如何使用树莓派制作可远程观看的摇摄和倾斜安全摄像机
您需要的东西
带有micro sd卡的树莓派2或3
arduino uno或类似的
2 x微型或小型业余伺服器
usb网络摄像头
公对公连接线
公对母连接线
各式拉链带
构建安全摄像机
使用提供的螺钉将伺服喇叭（塑料的“小形状”）安装到每个伺服上。尽管越大越好，但特定的形状并不重要。请勿过度拧紧螺钉。
现在，使用拉紧带将一个伺服器以直角连接到另一个伺服器。其中一个将是平移（从左到右），而另一个将是倾斜（向上和向下）。不管哪个人做什么，都可以在代码中对其进行调整。
最后，将您的网络摄像头连接到其中一个伺服器上。尽管我的网络摄像头带有一个固定在底部的固定夹，但您可以使用拉链领带-我卸下了固定夹并用螺钉将其固定在喇叭上。为了稳定起见，您可能需要将整个钻机安装到箱子或盒子上。一个简单的纸板箱可以很好地解决问题。您可以切一个整洁的方孔，并在表面上安装一个伺服平齐，但是只需系上一条拉链即可。
关于摄像头的信息
并非所有usb网络摄像头都是一样创建的。将网络摄像头连接到pi的usb端口，然后运行以下命令：
lsusb
此命令显示有关连接到pi的所有usb设备的信息。如果您的网络摄像头未在此处列出，则您可能要尝试使用有源usb集线器并重复该命令。如果仍然无法识别该网络摄像头，则可能必须购买兼容的网络摄像头。
伺服设置
虽然伺服器看起来很恐怖和复杂，但连接起来确实非常简单。伺服系统在脉宽调制（pwm）上运行，这是数字系统模仿模拟信号的一种方式。 pwm信号本质上是快速的on-off信号。使用占空比来描述on或high的信号。占空比以百分比表示，并描述了信号开启的时间。占空比为25％的pwm信号将在25％的时间内打开，其余75％的时间关闭。信号在开始时并没有打开，然后一直关闭，而是在非常短的时间内定期发出脉冲。
servos会监听这些脉冲并采取相应的措施。使用100％的占空比将与“常规” 5v相同，而0％将与接地相同。如果您不完全了解pwm的工作原理，请不要担心，您仍然可以控制伺服器（extreme electronics是了解更多信息的好地方）。
使用pwm的主要方法有两种：硬件或软件。硬件pwm通常提供比软件pwm更低的延迟（伺服器接收命令和移动之间的时间），但是pi只有一个具有硬件pwm功能的引脚。外部电路可用于提供多个硬件pwm通道，但是简单的arduino也可以处理该任务，因为它们具有多个硬件pwm引脚。
这里是电路：
仔细检查pi的引脚排列，它们在型号之间略有不同。您需要弄清楚伺服系统的接线方式。 servos需要三根线来控制它们，但是颜色略有不同：
红色为正，将其连接至pi + 5v
棕色或黑色为负，将其连接至pi上的gnd
橙色或白色是信号，将其连接至arduino引脚9和10
arduino设置
arduino的新功能？在这里开始。
一旦连接了伺服器，请在计算机上打开arduino ide并上传此测试代码。不要忘记从 tools》 board 和 tools》 port 菜单
#include // import the library
servo servopan， servotilt; // create servo objects
int servomin = 20， servomax = 160; // define limits of servos
void setup（） {
// setup servos on pwm capable pins
servopan.attach（9）;
servotilt.attach（10）;
}
void loop（） {
for（int i = servomin; i 《 servomax; ++i） { 1
// move servos from minimum to maximum
servopan.write（i）;
servotilt.write（i）;
delay（100）; // wait 100ms
}
for（int i = servomax; i 》 servomin; --i） {
// move servos from maximum to minimum
servopan.write（i）;
servotilt.write（i）;
delay（100）; // wait 100ms
}
} 一切都很好，您应该看到两个伺服器都缓慢地来回移动。请注意，如何将“ servomin”和“ servomax”定义为20度和160度（而不是0度和180度）。部分原因是这些廉价的伺服器无法准确地移动整个180度，还因为网络摄像头的物理尺寸阻止了整个范围的使用。您可能需要针对设置进行调整。
如果它们根本不起作用，请再次检查电路是否正确接线。面包板的质量有时也会有所不同，因此请考虑购买万用表进行验证。
伺服器几乎对于arduino而言功能太强大，因此它们将由pi。 pi上的5v电压限制为提供给整个pi的750ma，pi汲取了大约500ma的电流，剩下250ma用于伺服器。这些微型伺服器消耗大约80ma电流，这意味着pi应该能够处理其中的两个。如果您希望使用更多的伺服器或更大，功率更高的型号，则可能需要使用外部电源。
