raspberry-webcam

树莓派网络摄像头监控

环境

1. 操作系统：Raspbian Buster Lite
2. apt-get更新或者安装某些包的时候可能需要翻墙

CSI摄像头

安装摄像头并测试

1. 淘宝购买树莓派CSI摄像头，不用买官方正版，大约10多元

2. 摄像头自带PFC软排线，我们只需要把排线插入到树莓派摄像头CSI接口上（只有一个这种接口，看到排线就知道怎么插）

3. 启动树莓派并检查是否启动了摄像头

   命令行执行：

   sudo raspi-config
   

   以此选择"5 Interfacing options"-->"P1 Camera"-->"YES"

   之后会提示重新启动，重启完成后摄像头就可以使用了。

4. 测试摄像头是否正常使用

   命令行执行：

   raspistill -t 2000 -o image.jpg
   

   查看当前目录下image.jpg是否是正常画面

更多介绍可以参考这里

摄像头实时监控

有以下要求：

1. 高帧率
2. 低延迟
3. 视频编码并RTP传输

调研结果

1. mjpg-stream - web可以直接访问，但是帧率太低，参考

2. vlc - 延迟高，大约2s-5s

3. raspivid - 延迟170ms左右，并支持h264硬件编码，好像可以 参考这里

   该工具已经默认集成到了树莓派之中

   raspivid -t 0 -w 1280 -h 720 -fps 20 -o - | nc -k -l 8090
   

   -t 表示延时；-o表示輸出；-fps 表示帧率；端口号为8090

   -w表示图像宽度;，-h 表示图像高度，此处设置的分辨率为1280720；我们可以修改 -w 1920 -h 1080将分辨率设置为19201080

   该命令执行玩后不会出现任何打印信息即可

   在局域网内的linux主机上安装mplayer工具(sudo apt-get install mplayer)，然后执行命令

   mplayer -fps 200 -demuxer h264es ffmpeg://tcp://192.168.31.166:8090
   

   即会弹出一个显示树莓派实时视频流的窗口，而且延迟尚可，大概在200ms左右，基本上可以满足实时性的要求了。

4. pistreaming - 性能不错，延迟低，作为最终采用方案

   1. 安装依赖

      # 安装python3-picamera
      sudo apt-get install python3-picamera
      
      # 安装pip3
      sudo apt-get install python3-pip
      
      # 安装ws4py
      sudo pip3 install ws4py
      
      # 安装ffmpeg
      sudo apt-get install ffmpeg
      

   2. 下载源码

      git clone https://github.com/waveform80/pistreaming.git
      

   3. 测试效果

      # 进入源码目录
      cd pistreaming
      # 运行程序
      python3 server.py
      

      浏览器访问查看效果

      http://pi_ip:8082/index.html
      

5. motion - 卡顿很严重，延迟在30s+

6. fswebcam - 采集摄像头数据保存为图片，用来做视频监控的话，性能和延迟都达不到要求

7. Camkit - 支持硬件编解码，比较小众，缺少维护

8. ffmpeg硬解码推流 - 支持硬件编解码，但是延迟很高（不知道是推流原因还是播放原因），画质很差

   流程比较复杂，整理成脚本保存在ffmpeg目录中

   1. 安装x264硬件编码 install_x264.sh
   2. 安装ffmpeg install_ffmpeg.sh
   3. 安装运行nginx install_nginx.sh
   4. 启动推流（注意192.168.0.111替换为你的ip地址）

      /usr/local/bin/ffmpeg -ss 0 -pix_fmt yuv420p -i /dev/video0 -c:v h264_omx -f flv rtmp://192.168.0.111:1935/live/camera
      

   5. potplayer播放url rtmp://192.168.0.111:1935/live/camera

9. webrtc - 看视频貌似效果很好，工作量太大，后期验证

编译webrtc for raspberry

编译webrtc for raspberry 2

参考文档

树莓派上实现流媒体

树莓派摄像头推流的几种方式

使用motion和mjpg做视频监控器

Nginx部署RTMP流媒体服务器笔记

ubuntu+rtmp+ffmpeg(硬解码)+树莓派实现视频直播

树莓派nginx+rtmp搭建直播流媒体服务

树莓派使用nginx+rtmp搭建直播服务器

ffmpeg+nginx本地推流与html播放

舵机控制

所需材料

零件都在淘宝同一家店铺购买，总共约50元左右

1. MG90S舵机 x2 用于控制摄像头转动，一个控制水平方向，一个控制垂直方向
2. 舵机云台 x1 用来搭载、固定舵机
3. 舵机驱动板 用来控制多个舵机
4. 公对母杜邦线若干 用来连接舵机驱动板和树莓派
5. 树莓派

舵机驱动板连接

参考这里连线

树莓派和舵机驱动板按照教程分别连接对应GND,SDA.0,SCL0,VCC,V+即可(由于我的树莓派6号GND的针脚被我的风扇占用了，所以我把GND连接到了9号的GND)

注意是SDA.0,SCL.0,不要连成了SDA.1,SCL.1

舵机直接插上即可，我插在了0，15两个位置

python控制舵机

1. 树莓派开启I2C

sudo raspi-config -> 5.Interfacing Options -> P5 I2C　设置enable，然后重启树莓派

2. i2c-tools测试舵机连接状态

sudo apt-get install i2c-tools
sudo i2cdetect -y 1

3. 使用PCA9685 python库控制舵机

例子源码在这里(example目录下)

sudo pip3 install adafruit-pca9685
python3 ./simpletest.py

可以看到舵机来回转动

参考文档

树莓派3B+ PCA9685舵机驱动板控制舵机

树莓派搭建简易远程监控（利用舵机制作可旋转的摄像头）

参考文档

基于树莓派搭建可视化可远程遥控网络监控——工程分析及前期准备