מצלמת אבטחה חיצונית עם כל התכונות המבוססות על פטל פטל: 21 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

אם היו לך חוויות מאכזבות עם מצלמות רשת זולות, התוכנה הגרועה שלהן ו/או חומרה לא מספקת, תוכל לבנות בקלות מצלמת רשת מקצועית למחצה עם פטל פאי ועוד כמה רכיבים אלקטרוניים שבהם ניתן להריץ את PiWebcam, דומייה חינמית ודמה. תוכנה חסינה המסתובבת בלחיצה אחת בלבד על המכשיר שלך במצלמת אינטרנט חזקה ומלאת תכונות.

שלב 1: השראה

לאחר שנלחמתי נגד התוכנה המוגבלת של רוב מצלמות האבטחה הזולות בשוק (למשל ראיית לילה ירודה, אפליקציה לא ברורה לתצורה, אין הקלטה לא מקוונת, זיהוי תנועה לא מדויק וכו '), החלטתי לבנות משהו בעצמי ועם פטל פאי נראה לי הפלטפורמה המתאימה ביותר.

גם אם יש כבר מספר רב של פרויקטים לשימוש ב- Raspberry Pi כמצלמת אינטרנט, אני אישית מוצא אותם מורכבים מדי ובאופן כללי יותר פתרונות אד-הוק למשתמשים מתקדמים ולא למוצרים סופיים.

עם זאת, רובם מתמקדים רק בתוכנה ולא בחומרה, שחשובה לא פחות למקרה השימוש במצלמות האבטחה.

שלב 2: חומרה

לבניית מצלמת אינטרנט מקורה, פטל פטל פשוט (כל דגם) ומצלמה מצורפת (כל דגם) עם נוריות IR לחזון לילה יעבדו מצוין. יש כבר הרבה ערכות זמינות עם שילוב זה אז אם זה מה שאתה רוצה להשיג, קנה אחת מהן ודלג לשלב 12.

אותה חומרה אם כי לא תתאים למצלמה חיצונית: התמונה שצולמה ממצלמת הפטל המסוגלת ל- IR מחוץ לבית שלך תיראה ברובה ורודה (בגלל האור האינפרא אדום שנלכד על ידי המצלמה) ועם הקטנה מחוץ למצלמה -נוריות IR של תיבת IR לא היית מסוגל לראות דבר מעבר למטר 1 רגל.

כדי לפתור את הבעיה הראשונה, אנו זקוקים למשהו שנקרא מסנן IR CUT מכני שבעצם מחזיר לך את הצבעים האמיתיים באור היום אך עדיין מאפשר ללכוד את נורות ה- IR במהלך הלילה. לרוב המכשירים בשוק יש שני חוטים: דופק אחד קצר על חוט אחד יזיז את מסנן ה- IR מול החיישן (מצב יום), דופק אחד קצר בחוט השני יסיר את המסנן (מצב לילה). הם בדרך כלל פועלים בין 3v ל 9v ואם הם מחוברים לפטל שלנו, נוכל לקבל שליטה מלאה על מתי להחליף מצב לילה. עם זאת, לא ניתן לשלוט במסנן IR Cut ישירות מתוך סיכה של הפטל מכיוון שהחלק המכני שבתוכו דורש הרבה יותר זרם מזה שיכול פיי לספק. נעבוד סביבו באמצעות H-Bridge המופעל על ידי ה -5 V של הפטל ונשלט על ידי שני סיכות.

כדי לטפל בבעיה השנייה, נזדקק ללוח נורות IR חזק יותר כדי להשיג ראיית לילה הגונה. לוחות עם פחות או יותר leds עדיפים על פני אלה עם הרבה נוריות זעירות. ברוב הלוחות בשוק יש גם מצורף LDR (Light Dependent Resist) המשמש לקביעת מתי להדליק את נוריות ה- LED אם הן כהות. בדרך כלל הם פועלים על 12V ויש להם תקע קטן (שכותרתו "IRC") שניתן להשתמש בו לחיבור מסנן לחיתוך IR. עם זאת, שום דופק לא נשלח ישירות דרך תקע זה, אך במהלך הלילה (נוריות דולקות) נוצרת (בדרך כלל) ירידת מתח של 5V בין החוטים לקרקע. אם מחברים את אחד החוטים לפטל שלנו ומעקבים אחר האות של הסיכה, נוכל לקבוע אם אנחנו נכנסים או יוצאים ממצב לילה (וזה בדיוק מה ש- PiWebcam עושה)

דבר אחרון שיש לקחת בחשבון לגבי החומרה הוא כיצד להפעיל את ה- Raspberry Pi. מכיוון שיש לנו ספק כוח של 12 וולט ואנחנו צריכים 5 וולט כדי להאכיל את הפי, יש צורך בווסת מתח.