现在将以下代码上传到arduino。这将侦听传入的串行数据（如通用 serial 总线或usb中的串行）。 pi将通过usb将这些数据发送到arduino，并告知将伺服器移至何处。
#include // import the library
servo servopan， servotilt; // create servo object
string data = “”; // store incoming commands （buffer）
void setup（） {
// setup servos on pwm capable pins
servopan.attach（9）;
servotilt.attach（10）;
serial.begin（9600）; // start serial at 9600 bps （speed）
}
void loop（） {
while （serial.available（） 》 0）
{
// if there is data
char singlechar = serial.read（）; // read each character
if （singlechar == ‘p’） {
// move pan servo
servopan.write（data.toint（））;
data = “”; // clear buffer
}
else if （singlechar == ‘t’） {
// move tilt servo
servotilt.write（data.toint（））;
data = “”; // clear buffer
}
else {
data += singlechar; // append new data
}
}
}
您可以通过打开串行监视器（右上角》串行监视器）并发送一些测试数据：
90p
0p
20t
100t
注意命令的格式-一个值，然后一个字母。该值是伺服系统的位置，字母（大写）表示摇摄或俯仰伺服系统。由于从pi串行传输此数据，因此每个字符一次通过一个字符。 arduino必须“存储”这些，直到发送完整个命令。最后一个字母不仅指定了伺服，而且还使arduino知道此命令中没有更多数据。
最后，断开arduino与计算机的连接，然后将其插入raspberry pi通过通常的usb端口连接。
pi设置
现在是时候设置pi了。首先，安装操作系统。将网络摄像头和arduino连接到pi usb。
更新pi：
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
安装动作：
sudo apt-get install motion
motion是一个用于处理网络摄像头流的程序。它可以处理所有繁重的工作，甚至可以执行记录和运动检测（尝试构建运动捕获安全系统）。打开motion配置文件：
sudo nano /etc/motion/motion.conf
此文件提供了许多配置motion的选项。设置如下：
守护程序打开-运行程序
framerate：100-关闭每秒要流多少帧或图像
stream_localhost-允许通过网络访问
宽度640-视频宽度，调整您的网络摄像头
高度320-视频高度，调整您的网络摄像头
stream_port 8081 —关闭将视频输出到的端口
output_picture —不保存任何图像
这是一个很大的文件，因此您可能要使用 ctrl + w 搜索行。完成后，按 ctrl + x ，然后确认保存并退出。
现在再编辑一个文件：
sudo nano /etc/default/motion
设置“ start_motion_daemon =是”。这是确保motion运行所必需的。
现在找出您的ip地址：
ifconfig
此命令将显示pi的网络连接详细信息。查看第二行 inet addr 。您可能想设置一个静态ip地址（什么是静态ip？），但现在记下这个数字。
现在开始运动：
sudo service motion start
您可以通过将“开始”更改为“停止”或“重新启动”来停止或重新启动motion。
切换到计算机并从web浏览器导航到pi：
http://xxx.xxx.x.xx:8081
其中xxx.xxx.x.xx是pi ip地址。冒号后跟数字是之前设置的端口。一切顺利，您应该可以从网络摄像头中看到信息流！尝试四处移动，看看情况如何。您可能需要在配置文件中调整亮度和对比度设置。您可能需要对网络摄像头进行对焦-某些型号的镜头周围有一个小的对焦环。将其旋转直到图像最清晰。
回到树莓派，创建一个文件夹并导航到其中：
mkdir security-cam
cd security-cam/
现在安装twisted：
sudo apt-get install python-twisted
