科技獵敢碰就報警的Arduino Yún系統(tǒng)
如果你想做一個報警系統(tǒng)，目的恐怕再明確不過了------你不想讓孩子爬上櫥柜或是冰箱偷東西吃，也不想其他人偷開你的鎖柜。當(dāng)然啦，可能你會想給偷吃食物的寵物拍張照片。或者，你想學(xué)學(xué)美劇《辦公室》里Dwight?Schrute所扮演的角色，看看是誰把同事的工作材料換成了果凍。那么問題來了，你該怎么做呢？
是的，你可以在櫥柜/冰箱/鎖柜里放上一個設(shè)備，一旦它監(jiān)測到有動靜，就會拍一張照片然后發(fā)送到你的電子郵件里。還有如果你會IFTTT（讓互聯(lián)網(wǎng)為你服務(wù)）的話，甚至可以自動把那些“小偷們”的照片發(fā)到社交媒體上，讓全世界看看他們的臉。
首先，讓我們先來欣賞一下小哥浮夸的演技：
這個報警系統(tǒng)項(xiàng)目，由一個運(yùn)動傳感器（PIR），一個攝像頭，以及一個支持無線Wi-Fi連接設(shè)備組成。筆者選擇了 Arduino ?Yún，因?yàn)樗浅Ｒ子谑褂茫€能輕松配置無線Wi-Fi，而且如果你想換成RaspberryPi，也很容易。當(dāng)然啦，如果你使用RaspberryPi的話，Wi-Fi配置可能會略微麻煩一些，因?yàn)樗仨氁B接到一臺計(jì)算機(jī)上才能進(jìn)行配置操作，而使用Arduino?Yún就相對輕松多了，任何人都可以在上面直接配置。這個報警系統(tǒng)項(xiàng)目其實(shí)非常簡單，即便你沒有什么焊接/電氣方面的技巧，也能在幾分鐘時間里輕松完成組裝。廢話不多說，趕緊來看看怎么做吧。
第一步?Arduino基本配置
首先，你需要配置自己的Arduino?Yún網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，如果你按照教程一步步操作，其實(shí)非常簡單。?點(diǎn)擊查看教程.
完成配置之后，你需要測試Arduino的連接狀況。打開瀏覽器，輸入http://arduino.local，然后即能看到Arduino網(wǎng)頁界面了。
如果一切操作正常，打開SSH會話。
$?sshroot@arduino.local
默認(rèn)密碼是：“arduino”。
然后，讓我們來安裝一些有用的軟件包
$opkg?update
$opkg?install?openssh-sftp-server
那么，為什么要安裝“openssh-sftp-server”呢？因?yàn)檫@個軟件包可以讓你從Arduino上面輕松上傳或下載文件。現(xiàn)在，你可以使用一個通用的SFTP客戶端，比如filezilla，transmit，或是cyberduck等等，這樣就不用輸入麻煩的SCP命令來進(jìn)行文件傳輸了。
然后，為了兼容Python，我們還需要安裝一個SSL支持包（感謝sbkirby！）。因?yàn)樵谀J(rèn)軟件包里，并沒有包含這個軟件支持包。
$opkg?update
$opkg?install?python-openssl
筆者墻裂推薦你可以在Arduino?Yún上插一個SD卡（如果你有一個的話），Arduino?Yún設(shè)備會自動分配文件路徑，地址是mnt/sda1。
然后，我們要在Arduino?Yún上面安裝USB攝像頭和USB聲卡。
第二步? 安裝并測試USB攝像頭
通過opkg套件管理系統(tǒng)，已經(jīng)有支持Linino的UVC軟件包了，因此安裝攝像頭可以說是非常簡單的一個步驟。是需要通過ssh連接到Y(jié)ún上面，然后輸入：
$?opkg?update
$?opkg?install?kmod-video-uvc
就可以了。
不過我們還需要一個可以拍照片的軟件，筆者使用過一款容量極小，但又非常便于使用的拍照軟件fswebcam，按照如下命令，安裝即可。
$?opkg?install?fswebcam
第三步? 拍攝你的第一張照片
首先要確保你使用了SD卡作為存儲，否則Arduino內(nèi)存會很快就被耗盡。好了，如果你正在使用SD存儲卡的話，你應(yīng)該已經(jīng)能夠看到它的安裝路徑地址了/mnt/sda1.如果你還沒有使用，那么請將FAT32格式的SD卡插入到設(shè)備的SD卡插槽里面，并重啟你的Arduino設(shè)備。
現(xiàn)在，請把攝像頭插進(jìn)設(shè)備的USB端口，然后輸入：
$?cd?/mnt/sda1
$?fswebcam?test.png
如果一切正常的話，你現(xiàn)在就能拍攝自己的第一張照片啦！注意看看你的SD卡里的內(nèi)容哦，：）