שלב 3: תוכנה

הרעיון מאחורי PiWebcam היה לספק פלטפורמת הדמיה עוצמתית לכולם, ללא קשר לידע הקודם שלו. סקריפט התקנה ידאג לתצורה מלאה של המערכת עם הגדרות ברירת מחדל סבירות, ומאפשר למשתמש להתאים אישית באמצעות ממשק אינטרנט נקי וידידותי לנייד רק מספר מצומצם מאוד של פרמטרים רלוונטיים. עם זאת, הודות לתכונת זיהוי התנועה החזקה שלה המוגברת ביכולות זיהוי אובייקטים המופעלים על ידי מודל בינה מלאכותית, PiWebcam יכולה להודיע למשתמש על כל תנועה שזוהתה על ידי שליחת תמונת מצב לנמען הדואר האלקטרוני או פרסום בערוץ Slack המועדף על המשתמש.

• דף הפרויקט:
• מדריך למשתמש:

שלב 4: כתב חומרים

כתב החומרים הבא מיועד למצלמת הרשת החיצונית הבנויה במדריך זה:

• Raspberry Pi Zero W
• מצלמת פטל פיי (כל דגם, הדגם הזה כולל מסנן לחיתוך IR)
• Raspberry Pi אפס כבל מצלמה
• בית מצלמות עמיד למים (כל דגם בו יתאים הפטל)
• כרטיס SD (מומלץ 16GB)
• לוח LED IR (כל לוח שיתאים לבית המצלמות)
• מסנן IR Cut (רק אם עדיין לא מוטבע במצלמה)
• ווסת 12v - 5v (ודא שמדובר בווסת באק שיכול לספק 1A סוף סוף)
• תקע זכר מיקרו USB
• תקע נקבה 12V
• ספק כוח 12V 3A
• H-Bridge
• נקבה-נקבה Dupont cales

שלב 5: הכנת הרכיבים

ממיר הכסף (ווסת המתח) אחראי להמרת אספקת החשמל של 12 וולט ל- 5 וולט שדורשת הפטל פטל. רוב הרכיבים בשוק ניתנים להתאמה (למשל, ניתן לשנות את מתח היציאה על ידי סיבוב בורג). מכיוון שבתוך מצלמת הרשת ייתכן שהבורג יועבר בטעות, כדי להבטיח פלט קבוע וקבוע של 5V הכניסו פח לחריץ 5V כדי להלחם את שני הקצוות ולחתוך את החוט על הלוח (בעזרת סכין) שנכנס ל- "ADJ" (בפינה השמאלית העליונה של התמונה)

מכיוון שאנו רוצים לקבל שליטה מלאה על מסנן ה- IR Cut דרך הפטל (בין אם המסנן מוטמע במצלמה או בתמונה), עלינו להיפטר מהמחבר הקטן. חותכים את שני החוטים וחברים כבל דופונט נקבה לכל חוט. אין לזרוק את התקע הקטן מכיוון שעלינו להשתמש בו כדי לקבל את הסטטוס של ה- LDR המותקן על לוח ה- IR LED. חבר עוד כבל דופונט נקבה על אחד משני החוטים (לא משנה איזה).

שלב 6: התחבר ללוח ה- LED של IR לספק הכוח

נתחיל בחיבור כניסת ספק הכוח 12V הנכנסת לבית המצלמות החשוף שלנו לרכיבים.

חבר לחוט השלילי (השחור) את הדברים הבאים:

• חוט שלילי של לוח ה- IR LED
• חוט שלילי של ממיר הכסף
• חוט שלילי למחבר זכר USB

חבר לחוט החיובי (האדום) את הדברים הבאים:

• החוט החיובי (12v) של לוח ה- LED LED
• חוט הווין של ממיר הכסף

שלב 7: הפעל את ה- Raspberry Pi

חבר את חוט ה- Vout של ממיר הכסף לתקע ה- USB שיניע את הפטל.