twisted是用python编写的web服务器，它将侦听命令，然后采取相应的措施。
安装后，创建python脚本来执行命令（移动伺服器。）
sudo nano servos.rpy
注意文件扩展名是“ .rpy”而不是“ py”。这是代码：
# import necessary files
import serial
from twisted.web.resource import resource
# setup arduino at correct speed
try：
arduino = serial.serial（‘/dev/ttyusb0’， 9600）
except：
arduino = serial.serial（‘/dev/ttyusb1’， 9600）
class moveservo（resource）：
isleaf = true
def render_get（self，request）：
try：
# send value over serial to the arduino
arduino.write（request.args［‘value’］［0］）
return ‘success’
except：
return ‘failure’
resource = moveservo（）
现在启动web服务器：
sudo twistd -n web -p 80 --path /home/pi/security-cam/
让我们分解一下-“ -p 80”指定端口（80）。这是网页的默认端口。 “ –path/home/pi/security-cam/”告诉twisted在指定目录中启动服务器。如果您对“ security-cam”文件夹中的脚本进行了任何更改，则需要重新启动服务器（ ctrl + x 以关闭，然后再次运行命令）。
现在创建网页：
sudo nano index.html
这是网页代码：
left
right
up
down
更改“ pi_ip_address”（已使用两次） ）到您pi的真实ip地址（如果您正在运行最新的raspian，则 raspberrypi.local 也应该可以使用）。重新启动网络服务器，然后从计算机导航至pi，无需指定端口。您应该可以左右左右平移，并观看视频流：
在那里。您自己的云台网络摄像机。如果要将网络摄像头暴露在互联网上，请记住要考虑的危险–然后研究端口转发，以便路由器知道将传入请求发送到哪里。您可以为真正的便携式设备添加外部电源和wi-fi适配器。
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使用提供的螺钉将伺服喇叭（塑料的“小形状”）安装到每个伺服上。尽管越大越好，但特定的形状并不重要。请勿过度拧紧螺钉。
现在，使用拉紧带将一个伺服器以直角连接到另一个伺服器。其中一个将是平移（从左到右），而另一个将是倾斜（向上和向下）。不管哪个人做什么，都可以在代码中对其进行调整。
最后，将您的网络摄像头连接到其中一个伺服器上。尽管我的网络摄像头带有一个固定在底部的固定夹，但您可以使用拉链领带-我卸下了固定夹并用螺钉将其固定在喇叭上。为了稳定起见，您可能需要将整个钻机安装到箱子或盒子上。一个简单的纸板箱可以很好地解决问题。您可以切一个整洁的方孔，并在表面上安装一个伺服平齐，但是只需系上一条拉链即可。
关于摄像头的信息
并非所有usb网络摄像头都是一样创建的。将网络摄像头连接到pi的usb端口，然后运行以下命令：
lsusb
此命令显示有关连接到pi的所有usb设备的信息。如果您的网络摄像头未在此处列出，则您可能要尝试使用有源usb集线器并重复该命令。如果仍然无法识别该网络摄像头，则可能必须购买兼容的网络摄像头。
伺服设置
虽然伺服器看起来很恐怖和复杂，但连接起来确实非常简单。伺服系统在脉宽调制（pwm）上运行，这是数字系统模仿模拟信号的一种方式。 pwm信号本质上是快速的on-off信号。使用占空比来描述on或high的信号。占空比以百分比表示，并描述了信号开启的时间。占空比为25％的pwm信号将在25％的时间内打开，其余75％的时间关闭。信号在开始时并没有打开，然后一直关闭，而是在非常短的时间内定期发出脉冲。
servos会监听这些脉冲并采取相应的措施。使用100％的占空比将与“常规” 5v相同，而0％将与接地相同。如果您不完全了解pwm的工作原理，请不要担心，您仍然可以控制伺服器（extreme electronics是了解更多信息的好地方）。
使用pwm的主要方法有两种：硬件或软件。硬件pwm通常提供比软件pwm更低的延迟（伺服器接收命令和移动之间的时间），但是pi只有一个具有硬件pwm功能的引脚。外部电路可用于提供多个硬件pwm通道，但是简单的arduino也可以处理该任务，因为它们具有多个硬件pwm引脚。
这里是电路：
仔细检查pi的引脚排列，它们在型号之间略有不同。您需要弄清楚伺服系统的接线方式。 servos需要三根线来控制它们，但是颜色略有不同：
