用Xmind思維打造智能監(jiān)控系統(tǒng)

想出去玩，找不到人。玩?zhèn)€lol（已卸載），老是坑人。實(shí)在是無(wú)聊至極，不過(guò)，就在前天，隔壁鄰居家的房子被租出去了。因?yàn)槲沂寝r(nóng)村的，房子都是獨(dú)立的帶院子的，沒(méi)錯(cuò)就是這樣的：

因?yàn)榧依锝?jīng)常沒(méi)人住，并且還放有其他貴重物品，生怕一不留神，這些租戶跳到我家。把這些東西洗劫一空。此時(shí)我已經(jīng)安耐不住內(nèi)心的小激動(dòng)！那么。搭建一個(gè)智能監(jiān)控系統(tǒng)可好！

2：新聞報(bào)道

2017年7月13日訊，家庭攝像頭遭入侵，公民隱私被侵犯的案子，已經(jīng)破了。今天傍晚，市公安局發(fā)布消息稱，19天內(nèi)，北京警方成功打掉了全國(guó)首例網(wǎng)上傳播家庭攝像頭破解軟件的犯罪鏈條，抓獲涉案人員24名?！C2017-07-13 18:56 編輯：TF003 來(lái)源：北京晚報(bào)

這些人的腦袋都秀逗了吧，這都能干出來(lái)，嚇得我趕緊自己搭建了一個(gè)智能監(jiān)控系統(tǒng)。

3：外快

掙點(diǎn)外快！

0×01:Xmind思維

先大概敘述一下MS的功能，

1：硬件部分

1. 兩個(gè)USB高清攝像頭，

2. 一個(gè)超聲波傳感器（HC-SR04），

3. 一個(gè)樹(shù)莓派3 modelB，

4. 散熱扇（很重要?。?/p>

對(duì)于超聲波傳感器，主要的功能就是檢查距離的變化，也就是說(shuō)當(dāng)檢測(cè)是有運(yùn)動(dòng)物體的產(chǎn)生，才會(huì)激活攝像頭。

1：也是為了減輕樹(shù)莓派CPU負(fù)荷

2：合理利用那可憐的32G內(nèi)存卡，

對(duì)于兩個(gè)攝像頭，一個(gè)放置在家門(mén)口的過(guò)道里，每當(dāng)來(lái)人的時(shí)候，超聲波傳感器變化檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)物體，這時(shí)會(huì)激活攝像頭便會(huì)捕捉一系列圖片，讓系統(tǒng)進(jìn)行分析，包括面部，身體等信息，所以，這個(gè)攝像頭要求拍攝的質(zhì)量和角度要很好，另一個(gè)攝像頭這放置在院子的邊角，要求能照到整個(gè)院子，這個(gè)攝像頭主要任務(wù)就是檢測(cè)人體，并不強(qiáng)求識(shí)別出人臉，畢竟距離太遠(yuǎn)。

對(duì)于樹(shù)莓派，做個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的話，不能一直把電腦放在上面吧，那樣太浪費(fèi)資源了，所以當(dāng)時(shí)狠心的買(mǎi)了個(gè)3B，不過(guò)還好用起來(lái)不錯(cuò)，他的角色就是處理硬件傳回來(lái)的各種信息。。。

2：代碼部分

下面慢慢道來(lái)！

0×02：環(huán)境搭建

curl安裝：

sudo apt-get install curl

MySQLdb安裝：

sudo apt get install python-pip

sudo apt-get install libmysqlclient-dev

pip install mysql-python

LAMP:

sudo apt-get install apache2

sudo apt-get install php7.0

sudo apt-get install libapache2-mod-php7.0

sudo apt-get install mysql-server

sudo apt-get install phpmyadmin

sudo chmod 777 /var/www/html/

sudo ln -s /usr/share/phpmyadmin /var/www/html/

sudo sed -i 's/;extension=php_mbstring.dll/extension=php_mbstring.dll/' /etc/php/7.0/apache2/php.ini

sudo /etc/init.d/apache2 restart

mysql --user=root -p

CREATE DATABASE IF NOT EXISTS `MS` DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci;

