Aveņu PI kamera un gaismas kontroles nāves zvaigzne: 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Kā vienmēr, es vēlos izveidot ierīces, kas ir noderīgas, darbojas stabili un bieži vien ir pat uzlabojumi salīdzinājumā ar pašreizējiem risinājumiem.

Šeit ir vēl viens lielisks projekts, sākotnēji nosaukts Shadow 0f Phoenix, aveņu PI vairogs kopā ar Arduino balstītu kustību noteikšanu un gaismas vadību.

1. darbība: komerciālo IP kameru stāvoklis

Papildus tam, ka savas kameras/novērošanas sistēmas izveide ir foršāka, paskatīsimies, kāpēc tas ir uzlabojums salīdzinājumā ar gatavu risinājumu.

Es to salīdzināšu ar NEO COOLCAM Full HD 1080P bezvadu IP kameru sēriju, jo man piederēja daudz šo dažādo neo coolcams (ONVIF) kameru modeļu. Tie ir dažādās formās un izmēros, ārā un iekštelpās, lielākajā daļā no tiem ir iebūvēts wifi atbalsts, taču aplūkosim viņu brīdinājumus:

• Ķīnas ražotāji, kas pārdod šīs kameras, gandrīz vienmēr melo par iebūvēto attēla sensora izšķirtspēju, iegādājoties 5MP/8MP kameru vietnē Ebay, iespējams, iegūsit lētu 2MP kameru ar sliktu attēlu (tā darbojas, bet kvalitāte ir atkritumi). Pērkot 8MP Raspberry PI v2 kameru no sākotnējā mazumtirgotāja, jūs saņemsiet to, par ko esat samaksājis, un faktisko 8MP sensoru ar izšķirtspēju 3280 × 2464 pikseļi =>
• No drošības viedokļa šīs kameras (pat dārgākie Dlink un citi modeļi) ir briesmīgas, tajās tiek izmantotas noklusējuma paroles, piemēram, 123456, vai iebūvētiem lietotājiem, piemēram, administratoram/administratora operatoram/operatoram, ko jūs, iespējams, pat nevarēsit mainīt vai izmaiņas ir pazudušas pēc pārstartēšanas. Papildiniet to ar daudzām no šīm kamerām, kas tālrunis tiek piegādāts mājās (izveidojiet savienojumu ar to serveriem Ķīnā, daži pat straumē video/attēlus, neprasot jums, lai tas būtu vieglāk, ja nolemjat kādu dienu instalēt lietotni Android/iPhone, lai pārbaudītu mājas). Pat ja jūs novietojat šīs ierīces aiz maršrutētāja, tas vienkārši nav pietiekami labs, vislabāk ir, ja tajās neiestatāt noklusējuma vārtejas, neizmantojat ugunsmūri vai neievietojat tās VLAN, lai tās nevarētu iziet. internetā vai vēl labāk: nelietojiet tos vispār.
• Vai tie ir uzticamāki? nē, daudziem no tiem pat dārgākajiem DLINK ir iespēja katru dienu/reizi nedēļā pārstartēt kameru utt. Šī iespēja ir kāda iemesla dēļ, jo pēc X dienām viņi bieži zaudē Wifi savienojumu vai rīkojas nepareizi citos veidos. Vienkārši iedomājieties tās kā vecās labās Win95 kastes, kuras vajadzēja pārstartēt biežāk nekā nē:) Es nesaku, ka uz Raspi balstītā aparatūra ir tik cieta, ka jūs varat tos iebūvēt kontroles atomelektrostacijās, bet ar atbilstošu aparatūru/programmatūru konfigurācija, radiatori, automātiskie dzesēšanas ventilatori un minimāla RW darbība SDCARD kartē, bez problēmām var sasniegt 100+ dienu darbības laiku. Rakstīšanas laikā mans DeathStar darbojas kopš 34 dienām, ir bijis vairāk nekā 100, bet dažreiz es uzlauzu barošanu barošanas avotā, kas baro kādu citu manu ķēdi, tāpēc man tas bija jāizslēdz:(
• Mērķtiecīga aparatūra: tās ir izgatavotas vienam konkrētam mērķim, tām bieži ir neliels nvram laukums un autobuss, taču daži modeļi arī padara neiespējamu piekļuvi šim apvalkam, tāpēc jūs varat tos izmantot tikai tam, kam tie paredzēti izmantojiet savu Raspi bāzēto kameru citiem uzdevumiem: failu serverim, tftp/dhcp serverim, tīmekļa serverim, zemestrīču serverim … iespējas ir neierobežotas.
• Uzglabāšanas telpa: tiem vai nu nav, vai arī tie izmanto microsd kartes ar FAT32 failu sistēmu VS uz aveņu, jūs pat varat pievienot 2 TB cieto disku, ja vēlaties.
• Gaismu vadība: dažiem ir ALARM izeja, kur, iespējams, varēsit pievienot nelielu releju, lai iedegtos gaismas. Kā es jums parādīšu šajā apmācībā, izmantojot infrasarkanās kameras, ir pilnīga laika izšķiešana, jo sliktas kvalitātes dēļ jūs nevarēsit nevienu identificēt IS attēlos. Ja jums ir nepieciešams ierakstīt videoklipu tumsā, labākais veids, kā to izdarīt, vispirms ieslēdziet gaismu un pēc tam ierakstiet videoklipu.

