Raspberry Pi als kostengünstige HD-Überwachungskamera

Diese Anleitung beschreibt, wie eine Überwachungskamera auf der Basis eines Raspberry Pi-Mikrocomputers erstellt wird, der HD-Videos aufzeichnet, wenn sich etwas im überwachten Bereich bewegt. Live-Bilder können von jedem Webbrowser aus angezeigt werden, auch von Ihrem Handy aus, während Sie unterwegs sind.

Was Sie bekommen:

  • Sehen Sie Live-Streams in jedem Webbrowser von überall
  • Zeichnen Sie jede Bewegung in eine Videodatei auf
Normalerweise kostet eine solche Kamera ungefähr 1.000 US-Dollar, aber mit dem Ergebnis dieser Anleitung erhalten Sie eine solche Kamera für nur etwa 120 US-Dollar.

Schritt 1: Hintergrund

Hast du jemals von Raspberry Pi gehört? Es ist ein kostengünstiger Mikrocomputer, der Linux ausführen kann und über endlose Erweiterungsmöglichkeiten verfügt. Es kostet nur etwa 35 US-Dollar und eröffnet endlose Möglichkeiten, was Sie damit bauen können. Die offizielle Website finden Sie unter //www.raspberrypi.org/

Schritt 2: Hardwarekomponenten

Wir brauchen Hardware für dieses Projekt. Dies ist eine Liste der wichtigsten Dinge, die wir brauchen:

  • Raspberry Pi Modell B: Dies ist das größere Modell des Raspberry-Computersystems mit 700 MHz und 512 MB RAM. Es unterstützt HD-Video. Sie können es einfach hier bestellen. Kosten: ca. 40 US-Dollar . Sie können auch den Raspberry Pi Model A verwenden, der etwas billiger ist und weniger Energie verbraucht. Stefan Knight hat einen ausgezeichneten Artikel darüber geschrieben, wie man dieses ganze Projekt auf einem Modell A ausführt.
  • Raspberry Pi-Kameramodul: Dieses Modul wurde speziell für den Raspberry-Mikrocomputer entwickelt. Es verfügt über einen Anschluss, der direkt an die Himbeerplatine angeschlossen werden kann, und unterstützt HD-Videos mit bis zu 1080p. Auf der Website //www.rs-components.com/raspberrypi erfahren Sie, wo Sie es in Ihrem Land bestellen können. Dh //www.alliedelec.com/lp/130513rasocameramodule/ liefert diese Kamera in den USA für nur 29 US-Dollar .
    In Kürze wird es ein Infrarotkameramodul für den Raspberry Pi geben (//www.raspberrypi.org/archives/5089). Wir hatten noch keine Gelegenheit, es zu testen, aber es sollte auch für diese Überwachungskamera funktionieren.
  • Ein Gehäuse für die Kamera: Sie müssen kein teures Gehäuse für Ihre Himbeere kaufen. Es gibt eine Menge sehr billiger gefälschter Überwachungskameras, die perfekt zu unseren Bedürfnissen passen. Durchsuchen Sie das Internet nach "Überwachungskamera-Dummy" und Sie werden für nur ein paar Dollar jede Menge Gehäuse für Ihre neue Kamera finden. Dh dieser wird den Job machen: //amzn.to/15XLaAj für nur 9 US-Dollar . Wir haben dieses Kameragehäuse für ca. 20 € in Deutschland bestellt, das Platz für alle Komponenten bietet: //amzn.to/19CTEaN. Sie können jedes Kameragehäuse verwenden, achten Sie jedoch nur auf die Größe des Gehäuses, damit das Rasperry-Board dort hineinpasst. Die Abmessungen des Himbeerbretts betragen 85, 6 x 53, 98 x 17 mm (ca. 3, 37 x 2, 13 x 0, 67 Zoll).
  • Netzteil: Der Raspberry-Computer wird ohne Netzteil geliefert. Sie müssen eines selbst erwerben. Jedes Netzteil mit einem Micro-USB-Stecker kann die Arbeit erledigen, solange es mindestens 1A Strom liefert. Wir haben ein solches Netzteil bestellt, das bereits einen Micro-USB-Stecker für etwa 10 US-Dollar hat
  • SD-Karte: Da der Raspberry Pi keinen Speicher an Bord hat, müssen Sie einige hinzufügen, damit Sie das Betriebssystem für dieses Gerät installieren und ausführen können. Jeder SD oder microSDHC sollte die Arbeit erledigen, wir empfehlen jedoch die Verwendung einer SD-Karte der Klasse 10. Es ist nur um die 7 US-Dollar
  • Um diese Kamera mit Ihrem Netzwerk zu verbinden, benötigen Sie auch eine Netzwerkverbindung. Eine Möglichkeit besteht darin, eine LAN-Verbindung zu verwenden. Sie müssen jedoch das LAN-Kabel an der Stelle verlegen, an der Sie die Kamera montieren möchten. Eine bessere Alternative ist ein solcher WiFi-USB-Adapter für nur etwa 10 US-Dollar
Das ist alles: Für etwa 120 US-Dollar haben wir die gesamte Hardware, die wir zum Bau dieser HD-Überwachungskamera benötigen.