這意味著，現(xiàn)在我們可以通過Yún’s?Bridge庫，在自己的Arduino設(shè)備里面拍照片，按照下面這種操作方式就能實(shí)現(xiàn)：
Process.runShellCommand("fswebcam?/mnt/sda1/test.png");
第四步? 安裝聲卡
在Yún上打開一個ssh會話，然后輸入：
$opkg?install?kmod-usb-audio
$opkg?install?madplay
完成安裝之后，現(xiàn)在Arduino?Yún設(shè)備就有了聲卡支持了。筆者只嘗試了下MP3格式的音樂播放，還沒有自己錄制一些音頻，但是很快就會去嘗試下！
如果想要測試一下聲卡效果，其實(shí)也非常簡單，你只需在SD卡里復(fù)制一個MP3音頻文件，然后輸入：
$cd?/mnt/sda1
$madplay?yoursound.mp3??
這意味著現(xiàn)在我們可以通過Yún’s?Bridge庫，在Arduino設(shè)備里面播放聲音了，按照下面這種操作方式就能實(shí)現(xiàn)： ?
Process.runShellCommand("madplay?/mnt/sda1/test.mp3");
第五步? 電子郵件腳本
現(xiàn)在，我們的監(jiān)控設(shè)備可以拍照片并且支持播放聲音….但是我們還想要更多功能！我們想讓這款設(shè)備能通過電子郵件發(fā)送文件。
所以，我們該怎么做呢？答案其實(shí)非常簡單….一個python腳本就能搞定！Arduino?Yún整合了Temboo庫，筆者想讓這個監(jiān)控系統(tǒng)更加具有兼容性，因此我們會使用一個非常簡單的python腳本編碼圖像文件，并通過電子郵件發(fā)送出去。
筆者選擇的電子郵箱是 Gmail ，但是這個代碼腳本其實(shí)可以選擇任何支持SMTP服務(wù)器的電子郵箱。
你可以創(chuàng)建一個新文件，稱之為“sendemail.py”，然后把下面這段代碼復(fù)制進(jìn)去，
#?coding=utf-8
#?Copyright?(C)?2014??Stefano?Guglielmetti
#?This?program?is?free?software:?you?can?redistribute?it?and/or?modify
#?it?under?the?terms?of?the?GNU?General?Public?License?as?published?by
#?the?Free?Software?Foundation,?either?version?3?of?the?License,?or
#?(at?your?option)?any?later?version.
#?This?program?is?distributed?in?the?hope?that?it?will?be?useful,
#?but?WITHOUT?ANY?WARRANTY;?without?even?the?implied?warranty?of
#?MERCHANTABILITY?or?FITNESS?FOR?A?PARTICULAR?PURPOSE.?See?the
#?GNU?General?Public?License?for?more?details.
#?You?should?have?received?a?copy?of?the?GNU?General?Public?License
#?along?with?this?program.?If?not,?see?<http://www.gnu.org/licenses/>.
import?smtplib,?os,?sys
from?email.MIMEMultipart?import?MIMEMultipart
from?email.MIMEBase?import?MIMEBase
from?email.MIMEText?import?MIMEText
from?email.Utils?import?COMMASPACE,?formatdate
from?email?import?Encoders
#From?address,?to?address,?subject?and?message?body
from_address????=?'FROM_ADDRESS@EMAIL.COM'
to_address??????=?['YOUR_ADDRESS@EMAIL.COM']
email_subject???=?'Alert!!!?Zombies!!!?Ahead!!!'
email_body??????=?'A?non?dead?intruder?has?been?detected?and?needs?to?be?eliminated!'