Tātad jūs varētu jautāt, vai ir kādi PRO, kas izmanto kameras no plaukta? Jā, uzņēmumiem, kuru darba laiks, lai to uzstādītu, būtu dārgāks par aveņu pīrāgu (man vienalga ne:)), un jā, ir labākās kameras (500 USD+ ar labāku izšķirtspēju nekā pi protams). Kā vēl vienu priekšrocību es varētu teikt, ka kameras, kas atbilst ONVIF standartam, atviegloja centralizētu nodrošināšanu. Tas nodrošina standarta saskarni, ko var izmantot, lai nosūtītu kamerai komandas, lai iestatītu IP/tīkla masku/vārteju un citas lietas. Šim nolūkam varat lejupielādēt Onvif ierīču pārvaldnieku no Sourceforge. Daudzas no šīm ierīcēm ir aprīkotas ar šausmīgi salauztām tīmekļa priekšējām virsmām, kur, piemēram, tas neļauj pareizi iestatīt ip vai tīkla masku, jo javascript, kas apstiprina šos laukus, darbojas nepareizi, un vienīgais veids, kā pareizi iestatīt šos parametrus, ir ONVIF.

2. solis: Nāves zvaigznes plāni

Jūs varat izveidot šo ierīci ar jebkuru Raspberry PI, sākot no 1 līdz 3B+. Pat nullei ir kameru porti, bet, tā kā tirgū ir tik daudz dažādu lietotu raspiju, jums varētu rasties jautājums, kurš ir ideālākais šai konstrukcijai.

Atbilde ir atkarīga no tā, kur vēlaties apstrādāt video straumi.

Ir divas izvēles:

1, Apstrādājiet videoklipus lokāli ar kustību un pārsūtiet video straumi, kad tiek konstatēta kustība (piezīme: kustība uz priekšu pārsūta lēnu nemainīgu straumi uz serveri neatkarīgi no tā, tas var būt atkarīgs no izmantotās izšķirtspējas un kadru ātruma, sākot no pāris simts megabaitu līdz vairākiem gigabaitiem dienā, tikai atgādinājums, ja vēlaties iestatīt mērītu savienojumu). Šeit CPU ir svarīgs, un diemžēl kustība (rakstīšanas laikā) neizmanto vairākus kodolus, tomēr OS mēģinās nedaudz līdzsvarot slodzi. Jums vienmēr būs viens no kodoliem 100% lietošanā.

