуга мүмкүндүк бербейт, анткени бул талааларды тастыктаган JavaScript иштебей жатат жана бул параметрлерди туура коюунун бирден -бир жолу ONVIF аркылуу.

2 -кадам: Өлүм жылдызынын пландары

Сиз бул түзмөктү 1ден 3В+га чейинки Raspberry PIлердин ар бири менен кура аласыз. Ал тургай, нөлдүн камера порттору бар, бирок рынокто көптөгөн башка колдордун көптөгөн түрлөрү бар болгондуктан, сиз бул курулуш үчүн эң ылайыктуу деп ойлонушуңуз мүмкүн.

Жооп видео агымын кайда иштеткиңиз келгенине жараша болот.

Эки тандоо бар:

1, Кыймыл менен видеолорду жергиликтүү түрдө иштеп чыгыңыз жана кыймыл аныкталганда видео агымын жөнөтүңүз (эскертүү: кыймыл эч нерсеге карабай серверге жай туруктуу агымды жөнөтөт, бул сиз колдонгон чечимге жана кадр ылдамдыгына жараша болушу мүмкүн. күнүнө бир нече гигабайттан жүз мегабайтка чейин, жөн гана эскертүү, эгер сиз ченелген байланышта орнотууну кааласаңыз). Бул жерде CPU маанилүү жана тилекке каршы кыймыл (жазуу учурунда) бир нече өзөктөн пайдаланбайт, бирок OS жүктү бир аз тең салмактоого аракет кылат. Сиз ар дайым 100% колдонуу боюнча өзөктөрдүн бирине ээ болосуз.

2, Видеолорду борбордук серверде иштетиңиз: бул жерде сиз жөн гана чийки видео агымын камерадан тышкы агымга жөнөтөсүз (x86 компьютеринде иштеген iSpy же башка атайын кичи компьютерде иштеген MotionEyeOS сыяктуу). Жергиликтүү иштетүү жок болгондуктан, сиз колдонгон ПИнин модели мааниге ээ эмес, PI1 PI3B+менен бирдей агымды жөнөтөт.

Бул окуу куралында мен биринчи тандоо менен барам.

Бул жердеги эреже - CPU канчалык ылдам кыймылдасаңыз, ошончолук жакшы натыйжаларга ээ болосуз. Мисалы, коридорду карап турган Raspi 2 камерам кээде кимдир бирөө ылдам өтүп бара жатканда жана аны жаздырбай жатканда, 3 -модельге салыштырмалуу көп кадрларды түшүргөндө, аны албай коюшкан. 3 -модельде дагы 802.11 бар. abgn wifi, бул жогорку сапаттагы видеону агылтууга ыңгайлуу, ал кутудан иштейт жана бул абдан ишенимдүү. 3B+ модели чыкканын жазып жатканда, мен муну 1.4 Гц Quad Core cpu менен алууну сунуштаар элем.

Материалдардын тизмеси

• 30 см пластикалык DeathStar:)
• Raspberry Pi 3 B+
• PiCam v2 (8MP)
• Arduino Pro Micro 5.5v
• 2x SIP-1A05 камыш которуу релеси
• 1x PCS HC-SR501 IR Pyroelectric Infrared IR PIR Motion Sensor Detector Module
• 1x 10kohm LDR үчүн резистор
• 1x LDR
• 1x12V 4A DC адаптери
• 1xWarm Ак LED 5050 SMD ийкемдүү жарык чырак тилкеси 12V DC
• 1xBuck чыңалуу жөндөгүчү

Схемада көрүнүп тургандай, бул долбоор алгач бир релени бир жарыкты көзөмөлдөө үчүн иштелип чыккан, анткени мен ички жарыктандырууну кошууну пландаштырган эмесмин (бул абдан сонун), ошондуктан мен Arduinoго экинчи релесин каттап койгом. SIP-1A05тин эң сонун жери-бул ички флайб диодунун бар экендиги жана мАдагы керектөө Ардуинонун бир пиндин кубаттуулугуна чектөө астында.

Эмне үчүн PIR сүрөттөрдүн калканчында турат, себеби башында S0P DeathStar ордуна жөнөкөй IP пластикалык кутуга салынмакчы болгон. Сиз болжогондой, камера түз эле лазердик мылтыкта PIR жана LDRге дагы бир тешилген тешиктер керек болчу, анткени мен аларды алып салууну пландаштырбагам, анткени алар желим менен атылган.

