Nistkasten 2.0 Software

Die Software:

freie Software: Raspberry Pi Imager / Win32 Disk Manager
Raspberry Pi Imager ist die offizielle Software der Raspberry Pi Foundation mit der das Betriebssystemimage auf die SD-Karte kopiert wird.
Das Image des Betriebssystems wird über den Pi Imager ausgewählt und installiert. Danach wird ein Verify durchgeführt. Weiterhin ist auch eine Formatierung einer SD-Karte möglich (wichtig, wenn ich das Linux-System entfernen möchte!). Es ist aber nicht Möglich eine SD-Karte einzulesen - dafür kann man aber den Win32Diskmanager verwenden. Für ein Backup ist es hilfreich eine Kopie der SD-Karte zu haben.
download Raspberry Pi Imager download Win32 Disk Manager
Pi-Imager

freie Software: Raspberry Pi OS Lite / Putty / FileZilla
Als Betriebssystem habe Raspberry Pi OS Lite (32-bit) gewählt. Nachdem das Image geschrieben ist, kopiere ich eine leere Datei mit Namen "SSH" und eine Datei "wpa_supplicant.conf" mit nachfolgendem Inhalt nach boot (ist unter Windows erreichbar).
country=DE update_config=1 ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant network={ scan_ssid=1 ssid="FritzBox" psk="7633xxxxxxxxxxxx" }
Damit verbindet sich dann mein Pi-Zero über WLAN mit meinem Netzwerk. Die IP erfahre ich über meinen Router. Ich kann dann z.B. mit Putty (SSH-Verbindung) darauf zugreifen. Weiterhin kann ich auch eine SFTP-Verbindung mit z.B. FileZilla aufbauen.
download Putty download FileZilla
Pi OS Lite
Putty

freie Software: MotionEye
Für die Steuerung der Kamera/Streaming verwende ich MotionEye. Es auch eine fertiges Image mit MotionEye - damit ist aber eine Nachinstallation nicht mehr möglich. In meinem Fall eine Überwachung der Temperatur/Luftfeuchte und ein WatchDog-Modul, das bei einem Problem ein Reset durchführt. Deshalb führe ich die Installation selbst durch. Dafür habe ich mehrere Batch-Dateien erstellt. Man kann die Zeilen (nur die ohne '#') auch einzeln eingeben.
Der Pi wird auf den neusten Stand gebracht und einige Tools installiert:
#!/usr/bin/bash # Pi_first.sh # Pi-Update sudo apt update sudo apt upgrade -y # einfacher Editor sudo apt install joe # wird für Download von Software benötigt sudo apt install git -y # Darstellung der Log-Daten sudo apt install gnuplot-x11 -y # Hochladen von Daten sudo apt install lftp -y

Installation MotionEye:
#!/usr/bin/bash # install_mEye.sh sudo apt install motion ffmpeg v4l-utils sudo apt install python-pip python-dev curl libssl-dev libcurl4-openssl-dev libjpeg-dev sudo pip install motioneye sudo mkdir -p /etc/motioneye sudo mkdir -p /var/lib/motioneye sudo cp /usr/local/share/motioneye/extra/motioneye.conf.sample /etc/motioneye/motioneye.conf sudo cp /usr/local/share/motioneye/extra/motioneye.systemd-unit-local /etc/systemd/system/motioneye.service

MotionEye aktivieren:
#!/usr/bin/bash # start_mEye.sh sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl enable motioneye sudo systemctl start motioneye

freie Software: Python-OpenSSL
Um die Temperatur und Luftfeuchte mit dem Sensor DHT22 auszulesen, muss noch Python-OpenSSL installert werden.
#!/usr/bin/bash # install_dht22.sh sudo apt install build-essential python-openssl git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git cd Adafruit_Python_DHT sudo python setup.py install
Ausgelese wird mit folgenden Script, gesteuert durch crontab alle 10 Minuten
#!/bin/bash # TeHu.sh # lese DHT22 TEMP=$(./DHT.py 22 4) # Set on Camera Image0 wget -q --delete-after "http://127.0.0.1:7999/0/config/set?text_left=$TEMP" # schreibe log echo $(date +%Y.%m.%d_%H:%M:%S) $TEMP >> /home/pi/log

