最近在接触大屏监控的解决方案，于是乎，就索性拿树莓派实验了一把，做一个智能监控系统。
软硬件清单
- 读卡器以及 SD 卡(装系统用)
- 摄像头一枚，支持 USB
- SSH连接工具(SecureCRT，Xshell)
- 宽带、路由器(家中常备)
- 装好系统的树莓派 3B+ 一只(充电器、CPU散热风扇等)
在开始之前照常先秀一下这半成品的监控系统，是不是丑到爆！？
监控系统
市面上有很多开源的摄像头管理软件，比如 motion、mjpg-streamer，当然我们也可以用 Python 自己实现更智能的监控系统。
下面，我们分别来介绍以上三种方案。
motion
安装：
- sudo apt-get install motion
打开 motion daemon 守护进程，让他可以一直在后台运行
- sudo vim /etc/default/motion
- ＃no修改成yes:
- start_motion_daemon=yes
修改 motion 的配置文件：
- sudo vim /etc/motion/motion.conf
- #deamon off 改成 on
- deamon on
- #设置分辨率
- width 800
- height 600
- #关闭 localhost 的限制
- stream_localhost off
运行 motion：
- sudo motion
停止 motion：
- killall motion 或者 service motion stop
现在我们的摄像头已经变成了一台网络摄像头。在chrome浏览器下访问 http://<树莓派IP>:8081 即可看到摄像头当前拍摄的画面。
不得不说，真的很耗CPU，差不多持续在60%左右，并且有一定的延迟，卡顿特别严重。
mjpg-streamer
先安装依赖：
- sudo apt-get install libjpeg8-dev cmake
下载 mjpg-streamer-master 软件：
- wget http://github.com/jacksonliam/mjpg-streamer/archive/master.zip
- unzip master.zip
- cd mjpg-streamer-master/mjpg-streamer-experimental
- # 编辑配置文件
- vim plugins/input_raspicam/input_raspicam.c
进去之后搜索fps，也就是按一下/键，然后输入fps，然后回车将fps、高度、宽度修改，参考下图：
然后退出到
mjpg-streamer-master/mjpg-streamer-experimental路径，编译：
- sudo make clean all
启动摄像头：
- //启动普通 USB摄像头
- ./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so" -o "./output_http.so -w ./www"
- //启动树莓派专用摄像头
- ./mjpg_streamer -i "./input_raspicam.so" -o "./output_http.so -w ./www"
- //openwrt下启动,8090端口
- mjpg_streamer -i "input_uvc.so -f 10 -r 320*240" -o "output_http.so -p 8090 -w www"
如果出现以下错误：
多插拔几次摄像头兴许就可以了。
多参数启动：
- sudo mjpg_streamer -i "./input_uvc.so -r 640x480 -f 10 -n" -o "./output_http.so -p 8080 --w ./www"
密码访问
- # userid:password 改成自己的就可以
- sudo mjpg_streamer -i "./input_uvc.so -r 640x480 -f 10 -n" -o "./output_http.so -p 8080 --w ./www -c userid:password"
在浏览器中打开，外网自备穿透：
- http://<树莓派IP>:8080
- http://<树莓派IP>:8080/?action=stream
最终画面：
这个就流畅多了，CPU差不多也占到五六十的样子，不过无碍，毕竟是4核。
Python 实现
上面两种方式只能做到浏览器监控访问，非局域网还得搭个穿透才能访问，看似华丽，其实并没有实际卵用。
为了更加智能的实现监控告警，下面我们采用Python +OpenCV+Wechat 实现。
安装 OpenCV
安装基础组件：
- sudo apt-get update
- sudo apt-get install libjpeg-dev libatlas-base-dev libjpeg-dev libtiff5-dev libpng12-dev libqtgui4 libqt4-test libjasper-dev
然后安装 OpenCV：
- sudo pip3 install opencv-python
一般情况，你是不可能安装成功的，99.999% 会出现以下错误：
- Collecting opencv-python
- Downloading https://www.piwheels.org/simple/opencv-python/opencv_python-3.4.4.19-cp35-cp35m-linux_armv7l.whl (7.4MB)
- 45% |██████████████▍ | 3.3MB 15kB/s eta 0:04:20
- THESE PACKAGES DO NOT MATCH THE HASHES FROM THE REQUIREMENTS FILE. If you have updated the package versions, please update the hashes. Otherwise, examine the package contents carefully; someone may have tampered with them.