DeathStarдын түбүндө тешик бургуланды, анда мен чоң болтко күчтүү 2 компоненттүү клей менен чаптадым. Бул баштапкы Neo Coolcams стендине сайылышы мүмкүн (бул бир нерсе үчүн жакшы болду:)). Кошумча колдоо үчүн мен жылдыздын чокусунда бекем жез зымдарды кармап турам.

Электр энергиясы менен камсыздоо жөнүндө маанилүү эскертүү: бир эле камсыздоо PIге, Arduinoго жана LED тилкесине кубат бере тургандыктан, алардын бардыгын иштете алгыдай болушу керек, андыктан ал долбоор үчүн тандап алган LED тилкесине негизделет. Коммерциялык 5050 12v 3metr LED тилкеси 2А тегерегинде агып кетет, бул көп. PI жана Arduino үчүн +2A менен эсептешиңиз керек (бул чоң болсо да, зыян келтирбейт). Стандарттык галоген лампалары, неон же башка жогорку кубаттуулуктагы лампалардын үстүнө LED тилкесин колдонуу - бул бүт схеманы резервдик 12В@10Ah коргошун кислотасы бар аккумуляторго койсоңуз болот, андыктан ал электр жарыгы өчүп калган учурда да иштейт.

Бак 12D> 5Vдан чыңалууну төмөндөтүп, Arduino менен PIди иштетет, ал эми 12В түз диапазону LED тилкесин күйгүзүү үчүн реледе өткөрүлөт.

3 -кадам: Программалык камсыздоо Arduino

Толук булак кодун төмөндө таба аласыз, бирок ал жерде кандай иштээри кыскача түшүндүрүлөт: Ар бир циклдин башында кадимки xcomm () функциясы Raspberry PIден келген буйрук бар же жок экенин билүү үчүн чакырылат. коридордун чырактарын күйгүзүү үчүн LIGHT_ON/OFF болушу мүмкүн же DeathStar жарыгын күйгүзүү/өчүрүү үчүн DS_ON/OFF болушу мүмкүн, мен муну кемчиликсиздик үчүн ишке ашырдым, анткени кимдир бирөө PIRдин жанынан өтсө, аны алып, күйгүзүү керек. жарыктар, бирок, балким, эч ким жок болсо дагы, кандайдыр бир себептерден улам бул жерди карагыңыз келет.

Андан кийин фотоэлементтин мааниси окулат жана кыймылдын учу кыймыл үчүн текшерилет. Кыймыл болсо, код караңгы экенин текшерет, анда ал биздин кармалып турбаганыбызды текшерет. Эгерде мунун баары өтүп кетсе, анда ал коридордун жарыгын күйгүзүп, PHOENIX_MOTION_DETECTEDди Raspberry PIге кайра жөнөтөт, эгер ал жетиштүү караңгы болбосо, дагы эле компьютерге сигнал берет, бирок жарыкты күйгүзбөйт. Кыймыл аныкталгандан кийин 5 мүнөттүк кармоо таймери башталат.

Туура кийин, кийинки код бөлүмү биздин кармалып турганыбызды текшерет (эгерде кыймылдын окуясы болгон болсо, ушундай болушу керек, андыктан бул текшерүү ырастоо үчүн 5 мүнөт өттү дейли). Код кайра кыймылдын бар -жогун текшерет, эгер болбосо, анда жарыкты өчүрүңүз. Көрүнүп тургандай, эч кандай кыймыл жок болсо, бул функция кайра -кайра кайталана берет, ошондуктан ЖКга эч кандай пикир жок.

Бизде DeathStarдын ички жарыктандыруусу үчүн дагы бир кармоочу таймер бар, ал жалаң гана фотоэлементтен көз каранды <dark_limit.

2 күн тартиби бири -бири жөнүндө билбесе да, алар кемчиликсиз иштешет, анткени коридордун жарыгы күйгөндө ушунчалык көп жарык берет, LDR кайра күндүз деп ойлоп, ички жарыктандырууну өчүрөт. Бирок, эгер сизди кызыктырса, анда Nvidiaдан "бул жөн эле иштейт!" Деген жоопту алсаңыз болот, бул процесстин айрым эскертүүлөрү бар.