红色为正，将其连接至pi + 5v
棕色或黑色为负，将其连接至pi上的gnd
橙色或白色是信号，将其连接至arduino引脚9和10
arduino设置
arduino的新功能？在这里开始。
一旦连接了伺服器，请在计算机上打开arduino ide并上传此测试代码。不要忘记从 tools》 board 和 tools》 port 菜单
#include // import the library
servo servopan， servotilt; // create servo objects
int servomin = 20， servomax = 160; // define limits of servos
void setup（） {
// setup servos on pwm capable pins
servopan.attach（9）;
servotilt.attach（10）;
}
void loop（） {
for（int i = servomin; i 《 servomax; ++i） { 1
// move servos from minimum to maximum
servopan.write（i）;
servotilt.write（i）;
delay（100）; // wait 100ms
}
for（int i = servomax; i 》 servomin; --i） {
// move servos from maximum to minimum
servopan.write（i）;
servotilt.write（i）;
delay（100）; // wait 100ms
}
} 一切都很好，您应该看到两个伺服器都缓慢地来回移动。请注意，如何将“ servomin”和“ servomax”定义为20度和160度（而不是0度和180度）。部分原因是这些廉价的伺服器无法准确地移动整个180度，还因为网络摄像头的物理尺寸阻止了整个范围的使用。您可能需要针对设置进行调整。
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现在将以下代码上传到arduino。这将侦听传入的串行数据（如通用 serial 总线或usb中的串行）。 pi将通过usb将这些数据发送到arduino，并告知将伺服器移至何处。
#include // import the library
servo servopan， servotilt; // create servo object
string data = “”; // store incoming commands （buffer）
void setup（） {
// setup servos on pwm capable pins
servopan.attach（9）;
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serial.begin（9600）; // start serial at 9600 bps （speed）
}
void loop（） {
while （serial.available（） 》 0）
{
// if there is data
char singlechar = serial.read（）; // read each character
if （singlechar == ‘p’） {
// move pan servo
servopan.write（data.toint（））;
data = “”; // clear buffer
}
else if （singlechar == ‘t’） {
// move tilt servo
servotilt.write（data.toint（））;
data = “”; // clear buffer
}
else {
data += singlechar; // append new data
}
}
}
您可以通过打开串行监视器（右上角》串行监视器）并发送一些测试数据：
90p
0p
20t
100t
注意命令的格式-一个值，然后一个字母。该值是伺服系统的位置，字母（大写）表示摇摄或俯仰伺服系统。由于从pi串行传输此数据，因此每个字符一次通过一个字符。 arduino必须“存储”这些，直到发送完整个命令。最后一个字母不仅指定了伺服，而且还使arduino知道此命令中没有更多数据。
最后，断开arduino与计算机的连接，然后将其插入raspberry pi通过通常的usb端口连接。
pi设置
现在是时候设置pi了。首先，安装操作系统。将网络摄像头和arduino连接到pi usb。
更新pi：
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
安装动作：
sudo apt-get install motion