USE `MS`;

CREATE TABLE `None` (`None` int(11) NOT NULL) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

OpenCV:

sudo apt-get install build-essential

sudo apt-get install cmake git libgtk2.0-dev pkg-config libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev

sudo apt-get install python-dev python-numpy libtbb2 libtbb-dev libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev libjasper-dev libdc1394-22-dev

git clone https://github.com/0x024/opencv.git

cd ~/opencv

mkdir release

cd release

cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local ..

make -j1

sudo make install

0×03: 目錄樹(shù)

0×04:代碼分析

1：MS.py(monitor system的簡(jiǎn)稱)

總體文件函數(shù)的分布！

checkdist（）

首先來(lái)了解一下HC-SR04超聲波傳感器

1. 采用IO口TRIG觸發(fā)測(cè)距，給至少10us的高電平信號(hào);

2. 模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40khz的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；

3. 有信號(hào)返回，通過(guò)IO口ECHO輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。測(cè)試距離=(高電平時(shí)間*聲速(340M/S))/2

引腳與樹(shù)莓派連接方式：

1. VCC,超聲波模塊電源腳，接5V電源即可

2. Trig，超聲波發(fā)送腳，高電平時(shí)發(fā)送出40KHZ出超聲波

3. Echo，超聲波接收檢測(cè)腳，當(dāng)接收到返回的超聲波時(shí)，輸出高電平

4. GND，超聲波模塊GND

這里附上樹(shù)莓派串口的原理圖！方便自定義連接

這里我將VCC連接至 Pin#02，將Gnd連接至Pin#06，將Trig連接至Pin#03，將Echo連接至Pin#05

因?yàn)橹霸O(shè)置成了GPIO.setmode(GPIO.BCM),所以在寫(xiě)的時(shí)候都要寫(xiě)成Name那一列，Pin#只是指示作用！

這里我自定義了一個(gè)index。默認(rèn)的值就是傳感器在無(wú)運(yùn)動(dòng)物體下所穩(wěn)定的int值，這個(gè)需要根據(jù)傳感器擺放位置自行設(shè)定。

初始化時(shí)將trig和echo端口都置低，首先向給 trig 發(fā)送至少10 us的高電平脈沖（模塊自動(dòng)向外發(fā)送8個(gè)40K的方波），然后等待，捕捉 echo 端輸出上升沿，捕捉到上升沿的同時(shí)，打開(kāi)定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，再次等待捕捉echo的下降沿，當(dāng)捕捉到下降沿，讀出計(jì)時(shí)器的時(shí)間，這就是超聲波在空氣中運(yùn)行的時(shí)間，按照 測(cè)試距離=(高電平時(shí)間*聲速(340M/S))/2 就可以算出超聲波到障礙物的距離。

接著，當(dāng)distance發(fā)生明顯的變化時(shí)候，可以認(rèn)定，有運(yùn)動(dòng)物體的產(chǎn)生。這時(shí)候，就會(huì)調(diào)用下一下函數(shù)camrun（）

camrun（）

可能會(huì)覺(jué)得上圖函數(shù)有點(diǎn)多余，其實(shí)不然，圖示的這種是適合于小區(qū)的只有一個(gè)門(mén)口的家庭，想想也對(duì)，