4 -кадам: Программалык камсыздоо Raspberry PI

Акыркы Raspbian мен үчүн иштейт:

Raspbian GNU/Linux 9.4 (сунуу)

Linux Phoenix 4.9.35-v7+ #1014 SMP Жума 30-июнь 14:47:43 BST 2017 armv7l GNU/Linux ii motion 4.0-1 armhf V4L тартуу программасы кыймыл аныктоону колдойт

Башка дистрибутивдерди колдоно алсаңыз да, эгерде сиз камера менен кандайдыр бир көйгөйлөргө туш болсоңуз, анда алардын расмий ОСун колдонуп жатсаңыз гана командадан колдоо аласыз. Systemd сыяктуу керексиз программаларды алып салуу дагы сунушталат.

Кыймыл булактан оңой эле түзүлүшү мүмкүн:

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

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

Мен iSpyди видео жаздыруучу/жыйноочу сервер катары сунуштайм. Тилекке каршы, жазуу учурунда Linux үчүн жакшы альтернатива жок. Камераны MJPEG url менен кошсо болот https:// CAMERA_IP: 8081 демейки порт.

Кыймыл иштетүү пайдалуу болушу мүмкүн, мисалы, сиз күнү бою iSpy серверин карап туруунун кажети жок, сиз кыймыл болгон учурда электрондук кат ала аласыз. ISpy кыймылга келген учурда электрондук почта аркылуу эскертүү үчүн бул функцияга ээ болсо да, ал кээ бир жерлерде чагылган сыяктуу ар кандай окуялар үчүн жазууну күйгүзөт. PIR кыймылын аныктоо менен менде эч качан жалган ойготкуч болгон эмес. Эскертүүлөрдү жергиликтүү түрдө иштетсе болот:

Пир кыймылынын окуясы сенсордо табылды> Arduino эскертүүсү> Raspberry pi консолунда алат> C иштетүү программасы> Тышкы почта тиркемеси

Мен бирок журналдарды да, видеолорду да алыстан иштетүүнү артык көрөм, ошондуктан бул учурда мен C контролдоо программасына бөлүмдү кошуп койдум, ал журналдарды жөнөкөй текст файлына киргизет, аны syslogго каттайт жана ал SIEMге жөнөтүлөт. кийинки иштетүү.

боштукту каттоочу (char *текст) {

FILE *f = fopen ("phoenix.log", "a"); if (f == NULL) {printf ("Журнал файлын ачууда ката! / n"); кайтуу; } fprintf (f, " %s => %s / n", cur_time (0), текст); fclose (f); #ifdef SYSLOG char loggy [500]; sprintf (логикалык, " %s => %s / n", cur_time (0), текст); setlogmask (LOG_UPTO (LOG_NOTICE)); openlog ("DeathStar", LOG_CONS | LOG_PID | LOG_NDELAY, LOG_USER); // syslog (LOG_NOTICE, "Программаны %d колдонуучу баштаган", getuid ()); syslog (LOG_NOTICE, логикалык); closelog (); #endif кайтуу; }

Кабыл алуу аягында syslog-ng бул окуяларды негизги журнал агымынан ажыратышы мүмкүн:

чыпкасы f_phx {

матч ("DeathStar"); }; баруучу d_phx {файл ("/var/log/phoenix/deathstar.log"); }; журнал {булагы (s_net); чыпкасы (f_phx); бара турган жер (d_phx); };

жана аны анализдөө жана эскертүү үчүн башка инструментке (motion.php тиркелгенди караңыз) өткөрүүгө болот.

Бул сценарийде сиз жумада үйдө болбогон кадимки убакытты жөндөй аласыз:

$ opt ['alert_after'] = '09:00:00'; // Эртең менен $ opt ['alert_before'] = '17:00:00'; // Кечтер

PHP программасы журналдарды талдоо үчүн мыкты logtail утилитасын колдонот.

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

Logtail ордун офсеттик файлда көзөмөлдөйт, андыктан негизги программа журналдарды кароону кайсы убактан баштоо керектигин билбейт, ага акыркы иштетилбеген маалыматтар берилет.

Motion.php дем алыш күндөрү кичинекей трюк менен crontabдан иштетилиши мүмкүн, ал журналдардан өтөт, бирок андан ары иштетилбейт.

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

5 -кадам: Көйгөйлөр жана жасала турган иштердин тизмеси

Эгерде сиз Raspberry pi 3 же андан жаңысын колдонуп жатсаңыз, анда бул бөлүмдү өткөрүп жиберсеңиз, анда сиз бул көйгөйлөргө кабылбай каласыз.