לאחר חיבור כל החוטים, הלחם אותם יחד או פשוט תקבע אותם בעזרת סרט בידוד.

שלב 8: חבר את מסנן IR Cut

מכיוון שלא ניתן לשלוט במסנן IR Cut ישירות מתוך סיכה של הפטל נשתמש ב- H-Bridge המופעל על ידי סיכת 5v של הפטל ונשלט על ידי שני סיכות.

• חבר את סיכה 4 (5v) של הפטל ל- "+" של H-Bridge
• חבר את סיכה 5 (GND) של הפטל ל- "-" של גשר ה- H
• חבר את סיכה 39 (BCM 20) של הפטל ל- INT1 של גשר H
• חבר את סיכה 36 (BCM 16) של הפטל ל- INT2 של גשר H
• חבר את שני החוטים של מסנן IR Cut ל- MOTOR1 ו- MOTOR2 או ל- H-Bridge

בדרך זו, כאשר ישלח דופק דרך למשל. סיכה 39, 5v יסופק ל- MOTOR1 מה שהופך את המסנן למעבר.

שלב 9: חבר את לוח ה- LED לד IR לפטל

כדי לדעת מתי מחשיך אנו ממנפים את ה- LDR המותקן על לוח נוריות ה- IR. השתמש בתקע הקטן שנחתך ממסנן ה- IR בשלבים הקודמים, חבר צד אחד למחבר המסומן "IRC" של לוח נוריות ה- IR והשני לסיכה 40 (BCM 21) של הפטל.

שלב 10: הרכיב את המצלמה על לוח ה- IR

תקן את המצלמה בחריץ הייעודי של לוח נוריות ה- IR בעזרת סרט בידוד או אמצעים אחרים. דברים שכדאי לקחת בחשבון בשלב זה:

• לוח נוריות ה- IR מתחמם מאוד כשהוא דולק אז הגנו על המצלמה בהתאם;
• ודא שאף אור IR לא יכול להיכנס לחריץ שבו נמצאת המצלמה; השתקפות אור IR היא אחת הסיבות השכיחות מדוע ראיית לילה לקויה (מטושטשת);
• וודא שנותר קצת מקום בין העדשה לזכוכית של בית המצלמה אחרת השתקפות או עיוות תמונה עלולות להתרחש;

אל תסגור את בית המצלמה עדיין:-)

שלב 11: אפשרות 1 - הבזק תמונת PiWebcam שהוגדרה מראש (מומלץ)

• הורד את התמונה האחרונה של PiWebcam (PiWebcam_vX. X.img.zip) מ-
• לפתוח את הקובץ כתוב את התמונה לכרטיס SD (https://www.raspberrypi.org/documentation/installation/installing-images/)
• חבר את כרטיס ה- SD ב- Raspberry Pi והפעל אותו
• המכשיר יתחיל לפעול כנקודת גישה
• המשך במשימות לאחר ההתקנה

שלב 12: אפשרות 2 - בניית תמונת PiWebcam

בניית תמונת PiWebcam דורשת התקנה חדשה של Raspbian וכרטיס SD. אנא אל תשתמש שוב בהתקנה קיימת, אך התחל מאפס:

• הורד את מערכת ההפעלה Raspbian Stretch Lite
• כתוב את התמונה לכרטיס SD (למשל באמצעות Win32 Disk Imager)

שלב 13: אפשרות 2 - העתק את PiWebcam לכרטיס ה- SD

הורד את הגרסה האחרונה של PiWebcam (PiWebcam_vX. X.zip), חלץ והעתק את ספריית "PiWebcam" למחיצת האתחול.

עבור התקנה ללא ראש הכנס למחיצת האתחול גם קובץ ריק בשם "ssh" ו- "wpa_supplicant.conf" עם תצורת הרשת שלך. באופן זה הפטל יתחיל להתחבר לרשת ה- WiFi שלך עם האתחול ולא תזדקק כלל לכבל HDMI אלא תוכל להתחבר אליו ישירות דרך SSH.