2, apstrādājiet videoklipus centrālajā serverī: šeit jūs vienkārši pārsūtāt neapstrādāto video straumi no kameras uz ārēju straumēšanas serveri (piemēram, iSpy, kas darbojas ar x86 datoru vai MotionEyeOS, kas darbojas ar citu speciālu minidatoru). Tā kā vietējā apstrāde netiek veikta, izmantotajam PI modelim nav nozīmes, PI1 nosūtīs tādu pašu straumi kā PI3B+.

Šajā apmācībā es izvēlos pirmo izvēli.

Šeit galvenais noteikums ir tāds, ka jo ātrāk procesors tiek izmests kustībā, jo labāki rezultāti. Piemēram, mana kamera, kas balstīta uz Raspi 2, aplūkojot koridoru, dažreiz to nepaņēma, kad kāds ātri gāja garām un ierakstīšanas laikā ieraksts bija gauss, salīdzinot ar 3. modeli, tika samazināts daudz kadru. Modelim 3 ir arī 802.11 abgn wifi, kas ir ērts, lai varētu straumēt augstākas kvalitātes video, tas darbojas ārpus kastes un ir diezgan uzticams. Rakstīšanas laikā, ka modelis 3B+ ir pieejams, es tikai ieteiktu to iegūt ar 1,4 GHz četrkodolu procesoru.

Materiālu saraksts

• 30 cm plastmasas DeathStar:)
• Raspberry Pi 3 B+
• PiCam v2 (8MP)
• Arduino Pro Micro 5.5v
• 2x SIP-1A05 Reed slēdža relejs
• 1x PCS HC-SR501 IR piroelektriskais infrasarkanais IR PIR kustības sensora detektora modulis
• 1x 10kohm rezistors LDR
• 1x LDR
• 1x12V 4A līdzstrāvas adapteris
• 1xSilta balta LED 5050 SMD elastīga gaismas lampas sloksne 12V DC
• 1xBuck sprieguma regulators

Kā redzat shēmās, šis projekts sākotnēji tika izstrādāts, lai kontrolētu vienu gaismu ar vienu releju, jo es neplānoju pievienot iekšējo apgaismojumu (kas ir diezgan foršs), tāpēc es vienkārši pievienoju otru releju Arduino. Lieliska lieta par SIP-1A05 ir tā, ka tai ir iekšējā atplūdes diode, un patēriņš mA ir zem Arduino jaudas ierobežojuma uz vienu tapu.

Iemesls, kāpēc PIR ir attēlos uz vairoga, jo sākumā S0P bija plānots ievietot vienkāršā IP plastmasas kastē, nevis DeathStar. Kā jūs varētu uzminēt, kamera atrodas tieši lāzera lielgabalā, PIR un LDR bija nepieciešami citi urbti caurumi, un tie ir apšaubīti ar līmi, jo es neplānoju tos noņemt.

DeathStar apakšā tika izurbts caurums, kur es ielīmēju lielu skrūvi ar spēcīgu 2 komponentu līmi. To var ieskrūvēt oriģinālajā Neo Coolcams statīvā (galu galā tas bija labs kaut kam:)). Papildu atbalstam es izmantoju cietus vara vadus, lai zvaigznes augšpusē būtu aizturēšana.

Svarīga piezīme par strāvas padevi: tā kā viens un tas pats barošanas avots darbina gan PI, gan Arduino, gan LED sloksni, tam jābūt pietiekami spēcīgam, lai varētu tos visus apstrādāt, tāpēc tas būs balstīts uz projektam izvēlēto LED sloksni. Komerciāla 5050 12v 3 metru LED sloksne aizplūst ap 2A, tas ir daudz. Attiecībā uz PI un Arduino jums ir jāaprēķina +2A (lai gan tas ir pārāk liels, tas nesāpēs). Izmantojot LED sloksni virs standarta halogēna spuldzēm, neona vai cita lieljaudas apgaismojuma, jūs varat visu šo ķēdi ievietot jaukā 12V@10Ah svina skābes akumulatorā, lai tā darbotos pat strāvas padeves pārtraukuma gadījumā.