Көп жылдар бою мен Raspberry pi 2ге негизделген тактайлар менен бир көйгөйлөргө туш болдум, алар бир эле программалык камсыздоону иштетиши мүмкүн, бирок ар кайсы убакта ар кайсы жерден сатып алынган. Белгилүү бир убакыт өткөндөн кийин, 2 күн же 20 күн болушу мүмкүн, качан SSH түзмөктө SSH жөн эле илинип калат, ошондуктан Arduino менен сүйлөшкөн кыймыл демону да, жергиликтүү С коду да кочкорго жүктөлгөн, ошондуктан аппарат иштеп жаткан. бирок бул абалда мындан башка эч нерсе кылуу мүмкүн эмес эле.

Көптөгөн көйгөйлөрдү чечкенден кийин мен бир чечимге келдим:

homesync.sh

#!/bin/sh -e

### INIT INFO БАШТОО # Берет: homesync # Милдеттүү-Баштоо: mountkernfs $ local_fs # Талап кылынган-Токтоо: камера феникси # Демейки-Старт: S # Демейки-Токтоо: 0 6 # Кыскача Түшүндүрмө: Үй синхронизатору # Сүрөттөмө: Үй синхронизатору by NLD ### END INIT INFO NAME = home DESC = "Ramdisk Home Synchronizer" RAM = "/home/" DISK = "/realhome/" set -e case "$ 1" башында | алдыга) echo -n "Starting $ DESC: "rsync -az --numeric -ids --delete $ DISK $ RAM &> /dev /null echo" $ NAME. ";; stop | артка) echo -n "$ DESC токтотуу:" rsync -az --numeric -ids --delete $ RAM $ DISK &> /dev /null echo "$ NAME.";; *) echo "Use: $ 0 {start | stop}" чыгуу 1;; esac чыгуу 0

Сценарий fstab өзгөртүү менен бирге жүрөт:

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

Үй бөлүмү ramdisk катары орнотулган, ал Raspberry pi 2де болжол менен 600МБ бош орун берет, бул кээ бир бинардык файлдарды жана кичинекей журнал файлдарын сактоого жетиштүү:

tmpfs 690M 8.6M 682M 2% /үй

Көрсө, PI илинүүсү SDcardдагы жазуу операцияларына байланыштуу болгон, бирок мен ар кандай карталарды (Samsung EVO, Sandisk) сынап көргөм, бирок алар мурун жана кийин каталар үчүн бир нече жолу сканерленген жана башка ноутбуктарда эч кандай көйгөй болгон эмес. келе жатат. Менде Raspberry PI 3s жана андан жогорку жабдыктар менен бирдей маселе болгон эмес (ошондуктан), ошондуктан мен аларды бул окуу куралында сунуштайм.

Raspberry PI 3 учурдагы кыймылы мен үчүн жетиштүү болгону менен, бул жерде изилдөөгө татыктуу болгон кээ бир идеялар:

1. Кыймылды колдонбоңуз, тескерисинче, тармак аркылуу raspivid агымын колдонуңуз жана күчтүү серверге кыймылды аныктоону жана видеону коддоону жасаңыз (мис. ISpy). -> Көйгөй: үзгүлтүксүз тармактын өткөрүү жөндөмдүүлүгү.
2. Кыймылды колдонуңуз жана ffmpegке видеону коддоого уруксат бериңиз. -> Көйгөй: CPU жогорку чечимдерди көтөрө албайт
3. Кыймылды колдонуңуз, чийки видеону жазыңыз жана күчтүү серверге коддоону жасаңыз. -> RPiде CPU колдонуу төмөн жана чыныгы кыймыл болгондо тармактын өткөрүү жөндөмдүүлүгү чектелген. Бул сценарий үчүн биз SD картага/ramdiskке максималдуу өткөрүү үчүн жазып, видеону башка серверге көчүрө алабыз.

Мен дагы белгилеп кетет элем, бул долбоорду куруу Arduinoсуз эле курулушу мүмкүн. Бардык компоненттер (реле, LDR, PIR) кандайдыр бир жол менен малина пи менен туташтырылышы мүмкүн, бирок мен сенсорлор жана чыгаруу түзмөктөрү менен иштешүүнү реалдуу убакытта микроконтроллерлерди артык көрөм. Менин малина пиим мисалы, илинип турган же кулап калган учурларда, Arduino тарабынан башкарылган жарыкты башкаруу жакшы иштеген.

Эгерде сизге бул көрсөтмө жаккан болсо, анда мен серияны кийинки жылы 360 градустук ачык малина пи нөл купол камерам менен уланта берем.