#?Credentials?(if?needed)
username?=?'EMAIL_LOGIN'
password?=?'EMAIL_PASSWORD'
#?The?actual?mail?send
server?=?'smtp.gmail.com:587'
def?send_mail(send_from,?send_to,?subject,?text,?files=[],?server="localhost"):
????assert?type(send_to)==list
????assert?type(files)==list
????msg?=?MIMEMultipart()
????msg['From']?=?send_from
????msg['To']?=?COMMASPACE.join(send_to)
????msg['Date']?=?formatdate(localtime=True)
????msg['Subject']?=?subject
????msg.attach(?MIMEText(text)?)
????for?f?in?files:
????????part?=?MIMEBase('application',?"octet-stream")
????????part.set_payload(?open(f,"rb").read()?)
????????Encoders.encode_base64(part)
????????part.add_header('Content-Disposition',?'attachment;?filename="%s"'?%?os.path.basename(f))
????????msg.attach(part)
????smtp?=?smtplib.SMTP(server)
????smtp.starttls()
????smtp.login(username,password)
????smtp.sendmail(send_from,?send_to,?msg.as_string())
????smtp.close()
send_mail(from_address,?to_address,?email_subject,?email_body,?[sys.argv[1]],?server)?#the?first?command?line?argument?will?be?used?as?the?image?file?name
現(xiàn)在，你需要把相關(guān)電子郵件設(shè)置做下改動，如下
#From?address,?to?address,?subject?and?message?body
from_address????=?'FROM_ADDRESS@EMAIL.COM'
to_address??????=?['YOUR_ADDRESS@EMAIL.COM']
email_subject???=?'Alert!!!?Zombies!!!?Ahead!!!'
email_body??????=?'An?undead?intruder?has?been?detected?and?needs?to?be?eliminated!' ?
#?Credentials?(if?needed)
username?=?'EMAIL_LOGIN'
password?=?'EMAIL_PASSWORD'
#?The?actual?mail?send
server?=?'smtp.gmail.com:587'
接下來，你可以通過SFTP（或是SCP，如果你喜歡的話）把這段腳本文件上傳到Arduino?Yún的SD卡里，然后再次打開SSH會話，輸入下面這段命令：
$cd?/mnt/sda1
$python?sendemail.py?test.png
幾秒鐘之后，你就會收到一封電子郵件，附件就是Arduino?Yún拍攝的照片，是不是很神奇！
第六步? 讓我們搭設(shè)電路板！
別擔(dān)心，這一個步驟其實(shí)也是非常簡單的。你根本用不著焊接什么材料，所有部件都能靠組裝完成。筆者使用了這款PIR傳感器，是因?yàn)樗纯煽浚址奖闶褂谩Ｄ憧梢詤⒄障聢D來進(jìn)行相關(guān)操作：
我們已經(jīng)連上了這個PIR傳感器。如果監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備發(fā)現(xiàn)了一些動作，上面的LED燈就會打開。
第七步? 現(xiàn)在是時候加上Arduino?Sketch了
在Arduino?IDE上復(fù)制下面這段代碼，然后上傳到你的Yún上：
*?
?*?Switches?a?LED,?takes?a?picture?and?sends?it?via?email
?*?according?to?the?state?of?the?sensors?output?pin.
?*?Determines?the?beginning?and?end?of?continuous?motion?sequences.
?*
?*?@author:?Stefano?Guglielmetti?/?stefano?(at)?mikamai?(dot)?com?/?http://jeko.net
?*?@date:???feb?5,?2014??
?*
?*?based?on?the?example?by?Kristian?Gohlke?/?krigoo?(_)?gmail?(_)?com?/?http://krx.at
?*?http://playground.arduino.cc/Code/PIRsense
?*
?*?stefano?guglielmetti?(cleft)?2014?
?*
?*?released?under?a?creative?commons?"Attribution-NonCommercial-ShareAlike?2.0"?license
?*?http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/de/
?*
?*
?*?The?Parallax?PIR?Sensor?is?an?easy?to?use?digital?infrared?motion?sensor?module.?
?*?(http://www.parallax.com/detail.asp?product_id=555-28027)
?*
?*?The?sensor's?output?pin?goes?to?HIGH?if?motion?is?present.
?*?However,?even?if?motion?is?present?it?goes?to?LOW?from?time?to?time,?
?*?which?might?give?the?impression?no?motion?is?present.?
?*?This?program?deals?with?this?issue?by?ignoring?LOW-phases?shorter?than?a?given?time,?