- opencv-python from https://www.piwheels.org/simple/opencv-python/opencv_python-3.4.4.19-cp35-cp35m-linux_armv7l.whl#sha256=329d9d9fdd62b93d44a485aeaab4602c6f5b8555ea8bcc7dbcdc62c90cfe2c3f:
- Expected sha256 329d9d9fdd62b93d44a485aeaab4602c6f5b8555ea8bcc7dbcdc62c90cfe2c3f
- Got 869c7994c40b84ac09f244f768db9269d52d3265d376441e8516a47f24711ef2
这可能是由于网速太慢了，没有下载完整的文件，所以不完整的文件的md5和期望的不一样。
我们首先下载 whl 文件到本地：
- # 浏览器直接访问就可以
- https://www.piwheels.org/simple/opencv-python/opencv_python-3.4.4.19-cp35-cp35m-linux_armv7l.whl
然后上传到树莓派，使用以下命令安装：
- sudo pip3 install opencv_python-3.4.4.19-cp35-cp35m-linux_armv7l.whl
如果出现以下代码，说明安装成功：
- Processing ./opencv_python-3.4.4.19-cp35-cp35m-linux_armv7l.whl
- Requirement already satisfied: numpy>=1.12.1 in /usr/lib/python3/dist-packages (from opencv-python==3.4.4.19)
- Installing collected packages: opencv-python
- Successfully installed opencv-python-3.4.4.19
智能监控主要代码：
- # -*- coding: utf-8 -*-
- # import 进openCV的库
- import cv2
- import os
- import time
- from wxpy import *
- """
- 树莓派打造智能看门狗
- sudo pip3 install opencv-python
- sudo pip3 install wechat_sender
- """
- # 登录微信
- bot = Bot()
- my_friend = bot.friends().search('监控狗')[0]
- # 调用摄像头检测人脸并截图
- def camera(window_name, path_name):
- # Linux 不显示图形界面
- # cv2.namedWindow(window_name)
- # 视频来源，来自USB摄像头
- cap = cv2.VideoCapture(0)
- # 告诉OpenCV使用人脸识别分类器
- classfier = cv2.CascadeClassifier(os.getcwd()+"/haarcascade/haarcascade_frontalface_alt.xml")
- # 识别出人脸后要画的边框的颜色，RGB格式, color是一个不可增删的数组
- color = (0, 255, 0)
- num = 0
- while cap.isOpened():
- ok, frame = cap.read() # 读取一帧数据
- if not ok:
- break
- # 将当前桢图像转换成灰度图像
- grey = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
- # 人脸检测，1.2和2分别为图片缩放比例和需要检测的有效点数
- faceRects = classfier.detectMultiScale(grey, scaleFactor=1.2, minNeighbors=3, minSize=(32, 32))
- if len(faceRects) > 0: # 大于0则检测到人脸
- for faceRect in faceRects: # 单独框出每一张人脸
- x, y, w, h = faceRect
- num = num+1
- # 将当前帧保存为图片
- img_name = "%s/%d.jpg" % (path_name, num)
- image = frame[y - 10: y + h + 10, x - 10: x + w + 10]
- cv2.imwrite(img_name, image, [int(cv2.IMWRITE_PNG_COMPRESSION), 9])
- print("有人来了~~~")
- alarm(num)
- # 延迟 60s，不要太频繁的发送，知道来了就可以了
- time.sleep(60)
- # 画出矩形框
- cv2.rectangle(frame, (x - 10, y - 10), (x + w + 10, y + h + 10), color, 2)
- # 显示当前捕捉到了多少人脸图片了
- font = cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX
- cv2.putText(frame, 'num:%d/1000' % (num), (x + 30, y + 30), font, 1, (255, 0, 255), 4)
- # 显示图像 Linux 下注释掉即可
- # cv2.imshow(window_name, frame)
- c = cv2.waitKey(10)
- if c & 0xFF == ord('q'):
- break
- # 释放摄像头并销毁所有窗口
- cap.release()
- cv2.destroyAllWindows()
- def alarm(num):
- my_friend.send('有人闯进卧室了!')