Schritt 3: Installieren Sie Raspbian

Zuerst sollten Sie das Betriebssystem und die Software auf dem Raspberry Pi installieren, bevor Sie alles zusammen mounten. Ein Betriebssystem ist die grundlegende Betriebssystemsoftware, die der Raspberry-Hardware mitteilt, was zu tun ist. Linux ist dafür perfekt. Wir haben uns für Raspbian entschieden, da es eines der fortschrittlichsten Betriebssysteme für Raspberry ist und zahlreiche Hilfen und Tutorials im Internet bietet.
Sie müssen die SD-Karte vorbereiten, um Raspbian auf der Himbeere ausführen zu können: In diesem hervorragenden Tutorial von Adafruit werden die erforderlichen Schritte erläutert.
Verbinden Sie nun vorübergehend Ihre Raspberry Pi-Karte mit einem LAN-Kabel, einem Monitor (HDMI-Fernseher funktioniert sofort, aber ein solches HDMI-zu-DVI-Kabel erledigt dies ebenfalls) und einer USB-Tastatur für die Grundeinstellung.
Legen Sie die vorbereitete SD-Karte mit dem Raspbian-Installationsprogramm ein und schließen Sie das Netzteil an.
Die Himbeere sollte hochfahren und Sie durch den Einrichtungsprozess führen, wie in diesem Adafruit-Tutorial erläutert. Danach sollte ein grundlegendes Raspbian-Betriebssystem ausgeführt werden.
Stellen Sie sicher, dass SSH in Raspbian aktiviert ist, damit Sie das Raspberry-Gerät auch dann steuern können, wenn kein Monitor und keine Tastatur angeschlossen sind. Sie sollten die Kamera auch über das Raspbian-Setup-Menü aktivieren, damit wir sie zur Bewegungserkennung verwenden können.
Stellen Sie nun sicher, dass Ihr RPI auf dem neuesten Stand ist:

 sudo apt-get install rpi-update sudo rpi-update 

Und aktualisieren Sie auch alle Pakete:

 sudo apt-get update sudo apt-get upgrade 

Schritt 4: Verbinden Sie über SSH

Nachdem die Grundeinstellung abgeschlossen ist, sollten Sie von Ihrem Computer aus eine Verbindung zu Ihrem Raspberry-Gerät herstellen. Sie können von jedem Computer in Ihrem lokalen Netzwerk aus eine Verbindung zur Linux-Konsole herstellen und diese so steuern, als würden Sie direkt davor sitzen. Dies ist sehr wichtig, da Sie nach der Montage weit entfernt von Ihrem Desktop jederzeit in der Lage sein müssen, Aktualisierungen vorzunehmen und die Konfiguration dieser Kamera zu ändern, ohne sie von der Wand lösen und wieder auf Ihren Schreibtisch bringen zu müssen.