Buks pazeminās spriegumu no 12-> 5V Arduino un PI barošanai, kamēr tiešā 12V padeve ir pieslēgta relejam, lai ieslēgtu LED sloksni.

3. darbība: programmatūra Arduino

Zemāk varat atrast pilnu avota kodu, kas ir labi komentēts, bet šeit ir īss paskaidrojums, kā tas darbojas: Katras cilpas sākumā tiek izsaukta parastā funkcija xcomm (), lai noskaidrotu, vai no Raspberry PI ir komanda, kas var būt GAISMAS/IZSLĒGTS, lai ieslēgtu koridora apgaismojumu, vai DS_ON/IZSLĒGTS, lai ieslēgtu/izslēgtu DeathStar apgaismojumu, es tos esmu ieviesis tikai pilnības labad, jo, ja kāds iet garām PIR, tas jāpaņem un jāieslēdz gaismas, bet varbūt kādu iemeslu dēļ vēlaties apskatīt vietu pat tad, ja neviena nav.

Pēc tam tiek nolasīta fotoelementa vērtība un tiek pārbaudīta kustības tapa. Ja notiek kustība, kods pārbauda, vai tas ir pietiekami tumšs, tad pārbauda, vai neesam aizturēti. Ja tas viss pāriet, tas vienkārši ieslēdz koridora gaismu un nosūta atpakaļ PHOENIX_MOTION_DETECTED uz Raspberry PI, ja tas nav pietiekami tumšs, tas joprojām signalizē atpakaļ uz datoru, bet neieslēdz gaismu. Kad tiek konstatēta kustība, tiek palaists 5 minūšu aizturēšanas taimeris.

Tūlīt pēc tam nākamajā koda sadaļā tiks pārbaudīts, vai mēs esam aizturēti (kam vajadzētu būt gadījumā, ja ir bijis tikai kustības notikums, tāpēc pieņemsim, ka ir pagājušas 5 minūtes, lai šī pārbaude varētu apstiprināt). Kods pārbauda, vai atkal ir kustība, ja ne, izslēdziet gaismas. Kā redzat, ja nav kustības, šī funkcija atkārtosies atkal un atkal, mēģiniet izslēgt gaismas, lai datoram nebūtu atgriezeniskās saites.

Mums ir vēl viens aizturēšanas taimeris DeathStar iekšējam apgaismojumam, kas ir atkarīgs tikai no fotoelementaReading <dark_limit.

Lai gan abas rutīnas viena par otru nezina, tās lieliski darbosies kopā, jo, ieslēdzoties gaiteņa gaismai, tā nodrošina tik daudz gaismas, ka LDR atkal uzskatīs, ka ir diena, un izslēdz iekšējo apgaismojumu. Tomēr bija daži brīdinājumi par šo procesu, kas kodā ir izskaidrots, ja jūs interesē, ja nē, tad ņemiet Nvidia atbildi, ka "tas vienkārši darbojas!".

4. solis: programmatūra Raspberry PI

Jaunākais Raspbian darbojas man:

Raspbian GNU/Linux 9.4 (stiept)

Linux Phoenix 4.9.35-v7+ #1014 SMP Piek 30. jūnijs 14:47:43 BST 2017 armv7l GNU/Linux ii motion 4.0-1 armhf V4L uztveršanas programma, kas atbalsta kustību noteikšanu

Lai gan jūs varat izmantot citus izplatījumus, ja rodas problēmas ar kameru, jūs saņemsit atbalstu no komandas tikai tad, ja izmantojat viņu oficiālo OS. Ir arī ļoti ieteicams noņemt nevēlamas bloatware, piemēram, systemd.

Kustību var viegli izveidot arī no avota:

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

Es ieteiktu iSpy kā video ierakstītāju/savācēju serveri. Diemžēl rakstīšanas laikā nav labu alternatīvu Linux. Kameru var pievienot ar MJPEG URL https:// CAMERA_IP: 8081 noklusējuma ports.