Python

freie Software: Gnuplot
Ich möchte den Temperatur- Luftfeuchteverlauf der letzten 12 Stunden als Grafik anzeigen. Dazu wird die Logdatei vorbereitet:
#!/usr/bin/perl # Vers.:20210606_0.5 CIK use strict; if(@ARGV != 2) { print "Usage: dia24.pl logfile Stunden\n"; } open(FH, $ARGV[0]) || die("$ARGV[0]: $!\n"); my ($zeile, $stamp, $dt, $Te, $Hu, $out ) ; my ($xx, $H_V, $d_V, $m_V, $j_V) ; my ($H_log, $d_log, $m_log, $j_log) ; my (@all, @da); my ($S, $M, $H, $d, $m, $j, $wt, $jt, $sz) = localtime(time); $j += 1900; $m += 1; # Zeit minus xx Stunden # $xx = 24; $xx = $ARGV[1]; $d_V = $d; $m_V = $m; $j_V = $j; $H_V = $H - $xx; if ($H_V < 1 ) { $H_V = $H_V + 24; $d_V = $d - 1; if ($d_V < 1 ) { $d_V = 1; $m_V = $m - 1; if ($m_V < 1 ) { $j_V = $j - 1; } } } #------ # print "von: $j_V $m_V $d_V $H_V bis $j $m $d $H\n"; #------ while($zeile = <FH>) { next if (substr($zeile,0,1) eq "-"); chomp $zeile; @all = split(" ", $zeile); $dt = $all[0]; next if (substr($all[1],0,1) eq "S"); $Te = $all[2]; $Hu = $all[4]; @da = split("[_:.]", $all[0]); $j_log = $da[0]; $m_log = $da[1]; $d_log = $da[2]; $H_log = $da[3]; #--------- # print "\n$zeile\n"; # print "$dt\n"; # print "$Te\n"; # print "$Hu\n"; #--------- next if ($j_log < $j_V); $out = 0; if ( $m_log > $m_V) { $out = 1; } else { if ( $d_log > $d_V ) { $out = 2; } else { if ( $H_log > $H_V and $d_log == $d_V ) { $out = 3; } } } if ($out > 0) { #print "$out\n"; print "$dt $Te $Hu\n" ; } } close(FH); # ENDE
Für die Erstellung der Grafik (Ausgabe als .png-Bild) verwende ich folgendes Scipt:
# diagram.gplot set terminal png size 680,200 set key font ',6' set tics font ',8' set output "temp_humi.png" set title '12 Stunden Temperatur- und Luftfeuchteverlauf' set xlabel ' ' set ylabel 'Luftfeuchtigkeit %' set y2label 'Temperatur Â°C' set xdata time set timefmt '%Y.%m.%d_%H:%M:%S' set format x '%H:%M' set yrange [30:90] set y2range [10:40] set ytics set y2tics set grid set timestamp 'erstellt: %d.%m.20%y %H:%M' offset 45,1 font ',8' plot 'log.dat' using 1:2 axes x1y2 linewidth 2 title 'Temperatur °C' with lines, \ 'log.dat' using 1:3 axes x1y1 linewidth 2 title 'Luftfeuchte %' with lines

./dia24.pl log 24 > log.dat
...bereitet die Daten vor

gnuplot diagram.gplot
...erstellt das Bild. Gnuplot

freie Software: LFTP
Das Bild muss nun noch automatisiert erstellt und hochgeladen werden in das Verzeichnis der Webseite. Bei mir nach strato.de. Dazu wird die folgende bash-Datei benutzt:
#!/bin/bash # dia.sh # log für die letzten 12 Stunden vorbereiten ./dia24.pl log 12 > log.dat # diagramm erstellen gnuplot diagram.gplot # lade Bild nach: server=ssh.strato.de uName=sftp_nisten############ pass=########### # vor dem ersten Start einmalig eine Verbindung über SSH aufbauen # sftp $uName@$server bild=temp_humi.png lftp<<END open sftp://$server user $uName $pass put $bild bye END
...aufgerufen wird dieses Script per crontab jede Stunde.
lftp