שלב 14: אפשרות 2 - הפעל את הפטל והתחבר אליו

חבר את כרטיס ה- SD ב- Raspberry Pi שלך, הפעל אותו ועם לקוח SSH (או PuTTY ב- Windows) התחבר אליו:

• שם מארח: raspberrypi.local
• שם משתמש: pi
• סיסמא: פטל

שלב 15: אפשרות 2 - הגדרת המערכת עבור PiWebcam

לאחר הבטחת הפטל מחובר לאינטרנט הפעל את הפקודה הבאה:

sudo /boot/PiWebcam/PiWebcam.sh להתקין

פעולה זו תגדיר את המערכת באופן מלא ותתקין את התלות הנדרשת.

בסיום ההתקנה תתבקשו לאתחל את המכשיר על מנת להפוך את השינויים ליעילים באופן מלא. כל האישורים יסוכמו על המסך.

שימו לב ש -6 התווים האחרונים הם אקראיים (למשל PiWebcam-e533fe) ומשתנים ממכשיר למכשיר.

שלב 16: משימות לאחר ההתקנה - התחבר לנקודת הגישה WiFi של PiWebcam

לאחר הפעלתו, המכשיר יתחיל לפעול כנקודת גישה.

התחבר לרשת ה- WiFi שנוצרה על ידי המכשיר. משפט הסיסמה של הרשת כמו גם הסיסמה של משתמש הניהול (הן לממשק האינטרנט והן ל- SSH) זהה ל- SSID (למשל PiWebcam-XXXXX). הצבע את הדפדפן שלך אל https://PiWebcam.local ומאומת עם שם משתמש "admin" ועם סיסמא זהה לשם הרשת.

שלב 17: חבר את מצלמת הרשת לרשת ה- WiFi שלך

אני רוצה לחבר את מצלמת הרשת לרשת WiFi קיימת, עבור למכשיר / רשת, בחר "לקוח WiFi" ומלא את "רשת ה- WiFi" ואת "משפט הסיסמה".

המתן 1-2 דקות, התחבר חזרה לרשת שלך והפנה את הדפדפן שלך אל https://camera_name.your_network (למשל

שלב 18: סגור את מארז מצלמת הרשת

לאחר שנבדק שניתן להגיע למצלמת הרשת דרך הרשת ולבצע את התצורה הבסיסית שהוצגה בשלב הקודם, הגיע הזמן לסגור את התיק.

שלב 19: תחילת העבודה עם מצלמת PiWebcam

PiWebcam כבר מגיע עם הגדרות ברירת מחדל סבירות. לאחר ההתקנה, אין צורך בתצורה נוספת; PiWebcam יתחיל לצלם תמונות ולהקליט סרטונים, בין אם הוא מחובר לרשת או לא.

ניתן לבצע את כל תצורת המכשיר (מצלמה, רשת, הודעות והגדרות מערכת) באמצעות ממשק האינטרנט. ניתן לייצא ולייבא את קובץ התצורה בקלות תחת התקן / מערכת.

כאשר זוהה תנועה, PiWebcam יתחיל להקליט סרטון (אשר לאחר מכן יהיה זמין באמצעות תפריט "הפעלה" של ממשק האינטרנט). ברגע שלא תהיה יותר תנועה, תישמר גם תמונה שמדגישה עם קופסה אדומה את התנועה שזוהתה. אם תכונת זיהוי האובייקטים מופעלת, תתעלם מכל תנועה שאינה מכילה את האובייקט שהוגדר כך כדי להוריד את תוצאות החיוב השקר (למשל אם זוהתה תנועה אך לא מזוהה אדם).

כאשר הודעות מופעלות, תמונת המצב תישלח לכתובת הדואר האלקטרוני של המשתמש ו/או תפורסם בערוץ Slack שהוגדר. אם חיבור לאינטרנט אינו זמין, ההודעה תהיה בתור ותשוחרר כאשר החיבור ישוחזר לאחר מכן.

סיכום מפורט של כל ההגדרות הזמינות מדווח בדף הפרויקט.

שלב 20: גישה לאינטרנט מרחוק

לחלופין ניתן להגיע לממשק האינטרנט מהאינטרנט ללא כל תצורה נוספת ברשת או בנתב הביתי שלך. כדי לאפשר פונקציונליות זו, סמן את התיבה המתאימה תחת התקן / רשת.

אם גישה לאינטרנט מרחוק מופעלת, המכשיר יוזם מנהרת SSH דרך servo.net, ללא צורך בהגדרת NAT או UPnP כלשהו בנתב שלך. שם המכשיר משמש בשם מארח ושירותי האינטרנט ושירותי ssh חשופים.