Denken Sie daran, dass diese Kamera nicht nur ein Dump-Cam-Gerät ist, sondern ein sehr leistungsfähiger Computer mit Linux-Betriebssystem. Es ist nicht auf das beschränkt, was wir jetzt in diesem Artikel erklären. Es folgt jeder Softwareentwicklung, sodass Sie später jederzeit aktualisierte Software und weitere Module installieren können.

Zunächst benötigen Sie eine Software, um eine Verbindung zur Linux-Konsole auf dem Raspberry herzustellen. Für Windows benötigen Sie die zusätzliche (kostenlose) Software PuTTY. Laden Sie es von der PuTTY-Website herunter, installieren Sie es und stellen Sie eine Verbindung zu Ihrem Raspberry Pi-Gerät her:

Von nun an benötigen Sie keinen Monitor und keine Tastatur mehr an der Himbeere.

Schritt 5: Aktivieren Sie WiFi

Wenn Sie diese Kamera mit einem WiFi-USB-Dongle betreiben möchten (wie in Schritt 2 vorgeschlagen), müssen Sie einige kurze zusätzliche Schritte ausführen, damit WiFi auf dem Raspberry funktioniert:
Bearbeiten Sie in der Konsole (PuTTY-Fenster) die Netzwerkeigenschaften der Himbeere:
 sudo nano / etc / network / interfaces 
Fügen Sie nun diese Zeilen am Ende der Datei hinzu (oder ändern Sie vorhandene Zeilen entsprechend):
 allow-hotplug wlan0 iface wlan0 inet dhcp wpa-ssid "IHRE NETZWERK-SSID" wpa-psk "WIFI-PASSWORT" 
(Geben Sie die SSID und das Passwort für Ihr WiFi-Netzwerk ein.)
Starten Sie die Himbeere mit diesem Befehl neu und prüfen Sie, ob sie eine ordnungsgemäße Verbindung zu Ihrem WLAN-Netzwerk herstellt:
 sudo neu starten 

Schritt 6: Setzen Sie die Hardware zusammen

Jetzt ist es Zeit, alle Hardwarekomponenten im Gehäuse zusammenzubauen. Je nach Gehäuse sollte dies keine allzu komplizierte Aufgabe sein. Stellen Sie sicher, dass das Himbeerbrett sicher montiert ist, damit es nicht im Gehäuse herumfällt.
Da unser Gehäuse vorne ein sehr großes Glasfenster hatte, haben wir es mit einem schwarzen Papier mit einem Loch verschlossen. Dies hat den Vorteil, dass die "Technik" der Kamera nicht mehr sichtbar ist. Wenn Sie möchten, dass die Kameraaufnahme sichtbar ist, decken Sie sie nicht ab. Immer wenn die Kamera eine Bewegung erkennt oder aufzeichnet, leuchtet das LED-Licht sehr hellrot.
Sie können die rote LED der Kamera auch ausschalten, indem Sie diese Zeile zu /boot/config.txt hinzufügen:

 disable_camera_led = 1 



Schritt 7: Installieren der Bewegungserkennungssoftware

Eine sehr gute (und kostenlose Open-Source-) Bewegungserkennungs- / Überwachungssoftware mit vielen Konfigurationsoptionen ist Bewegung.
Wir müssen es jetzt über die Befehlszeile installieren (melden Sie sich bei Ihrer Himbeere als Benutzer "pi" an):
 sudo apt-get install motion 
Einige Pakete werden während des Installationsvorgangs installiert. Geben Sie einfach "y" ein, um mit der Installation fortzufahren.
Da die aktuelle Version von Motion das Raspberry-Kameramodul (noch) nicht unterstützt, müssen wir einen speziellen Build mit Unterstützung für dieses Kameramodul herunterladen und installieren.
 cd / tmp sudo apt-get install -y libjpeg62 libjpeg62-dev libavformat53 libavformat-dev libavcodec53 libavcodec-dev libavutil51 libavutil-dev libc6-dev zlib1g-dev libmysqlclient18 libmysqlclient-dev libpq5 //pw /xdfcxm5hu71s97d/motion-mmal.tar.gz 
Und jetzt müssen Sie die heruntergeladene Datei in das Verzeichnis / tmp entpacken:
 tar zxvf motion-mmal.tar.gz 
Nach diesem Entpacken müssen Sie nun Ihre installierte Bewegung mit dem heruntergeladenen Build aktualisieren:
 sudo mv motion / usr / bin / bewegung sudo mv motion-mmalcam.conf /etc/motion.conf 
Sie müssen auch den Bewegungsdämon aktivieren, damit die Bewegung immer ausgeführt wird:
 sudo nano / etc / default / motion 
und ändern Sie die Zeile in:
 start_motion_daemon = yes 
Wir sind uns ziemlich sicher, dass der offizielle Build of Motion in Kürze auch das Raspberry-Kameramodul unterstützen wird.
Ein sehr wichtiger Befehl zum Bearbeiten der Bewegungskonfigurationsdatei ist
 sudo nano /etc/motion.conf 
Hinweis: In der Standard-Motion-Installation befindet sich die motion.conf in / etc / motion /, in der speziellen Motion-Mmal-Version von Dropbox-URL (siehe oben) jedoch in / etc /. Wenn Sie diesem Tutorial mit allen Schritten folgen, ist dies überhaupt kein Problem.
Stellen Sie sicher, dass die Dateiberechtigungen korrekt sind: Wenn Sie motion über ssh installieren, während Sie als Benutzer "pi" angemeldet sind, müssen Sie dem Benutzer "motion" die Berechtigung erteilen, motion as service nach dem Neustart als Dienst auszuführen:
 sudo chmod 664 /etc/motion.conf sudo chmod 755 / usr / bin / bewegung sudo touch /tmp/motion.log sudo chmod 775 /tmp/motion.log 
Wir haben einige Änderungen an der Datei motion.conf vorgenommen, um sie an unsere Anforderungen anzupassen. Unsere aktuelle Datei motion.conf kann hier heruntergeladen werden. Laden Sie einfach die enthaltende motion.conf herunter, entpacken Sie sie und kopieren Sie sie in /etc/motion.conf, wenn Sie die genauen Konfigurationsoptionen verwenden möchten, die wir unten beschreiben.
Einige der wichtigsten Änderungen sind:
Stellen Sie sicher, dass motion immer als Daemon im Hintergrund ausgeführt wird:
 Daemon ein 

Wir möchten die Protokolldatei stattdessen in / tmp speichern (andernfalls kann der Benutzer beim automatischen Start nicht auf sie im Ordner / home / pi / zugreifen):

 logfile /tmp/motion.log 
Da wir ein qualitativ hochwertiges Überwachungsvideo verwenden möchten, haben wir die Auflösung auf 1280 x 720 eingestellt:
 Breite 1280 Höhe 720 
Wir brauchen kein Echtzeitvideo, 2 Bilder pro Sekunde sind für unsere Bedürfnisse völlig in Ordnung:
 Framerate 2 
Dies ist eine sehr praktische Funktion der Bewegungssoftware: Nehmen Sie einige (2 in unserer Konfiguration) Bilder auf, bevor und nachdem die Bewegung im Bild erkannt wurde:
 pre_capture 2 post_capture 2 
Wir wollen keine endlosen Filme. Stattdessen möchten wir max. 10 Minuten Scheiben der Bewegungsvideos. Diese Konfigurationsoption wurde von max_movie_time in max_mpeg_time in motion umbenannt. Wenn Sie den Motion-Mmal-Build verwenden, funktioniert dieser. Wenn Sie die Fehlermeldung 'Unbekannte Konfigurationsoption "max_mpeg_time"' erhalten, ändern Sie diese entweder in max_movie_time oder stellen Sie sicher, dass Sie den Motion-Mmal-Build wie oben gezeigt wirklich verwenden.
 max_mpeg_time 600 
Da einige Mediaplayer wie VLC die aufgenommenen Filme nicht abspielen können, haben wir den Codec in msmpeg4 geändert. Dann werden die Filme auf allen Playern korrekt abgespielt:
 ffmpeg_video_codec msmpeg4 
Aktivieren Sie den Zugriff auf den Live-Stream von überall. Andernfalls kann nur localhost (= das Raspberry-Gerät) auf den Live-Stream zugreifen:
 stream_localhost aus 
Wenn Sie den Live-Stream mit einem Benutzernamen und einem Kennwort schützen möchten, sollten Sie Folgendes aktivieren:
 stream_auth_method 2 stream_authentication SOMEUSERNAME: SOMEPASSWORD 
Alle Konfigurationsparameter werden in der Dokumentation zur Bewegungskonfiguration ausführlich erläutert.
Starten Sie die Raspberry nach Ihren Änderungen an der motion.conf neu:
 sudo neu starten 
Nach dem Neustart sollte das rote Licht des Kameramoduls eingeschaltet sein. Dies zeigt an, dass die Bewegung derzeit die Kamera verwendet, um Bewegungen zu erkennen.