Kustību apstrāde var būt noderīga, piemēram, jums visas dienas garumā nav jāskatās uz savu iSpy serveri, kustības gadījumā varat saņemt e -pastu. Lai gan iSpy ir šī funkcija, kas brīdina e -pastā par kustību, tā ik pa laikam ieslēdz ierakstīšanu dažādiem notikumiem, piemēram, apgaismai tiek atstarota gaisma. Izmantojot PIR kustības noteikšanu, man nekad nav bijusi viena viltus trauksme. Brīdinājumus var apstrādāt lokāli:

Pirmais kustības notikums tika konstatēts sensorā> Arduino brīdinājums> Raspberry pi saņem konsolē> C apstrādes programma> Ārējā pasta lietojumprogramma

Tomēr es dodu priekšroku gan žurnālu, gan video apstrādei no attāluma, tāpēc šajā gadījumā esmu pievienojis sadaļu C vadības programmai, kamēr tā žurnālus lokāli reģistrē vienkāršā teksta failā, kā arī reģistrē to syslog un tiek pārsūtīta SIEM turpmāka apstrāde.

tukšs reģistrētājs (char *teksts) {

FILE *f = fopen ("phoenix.log", "a"); if (f == NULL) {printf ("Kļūda, atverot žurnāla failu! / n"); atgriešanās; } fprintf (f, " %s => %s / n", cur_time (0), teksts); fcose (f); #ifdef SYSLOG char loggy [500]; sprintf (loģisks, " %s => %s / n", cur_time (0), teksts); setlogmask (LOG_UPTO (LOG_NOTICE)); openlog ("DeathStar", LOG_CONS | LOG_PID | LOG_NDELAY, LOG_USER); // syslog (LOG_NOTICE, "Programmu uzsāka lietotājs %d", getuid ()); sistēmas žurnāls (LOG_NOTICE, loggy); aizvēršanas žurnāls (); #endif atgriešanās; }

Saņemšanas galā syslog-ng var demux šos notikumus no galvenās žurnāla straumes:

filtrs f_phx {

sērkociņš ("DeathStar"); }; galamērķis d_phx {fails ("/var/log/phoenix/deathstar.log"); }; žurnāls {avots (s_net); filtrs (f_phx); galamērķis (d_phx); };

un to var nodot citam rīkam (motion.php skatīt pielikumā) analīzei un brīdināšanai.

Šajā skriptā jūs varat vienkārši iestatīt parasto nedēļas laiku, kad neesat mājās:

$ opt ['alert_after'] = '09:00:00'; // Rīti $ opt ['alert_before'] = '17:00:00'; // Vakari

PHP programma izmanto lielisko logtail utilītu žurnālu parsēšanai.

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

Logtail izseko pozīciju nobīdes failā, tāpēc galvenajai programmai nav jāzina, no kura laika jāsāk aplūkot žurnālus, tā tiks nodrošināta ar jaunākajiem neapstrādātiem datiem.

Motion.php var palaist no crontab ar nelielu triku nedēļas nogalēs, kad tas iet cauri žurnāliem, bet neveic turpmāku apstrādi.

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

5. darbība. Problēmas un uzdevumu saraksts

Ja izmantojat Raspberry pi 3 vai jaunāku versiju, varat izlaist šo sadaļu, visticamāk, jūs vairs nesaskarsities ar šīm problēmām.

Gadu gaitā man bija dažas problēmas ar Raspberry pi 2 balstītām plāksnēm, kurās varētu darboties viena un tā pati programmatūras kaudze, bet tās tika iegādātas dažādos laikos no dažādām vietām. Pēc noteiktā laika perioda, kas varētu būt 2 dienas vai 20 dienas, kad SSH ievadīs ierīcē, SSH vienkārši pakārtos, tāpēc gan kustības dēmons, gan vietējais C kods, kas runāja ar Arduino, tika ielādēts aunā, tāpēc ierīce darbojās bet šajā stāvoklī ar to vairs nebija iespējams kaut ko darīt.