當(dāng)使用兩個(gè)攝像頭的時(shí)候，就會(huì)用到如圖的函數(shù)，這里用到了最簡(jiǎn)單的多線程thread，（PS：本人能力有限，暫時(shí)還沒(méi)法理解threading這個(gè)自定義的多線程方法，），可以在運(yùn)行cam（）的時(shí)候，使得cam（0）,和cam（1）的基本同時(shí)運(yùn)行

cam（i）

這個(gè)函數(shù)的主要功能就是圖像的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，當(dāng)有運(yùn)動(dòng)物體時(shí)，便會(huì)將圖片以“%Y%m%d%H%M%S’+’_’+str(0)”的格式記錄下來(lái)，有時(shí)候可能存在兩個(gè)攝像頭同時(shí)工作記錄，導(dǎo)致記錄下來(lái)的圖片日期一樣，為了避免這個(gè)Error產(chǎn)生，在日期的后面加上了攝像頭“i”的標(biāo)識(shí)，用來(lái)進(jìn)行分辨！

這里采用時(shí)間來(lái)控制camera.release（），當(dāng)運(yùn)行的時(shí)間==10s時(shí)候，便會(huì)退出cam（i），這個(gè)時(shí)間基本要和camrun（）里的time.sleep()相同。

這里也做了一個(gè)異常處理。避免了因?yàn)閿z像頭沒(méi)有插好，或這因?yàn)榍耙粋€(gè)運(yùn)行的cam（）還沒(méi)有結(jié)束釋放導(dǎo)致的camera busy等而造成運(yùn)行中斷！

checkcycle（）

這個(gè)函數(shù)就是寫(xiě)了一個(gè)無(wú)限循環(huán)，可以讓getfilename（）無(wú)限運(yùn)行，對(duì)新增的圖像文件及時(shí)的進(jìn)行檢測(cè)

testfacepp（）

這個(gè)函數(shù)主要用來(lái)檢測(cè)訪問(wèn)face++的服務(wù)器是否受到了 CONCURRENCY_LIMIT_EXCEEDED —并發(fā)限制，也就是說(shuō)，因?yàn)槲覀兪敲赓M(fèi)用戶，雖然可以使用他的全部API ，但是，當(dāng)他們的服務(wù)器達(dá)到高負(fù)荷時(shí)候，要首先供付費(fèi)用戶的平穩(wěn)使用，當(dāng)負(fù)荷不大時(shí)候，我們才可以暢快的使用。還好吧！

getfilename（）

這個(gè)函數(shù)就是檢測(cè)新圖片的產(chǎn)生，首先，打開(kāi)piclist.log文件，當(dāng)沒(méi)有受到并發(fā)限制的時(shí)候，然后再去運(yùn)用os,walk函數(shù)去遍歷”./img/shutter/”目錄，這里要保證讀取時(shí)間的先后順序和寫(xiě)入.log的先后順序同步，就不詳細(xì)說(shuō)了。

當(dāng)檢測(cè)到的為事先預(yù)定“9999999999999”文件時(shí)候，就是表明這是所有文件都以寫(xiě)入piclist.log并已檢測(cè)完畢，

當(dāng)所檢測(cè)的文件不在piclist.log的時(shí)候，便會(huì)調(diào)用checkbody（），來(lái)進(jìn)行身體的檢測(cè)，

checkbody（）

之所以先檢測(cè)身體，只有在有身體的情況下，才會(huì)有面部，可以減小服務(wù)器的負(fù)荷，

首先，讀取照片，然后傳入BodyAPI，進(jìn)行Body的檢測(cè)。當(dāng)不存在身體時(shí)候，將文件寫(xiě)入piclist.log。進(jìn)行下一個(gè)文件的檢測(cè)

當(dāng)存在Body的時(shí)候，會(huì)將圖片中的每個(gè)Body都摳出來(lái)，然后分別放在”./img/done/”里面，進(jìn)行下一步的面部識(shí)別，。