שלב 21: פרטים טכניים

כל קבצי PiWebcam שוכנים במחיצת האתחול של כרטיס ה- SD, בספרייה בשם PiWebcam. זה כולל קובץ bash יחיד, PiWebcam.sh ודפי PHP עבור לוח הניהול.

במהלך תהליך ההתקנה, מבוצעת תצורת מערכת בסיסית מאוד, נוצרת תמונת initramfs והסקריפט PiWebcam.sh מתווסף ל- /etc/rc.local כדי להתבצע בעת ההפעלה עם הפרמטר "configure".

בעת האתחול הראשון, תמונת initramfs תכווץ את מחיצת השורש (הורחבה בעבר למילוי כל כרטיס ה- SD על ידי מתקין Raspbian) ותיצור מחיצת נתונים מיד לאחר מכן.

הן מערכות האתחול והן מערכת הקבצים root מותקנות לקריאה בלבד ומערכת קבצים של שכבת-על נוצרת על ידי תמונת initram על מערכת הקבצים הבסיסית, כך שכל שינוי במערכת נשמר בזיכרון בלבד וילך לאיבוד בעת האתחול הבא. בדרך זו המכשיר יהיה חזק יותר לתצורות שגויות, ניתן לשחזר אותו בקלות לברירות המחדל של היצרן ויוכל לשרוד לכל הפסקת חשמל מכיוון שקובץ מערכת מעולם לא נכתב לכרטיס ה- SD במהלך פעולות רגילות. מערכת קבצי הנתונים מעוצבת במקום זאת עם F2FS (מערכת קבצים ידידותית לפלאש) שלוקחת בחשבון את המאפיינים של התקני אחסון מבוססי זיכרון פלאש.

במהלך האתחול, PiWebcam קורא את קובץ התצורה שלו המאוחסן ב- /boot/PiWebcam/PiWebcam.conf, קבע את תצורת המערכת, המצלמה, הרשת וההודעות בהתבסס על ההגדרות שנמצאו שם ופרוס את ממשק האינטרנט מ/boot/PiWebcam/web לתוך מיקום שורש האינטרנט.

הן סרטי קולנוע והן סרטים מאוחסנים במערכת קבצי הנתונים ומקובצים בתיקיות לפי שנה/חודש/יום/שעה כדי לאפשר גישה קלה יותר. ניתן לסקור את כל ההקלטות באמצעות ממשק האינטרנט עם h5ai, אינדקס קבצים מודרני המאפשר להציג קבצים וספריות בצורה מושכת ולספק תצוגות מקדימות של תמונות ווידאו ללא צורך להוריד את התוכן מראש.

כאשר זוהה תנועה, PiWebcam.sh מופעל באמצעות הפרמטר "הודע" באמצעות אירוע התנועה on_picture_save/on_movie_end. אם זיהוי אובייקטים מופעל לניתוח נוסף של התמונה, התמונה נשלחת לקלריפאי כדי לזהות את כל האובייקטים שבתמונה. זה יעבוד מצוין להורדת חיובי שווא למשל אם אתה מעוניין לדעת אם מישהו גונב בבית שלך ולא רק שינוי אור פתאומי.

לאחר מכן, PiWebcam לבדוק אם יש חיבור לאינטרנט ואם כן, שולח את ההודעה. בנוסף להודעות דואר אלקטרוני מסורתיות, שנשלחות באמצעות ssmtp, כאשר מצורפת תמונת הקולנוע המזוהה, PiWebcam יכולה גם להעלות את אותה תמונה לערוץ Slack. אם אינך מכיר את Slack, בדוק את זה (); זהו כלי לשיתוף פעולה נהדר אך יכול לשמש גם ליצירת קבוצה המוקדשת למשפחתך, להעניק גישה לבני משפחתך, לשוחח איתם ולאפשר ל- PiWebcam או לשירותי אוטומציה ביתית (כמו למשל eGeoffrey) לפרסם עדכונים שם. אם אין חיבור לאינטרנט, ההודעה לא הולכת לאיבוד אך היא עומדת בתור ונשלחת החוצה כאשר החיבור משוחזר.

פונקציונליות שדרוג ניתנת גם באמצעות ממשק האינטרנט.