Schritt 8: Speichern Sie Videos im freigegebenen Windows-Ordner

Da die SD-Karte des Raspberry Pi eine ziemlich begrenzte Ressource ist, haben wir beschlossen, die Videos von der Raspberry-Kamera auf einem unserer Windows-Server speichern zu lassen. Das ist ziemlich einfach:
Geben Sie zuerst einen Ordner von einem Windows-Computer frei. Befolgen Sie einfach einige Anleitungen im Internet, wenn Sie noch nie zuvor einen Ordner von einem Windows-Computer freigegeben haben.
Öffnen Sie dann die fstab-Konfiguration auf Ihrem Raspberry über eine PuTTY-Konsole oder direkt vom Gerät aus:
 sudo nano / etc / fstab 
Fügen Sie nun eine zusätzliche Zeile mit der Konfiguration Ihres freigegebenen Windows-Netzwerkordners hinzu:
 // YOURSERVERNAME / YOURSHAREDFOLDERNAME / mnt / camshare cifs Benutzername = YOURSHAREDFOLDERUSERNAME, Passwort = YOURSHAREDFOLDERPASSWORD, iocharset = utf8, file_mode = 0777, dir_mode = 0777 0 0 
Stellen Sie sicher, dass der Benutzer über die richtigen Berechtigungen zum Speichern von Dateien in diesem freigegebenen Ordner verfügt.
Nach einem Neustart sollte auf dem Raspberry ein zusätzlicher Ordner / mnt / camshare im freigegebenen Windows-Ordner bereitgestellt sein. Sie sollten jetzt in Ihrer motion.conf festlegen:
 target_dir / mnt / camshare 
Damit Motion alle Filme im freigegebenen Ordner auf dem Windows-Computer speichert.


Schritt 9: Fix Motion Autostart

Wir hatten einige Probleme, dass die Bewegung beim Neustart der Himbeere nicht automatisch gestartet wurde. Wir haben herausgefunden, dass dies daran lag, dass der bereitgestellte Ordner des Windows-Computers noch nicht bereit war, als Motion versuchte, darauf zuzugreifen.
Eine sehr schnelle Lösung löste unser Problem:
Bearbeiten Sie einfach die Bewegungsdatei mit
 sudo nano /etc/init.d/motion 
und fügen Sie die Zeile hinzu
 Schlaf 30 
zur Startsequenz.
Unser geändertes Skript /etc/init.d/motion kann hier heruntergeladen werden.