- my_friend.send_image(os.getcwd()+"/dog/"+str(num)+".jpg")
- if __name__ == '__main__':
- camera("watchdog", os.getcwd()+"/dog")
运行脚本，系统会自动生成一个二维码，使用微信扫描登录即可：
- python3 watchdog.py
然后，把你的狗头对准摄像头，神奇的事情就这么发生了。
有点小遗憾的是，启动脚本后，Python 进程 CPU 占用率居然高达300+，平均每个 CPU 差不多80+的样子，心疼我的小风扇一秒钟。
小结
如果你比较追求精致，还是不要这么搞了，这套方案离小米网络监控视摄像头功能差远了，到手价只要189，而一个树莓派的板子就 200+。
如果你喜欢瞎折腾，还是蛮好的，不仅能学到知识，还能体会到其中的乐趣，最重要的是可以随心所欲的接入可以实现的任何功能。
另附树莓派介绍
树莓派是什么：
Raspberry Pi是一款外形接近信用卡大小的电脑，可以插入到电视里也可以外接键盘。 它具备一个小电脑的功能，可以用于电子工程，也可以像台式电脑一样，做许多事情：如电子表格，文字处理，浏览互联网和玩游戏。
树莓派起源：
2008年一群学术和技术人员组成了树莓派基金会。因为看到学生们对计算机科学的兴趣下降，他们想出用低成本的计算机来激励孩子，无障碍的应用计算机。2012年3月，他们正式发售了树莓派这个小型单板计算机，旨在促进学校和发展中国家的基础计算机科学教育。因此，Raspberry Pi不包括键盘、鼠标和外壳这些外设。中文译名"树莓派"。
为什么叫树莓派？
这是为了向过去那些成功的以水果命名的计算机公司致敬，比如：苹果、橘子计算机系统（一家成立于1979年的英国微机公司）、杏子计算机（一家成立于80年代中期的英国个人电脑公司）、橡子计算机（一家在1978年成立于英国剑桥的计算公司）。"Pi"源于最初的想法：一台只能运行Python编程语言的小型计算机。
树莓派最大的特点：
体积小巧&便宜——在京东商城买树莓派3，标价为310元；在亚马逊美国商城Raspberry Pi 3 model B更是只需要37美金。
树莓派的用途：
应该说，树莓派的一经推出就大获成功。赢得了全球各地人们的喜爱，从宇航员到计算机爱好者。实际的用途三天三夜也说不完。这里只能做几个简单介绍。
- 事实上，现在，有两个树莓派绕地球运转，在国际空间站进行实验。 英国宇航员蒂姆·佩克正在领导“太空Pi”项目，让英国在校生们编写程序进行实验，而蒂姆会把这些程序在太空运行。
- 在地球上，南安普敦大学的一个计算机工程师团队把64个派组建成自己的超级计算机！每个派有一个16GB的存储卡，使其成为一个1TB的超级计算机。就像组装一套乐高玩具，制造商说，是一个理想的树莓派的学校项目。
- 有一群极客正在组建一个自主海面无人舰艇（即：无人驾驶船），树莓派被用作这个舰艇的大脑。这架配备了传感器的无人舰艇将游遍大西洋，沿途采集科学数据。他们把这艘船成为“鱼派”，令人着迷。
- 教孩子（或自己）学习编程。
- 轻松实现一个媒体中心或一个永远在线的下载机器。
- 智能家居系统（定时开关灯光，远程开关家中的电子设备）
- 制作一个简易的人脸识别系统
- 用来进行比特币挖矿
最新的让爱好者们兴奋的树莓派应用案例是：成立于2017年初的AI创业公司 XNOR.AI，他们的程序甚至可以部署在价值5美元的树莓派上，通过连接摄像头实现实时视频分析。