?*?assuming?continuous?motion?is?present?during?these?phases.
?*??
?*/
#include?<Bridge.h>
/////////////////////////////
//VARS
//the?time?we?give?the?sensor?to?calibrate?(10-60?secs?according?to?the?datasheet)
int?calibrationTime?=?10; ? ? ? ?
//the?time?when?the?sensor?outputs?a?low?impulse
long?unsigned?int?lowIn; ? ? ? ??
//the?amount?of?milliseconds?the?sensor?has?to?be?low?
//before?we?assume?all?motion?has?stopped
long?unsigned?int?pause?=?5000; ?
boolean?lockLow?=?true;
boolean?takeLowTime; ?
int?pirPin?=?6;????//the?digital?pin?connected?to?the?PIR?sensor's?output
int?ledPin?=?13;
Process?p;
String?imageName;
/////////////////////////////
//SETUP
void?setup(){
??Bridge.begin();
??Serial.begin(9600);
??pinMode(pirPin,?INPUT);
??pinMode(ledPin,?OUTPUT);
??digitalWrite(pirPin,?LOW);
??//give?the?sensor?some?time?to?calibrate
??Serial.print("calibrating?sensor?");
??for(int?i?=?0;?i?<?calibrationTime;?i++){
????Serial.print(".");
????delay(1000);
??}
??Serial.println("?done");
??Serial.println("SENSOR?ACTIVE");
??delay(50);
}
?
////////////////////////////
//LOOP
void?loop(){
??if(digitalRead(pirPin)?==?HIGH){
????digitalWrite(ledPin,?HIGH);???//the?led?visualizes?the?sensors?output?pin?state
????if(lockLow){??
??????//makes?sure?we?wait?for?a?transition?to?LOW?before?any?further?output?is?made:
??????lockLow?=?false;????????????
??????Serial.println("---");
??????Serial.print("motion?detected?at?");
??????Serial.print(millis()/1000);
??????Serial.println("?sec");?
??????imageName?=?uniqueFileName("png");?//generate?a?new,?uniqe?file?name
??????p.runShellCommand("fswebcam?/mnt/sda1/"?+?imageName);?//takes?the?picture
??????while(p.running());?//wait?till?the?process?ends
??????p.runShellCommand("madplay?/mnt/sda1/sounds/sirena.mp3");?//play?the?siren?sound
??????while(p.running());?//wait?till?the?process?ends
??????p.runShellCommand("python?/mnt/sda1/sendemail.py?/mnt/sda1/"?+?imageName);?//sends?the?picture?via?email
??????while(p.running());?//wait?till?the?process?ends
??????delay(50);
????}?????????
????takeLowTime?=?true;
??}
??if(digitalRead(pirPin)?==?LOW){???????
????digitalWrite(ledPin,?LOW);??//the?led?visualizes?the?sensors?output?pin?state
????if(takeLowTime){
??????lowIn?=?millis();??????????//save?the?time?of?the?transition?from?high?to?LOW
??????takeLowTime?=?false;???????//make?sure?this?is?only?done?at?the?start?of?a?LOW?phase
????}
????//if?the?sensor?is?low?for?more?than?the?given?pause,?
????//we?assume?that?no?more?motion?is?going?to?happen
????if(!lockLow?&&?millis()?-?lowIn?>?pause){??
??????//makes?sure?this?block?of?code?is?only?executed?again?after?
??????//a?new?motion?sequence?has?been?detected
??????lockLow?=?true;????????????????????????
??????Serial.print("motion?ended?at?");??????//output
??????Serial.print((millis()?-?pause)/1000);
??????Serial.println("?sec");
??????delay(50);
????}
??}
}
?
?
/*?A?simple?function?to?generate?unique?timestamp?based?filenames?*/
String?uniqueFileName(String?ext){
??String?filename?=?"";
??p.runShellCommand("date?+%s");
??while(p.running());?
??while?(p.available()>0)?{
????char?c?=?p.read();
????filename?+=?c;
??} ?
??filename.trim();
??filename?+=?"."?+?ext;
?
??return?filename;
}??
十秒鐘之后（校準(zhǔn)時間），就將開始工作，并拍攝照片了！！！
一切搞定！下面這張照片，就是組裝完成后的效果圖。 在GitHub上 ，有這個項(xiàng)目的詳細(xì)文檔。
?via? makezine
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