Schritt 10: Montage der Kamera

Nach all diesen Schritten können Sie die Überwachungskamera endlich am Zielpunkt montieren.
Einige hilfreiche Hinweise:
  • Stellen Sie das Netzteil an einem trockenen und sicheren Ort auf
  • Behalten Sie das WLAN-Signal im Auge: Wenn Sie die Kamera außerhalb der Reichweite des WLANs montieren, kann sie weder Live-Videos senden noch Bewegungsvideos speichern

Schritt 11: Zugriff auf den Live-Stream

Jetzt können Sie von jedem Browser aus über die URL // IPADDRESSOFRASPBERRY: 8080 auf den Live-Stream der Kamera zugreifen
Dabei ist 8080 der Port, den wir für unseren Stream in der Datei motion.conf konfiguriert haben. Informationen zum Port finden Sie in Ihrer eigenen Konfigurationseinstellung "stream_port" in motion.conf.
Wir haben festgestellt, dass Google Chrome 30 (nicht einmal unter iOS) diesen Stream aufgrund eines Fehlers im zugrunde liegenden Chromium-Projekt nicht direkt abspielen konnte.
Eine Problemumgehung besteht darin, eine einfache HTML-Datei zu erstellen, die ein großes Bild mit der Stream-URL der Kamera enthält. Siehe die Datei cam.html von raspberry_surveillance_cam_scavix.zip. Auf diese Weise kann Chrome auch den Live-Stream anzeigen. Hoffen wir, dass Chrome dieses Problem in seinem Browser behebt.
Andere Browser wie FireFox, Safari und sogar VLC Media Player konnten den Live-Stream der Kamera anzeigen.
Wir konnten den Live-Stream in Internet Explorer nicht zum Laufen bringen, da er Motion JPEG nicht unterstützt. Kenneth Lavrsen (der Hersteller von Motion) hat hier die Problemumgehung für Live-Streams im Internet Explorer beschrieben.

Schritt 12: Greifen Sie von überall auf den Live-Stream zu

Um den Live-Stream von überall zugänglich zu machen, müssen Sie eine Art dynamischer Domänendienste für Ihr lokales Netzwerk aktivieren. Auf diese Weise können Sie auch dann von außen eine Verbindung zu Ihrer lokalen IP-Adresse herstellen, wenn sich Ihre lokale IP-Adresse ändert (hier in Deutschland ändert sich jede private DSL-IP-Adresse alle 24 Stunden).
Mit einem solchen (kostenlosen) Dienst können Sie von überall auf Ihre Himbeere zugreifen, auch wenn sich Ihre IP-Adresse ändert. Ein sehr guter Service, den wir seit einigen Jahren nutzen, ist dyn.com. Sie haben einige kostenlose Dienste und sind in viele Router integriert.
Sobald Sie die dynamische IP-URL eingerichtet haben, können Sie von überall in Ihrem Browser auf den Kamerastream zugreifen (dh // YOURDYNAMICDOMAIN: 8080).
Dies funktioniert auch über den Browser Ihres Mobilgeräts.

Schritt 13: Nächste Schritte

Es gibt tausend Dinge, die Sie jetzt mit einer solchen Überwachungskamera-Grundeinstellung tun können. Wie wäre es mit dem Senden von Growl-Benachrichtigungen, wenn eine Bewegung erkannt wurde? In diesem Handbuch wird erläutert, wie Sie diese Funktionalität einfach hinzufügen können.

Oder Sie können der Nocke einfach einen Temperatursensor hinzufügen. Es ist nur ein paar Dollar und kann sehr einfach integriert werden.
Wir arbeiten derzeit an der Integration des Live-Streams in den MediaPortal-Server, damit wir zu einem TV-Kanal wechseln können, um den Live-Stream von der Kamera in unserem Büro zu sehen.

Wenn Sie zusätzliche Sicherheit wünschen, können Sie der Kamera auch einen Akku hinzufügen. Kaufen Sie unbedingt eine, die gleichzeitig aufgeladen werden kann, während Sie die Himbeere mit Strom versorgen. Auf diese Weise können Sie erkennen, ob ein Bösewicht die Steckdosenleisten Ihrer Kamera abschneidet, und Ihnen Warnmeldungen (z. B. SMS oder E-Mail) senden, einschließlich des Videos des Störers.

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