這里又對(duì)checkface_online（）進(jìn)行了一個(gè)并發(fā)限制的異常處理，因?yàn)閷?shí)在沒(méi)法確定下一秒是否會(huì)并發(fā)限制，為了防止程序異常終端，所以在每次調(diào)用faceAPI的時(shí)候都要異常處理一下，目前BodyAPI并不會(huì)發(fā)生并發(fā)限制

detailface（）

這個(gè)就是在運(yùn)行faceAPI的時(shí)候。將返回來(lái)的face_token與數(shù)據(jù)路中的人臉進(jìn)行比對(duì)，并返回該面部所對(duì)對(duì)應(yīng)的ID，namem，gender等信息

checkface_online（）

面部識(shí)別這一塊有點(diǎn)長(zhǎng)，不過(guò)也很簡(jiǎn)單！

首先讀取”./img/done/”下的文件，然后將其傳給FaceAPI（）進(jìn)行面部分析，如果result_d[“faces”]==0，著表明只存在身體并未檢測(cè)到人臉，判定為stranger！寫(xiě)入Piclist.log，進(jìn)行下一張圖像的檢測(cè)，當(dāng)result_d[“faces”]>0 時(shí)，才可以將面部返回的face_tokrn與之前導(dǎo)入的face_token進(jìn)行比對(duì)，同理，當(dāng)返回的len(result_s)==3及表明數(shù)據(jù)庫(kù)中并沒(méi)有該人臉，判定為 stranger！，寫(xiě)入Piclist.log。當(dāng)len(result_s)>3時(shí)候，同時(shí)confidence >= 80.00才可以判定這個(gè)人是誰(shuí)，否者都別判定為陌生人！

if __name__ == ‘__main__’:

這里就是要運(yùn)行的方式

python MS.py check

這是就會(huì)開(kāi)啟圖片檢測(cè)的功能。

python MS.py camera

這是就會(huì)開(kāi)圖像截取的功能

2：BodyAPI，F(xiàn)aceAPI，import.py

PS：這些就詳細(xì)說(shuō)了，因?yàn)橹鞍l(fā)表過(guò)一篇文章，大家可以去參考

0×05:運(yùn)行

代碼fork github.com/0x024/MS官方博客 0x024.com

運(yùn)行前，

	需要將./facepp/FaceAPI.py和BodyAPI.py中的api_key和api_secret換成你的
	(為了便于您測(cè)試,我以將我的key放在里面，為了防止多人使用沖突，希望您后期換成個(gè)人的)
	需要將./facepp/Dbconnect.py中的數(shù)據(jù)庫(kù)信息換成自己的
    (在搭建環(huán)境過(guò)程中，建議密碼全部設(shè)置成ubuntu，方便記憶)

python import.py #將./data/master/目錄下的圖片特導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)

python MS.py camera  #運(yùn)行圖像捕捉

python MS.py check  #運(yùn)行圖像檢測(cè)

0×06：其他

1：對(duì)于想用電腦進(jìn)行代碼測(cè)試的，我也將代碼整理好放MS-PC文件里面。大概運(yùn)行方式和在樹(shù)莓派上的差不多，只是少了超聲波傳感器這一環(huán)節(jié)！可自行調(diào)試。

2：對(duì)于環(huán)境搭建的問(wèn)題，可以參考我先前的文章，實(shí)在不會(huì)的可在我的博客里面留言，我會(huì)及時(shí)的回復(fù)，

3：對(duì)于想二次開(kāi)發(fā)的。比如加上web服務(wù)器可以遠(yuǎn)程查看，加上通訊模塊及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋等等，最重要的就是有大腦風(fēng)暴！

3：Good Luck

0×07：總結(jié)

穿著內(nèi)衣坐在電腦前，直到凌晨，一如既往；

情愿坐在電腦前吃方便面，也不愿出去約會(huì)；

能夠修好任何東西；

打字比你思考還快；

比和人們?cè)谝黄鸹ǜ嗟臅r(shí)間上網(wǎng)；

不能理解為什么有些人不能從頭到尾裝起一臺(tái)完整的電腦來(lái)；

不相信有圖形的WEB瀏覽——lynx始終是最好的選擇，也是唯一的需要；

使用文本編輯器——而不是文字處理軟件——來(lái)回所有的信件；

從不，決不，絕對(duì)不穿西裝；

相信只有Sucker才付費(fèi)——免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)連接，自由軟件，用IP打電話