motion是一个用于处理网络摄像头流的程序。它可以处理所有繁重的工作，甚至可以执行记录和运动检测（尝试构建运动捕获安全系统）。打开motion配置文件：
sudo nano /etc/motion/motion.conf
此文件提供了许多配置motion的选项。设置如下：
守护程序打开-运行程序
framerate：100-关闭每秒要流多少帧或图像
stream_localhost-允许通过网络访问
宽度640-视频宽度，调整您的网络摄像头
高度320-视频高度，调整您的网络摄像头
stream_port 8081 —关闭将视频输出到的端口
output_picture —不保存任何图像
这是一个很大的文件，因此您可能要使用 ctrl + w 搜索行。完成后，按 ctrl + x ，然后确认保存并退出。
现在再编辑一个文件：
sudo nano /etc/default/motion
设置“ start_motion_daemon =是”。这是确保motion运行所必需的。
现在找出您的ip地址：
ifconfig
此命令将显示pi的网络连接详细信息。查看第二行 inet addr 。您可能想设置一个静态ip地址（什么是静态ip？），但现在记下这个数字。
现在开始运动：
sudo service motion start
您可以通过将“开始”更改为“停止”或“重新启动”来停止或重新启动motion。
切换到计算机并从web浏览器导航到pi：
http://xxx.xxx.x.xx:8081
其中xxx.xxx.x.xx是pi ip地址。冒号后跟数字是之前设置的端口。一切顺利，您应该可以从网络摄像头中看到信息流！尝试四处移动，看看情况如何。您可能需要在配置文件中调整亮度和对比度设置。您可能需要对网络摄像头进行对焦-某些型号的镜头周围有一个小的对焦环。将其旋转直到图像最清晰。
回到树莓派，创建一个文件夹并导航到其中：
mkdir security-cam
cd security-cam/
现在安装twisted：
sudo apt-get install python-twisted
twisted是用python编写的web服务器，它将侦听命令，然后采取相应的措施。
安装后，创建python脚本来执行命令（移动伺服器。）
sudo nano servos.rpy
注意文件扩展名是“ .rpy”而不是“ py”。这是代码：
# import necessary files
import serial
from twisted.web.resource import resource
# setup arduino at correct speed
try：
arduino = serial.serial（‘/dev/ttyusb0’， 9600）
except：
arduino = serial.serial（‘/dev/ttyusb1’， 9600）
class moveservo（resource）：
isleaf = true
def render_get（self，request）：
try：
# send value over serial to the arduino
arduino.write（request.args［‘value’］［0］）
return ‘success’
except：
return ‘failure’
resource = moveservo（）
现在启动web服务器：
sudo twistd -n web -p 80 --path /home/pi/security-cam/
让我们分解一下-“ -p 80”指定端口（80）。这是网页的默认端口。 “ –path/home/pi/security-cam/”告诉twisted在指定目录中启动服务器。如果您对“ security-cam”文件夹中的脚本进行了任何更改，则需要重新启动服务器（ ctrl + x 以关闭，然后再次运行命令）。
现在创建网页：
sudo nano index.html
这是网页代码：
left
right
up
down
更改“ pi_ip_address”（已使用两次） ）到您pi的真实ip地址（如果您正在运行最新的raspian，则 raspberrypi.local 也应该可以使用）。重新启动网络服务器，然后从计算机导航至pi，无需指定端口。您应该可以左右左右平移，并观看视频流：
在那里。您自己的云台网络摄像机。如果要将网络摄像头暴露在互联网上，请记住要考虑的危险–然后研究端口转发，以便路由器知道将传入请求发送到哪里。您可以为真正的便携式设备添加外部电源和wi-fi适配器。
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digilent蓝牙通信模块介绍
如何对脱硫管道进行防腐保护
(win)C、C++处理文件名称
当使用传统计算架构时功耗仍是一个巨大挑战
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