Pēc daudzu problēmu novēršanas es esmu atradis risinājumu:

homesync.sh

#!/bin/sh -e

### SĀKT INIT INFO # Nodrošina: homesync # Obligāts sākums: mountkernfs $ local_fs # Obligātā apstāšanās: kameras fēnikss # Default-Start: S # Default-Stop: 0 6 # Īss apraksts: Mājas sinhronizators # Apraksts: Mājas sinhronizators ar NLD ### END INIT INFO NAME = mājas DESC = "Ramdisk Home Synchronizer" RAM = "/home/" DISK = "/realhome/" set -e case "$ 1" in start | ceturt) echo -n "Sākot $ DESC: "rsync -az --numeric -ids --delete $ DISK $ RAM &> /dev /null echo" $ NAME. ";; stop | back) echo -n "$ DESC apturēšana:" rsync -az --numeric -ids --delete $ RAM $ DISK &> /dev /null echo "$ NAME.";; *) echo "Lietojums: $ 0 {start | stop}" izeja 1;; esac izeja 0

Skripts iet kopā ar fstab modifikāciju:

tmpfs /mājas tmpfs rw, izmērs = 80%, nosuid, nodev 0 0

Mājas nodalījums ir uzstādīts kā disks, kas Raspberry pi 2 iegūtu aptuveni 600 MB brīvas vietas, kas ir vairāk nekā pietiekami, lai saglabātu dažus bināros failus un mazus žurnālfailus:

tmpfs 690M 8.6M 682M 2% /mājās

Izrādījās, ka PI pakārtojums tika attiecināts uz SDcard rakstīšanas darbībām, lai gan esmu izmēģinājis dažādas kartes (Samsung EVO, Sandisk), kuras pirms un pēc tam tika skenētas vairākas reizes, un citos klēpjdatoros tām nebija problēmu. sekos. Man vēl nebija tādas pašas problēmas ar Raspberry PI 3 un jaunāku aparatūru, tāpēc arī es iesaku tos šajā apmācībā.

Lai gan pašreizējā Raspberry PI 3 kustība man ir pietiekami laba, šeit ir dažas idejas, kuras ir vērts izpētīt:

1. Neizmantojiet kustību, bet izmantojiet tīru straumi tīklā un ļaujiet jaudīgam serverim veikt kustības noteikšanu un video kodēšanu (piemēram, iSpy). -> Problēma: pastāvīga tīkla joslas platuma palielināšana.
2. Izmantojiet kustību un ļaujiet ffmpeg veikt video kodēšanu. -> Problēma: CPU nevar izturēt augstākas izšķirtspējas
3. Izmantojiet kustību, ierakstiet neapstrādātu video un ļaujiet jaudīgam serverim veikt kodēšanu. -> CPU izmantošana RPi ir zema, un tīkla joslas platums ir ierobežots līdz faktiskai kustībai. Šim scenārijam mēs varētu ierakstīt SD kartē/diskā, lai iegūtu maksimālu caurlaidspēju, un pēc tam crontab kopēt video uz citu serveri.

Es arī atzīmēšu, ka šī projekta izveidi ir iespējams veidot bez Arduino. Visas sastāvdaļas (releji, LDR, PIR) varētu kaut kādā veidā savienot ar aveņu pi, bet es dodu priekšroku reāllaika mikrokontrolleriem, lai mijiedarbotos ar sensoriem un izvadierīcēm. Gadījumos, kad mans aveņu pi karājās, piemēram, vai avarēja, Arduino vadītā gaismas vadība darbojās lieliski.

Ja jums patika šī pamācība, palieciet, es turpināšu sēriju ar savu 360 grādu āra aveņu pi nulles kupola kameru nākamgad.