freie Software: Watchdog
Der Raspberry soll ja unbeaufsichtigt längere Zeit laufen. Ich möchte die brütenden Vögel nicht stören. Der Raspberry kann sich aber selber überwachen. Alle 10 Minuten ändert sich das Logfile. Diese Veränderung wird durch den Hardware-Watchdog des Raspberrys überwacht. Ist die Datei nicht verändert, findet ein Reset statt. Das System startet neu. Im Logfile werden die Neustarts vermerkt.
Einrichtung: ...mit
sudo apt install watchdog -y sudo modprobe bcm2835_wdt
installieren. ...mit
sudo joe /etc/watchdog.conf
die Konfigurationsdatei aufrufen und die folgenden Zeilen anpassen:

file = /home/pi/log # Zeit in sec = 16:40 min change = 1000 max-load-1 = 24 watchdog-device = /dev/watchdog
WICHTIG ! vor dem Start in crontab -e folgende Zeilen eintragen/ergänzen:
@reboot /home/pi/start_sys.sh */10 * * * * /home/pi/TeHu.sh 20 * * * * /home/pi/dia.sh
...und nun watchdog starten
# sudo systemctl status watchdog.service # sudo systemctl disable watchdog.service # sudo systemctl enable watchdog.service sudo systemctl start watchdog.service
download der verwendeten Scripte
Weiterleitung (Beispiel)
Jetzt sieht es so aus, über:
192.168.178.55:8081 erreiche ich den Stream der Nistkasten-Kamera (nur im Heimnetz)
192.168.178.56:8082 erreiche ich den Stream der Außen-Kamera (nur im Heimnetz)
Der Stream soll aber auch aus dem Internet ereichbar sein. Deshalb muss ich eine Weiterleitung einrichten.
Einrichtung (ipv4 - Fritzbox - Strato):

Die für das Projekt eingerichtete Domain sei "nistenkasten.de"

Ich richte eine Subdomain "kamera" ein, gebe ihr die Eigenschaft "Dynamic DNS" und richte ein Passwort ein.

In den Einstellungen der Fritzbox gehe ich unter Internet > Freigaben > Portfreigaben und gebe für die IP 192.168.178.55 den Port 8081 frei, sowie für 192.168.178.56 den Port 8082.

Unter Internet > Freigaben > DynDNS aktiviere ich DynDNS benutzen und trage die Anmeldedaten des DynDNS-Anbieters ein:
STRATO.AG
kamera.nistkasten.de
nistkasten.de
pass#####

Mit dem Aufruf: "http://kamera.nistkasten.de:8081" rufe ich aus dem Internet den Stream der Nistkasten-Kamera auf - mit "http://kamera.nistkasten.de:8082" den Stream der Außen-Kamera.

freie Software: Raspberry Pi Imager / Win32 Disk Manager Raspberry Pi Imager ist die offizielle Software der Raspberry Pi Foundation mit der das Betriebssystemimage auf die SD-Karte kopiert wird. Das Image des Betriebssystems wird über den Pi Imager ausgewählt und installiert. Danach wird ein Verify durchgeführt. Weiterhin ist auch eine Formatierung einer SD-Karte möglich (wichtig, wenn ich das Linux-System entfernen möchte!). Es ist aber nicht Möglich eine SD-Karte einzulesen - dafür kann man aber den Win32Diskmanager verwenden. Für ein Backup ist es hilfreich eine Kopie der SD-Karte zu haben. download Raspberry Pi Imager download Win32 Disk Manager
freie Software: Raspberry Pi OS Lite / Putty / FileZilla Als Betriebssystem habe Raspberry Pi OS Lite (32-bit) gewählt. Nachdem das Image geschrieben ist, kopiere ich eine leere Datei mit Namen "SSH" und eine Datei "wpa_supplicant.conf" mit nachfolgendem Inhalt nach boot (ist unter Windows erreichbar). country=DE update_config=1 ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant network={ scan_ssid=1 ssid="FritzBox" psk="7633xxxxxxxxxxxx" } Damit verbindet sich dann mein Pi-Zero über WLAN mit meinem Netzwerk. Die IP erfahre ich über meinen Router. Ich kann dann z.B. mit Putty (SSH-Verbindung) darauf zugreifen. Weiterhin kann ich auch eine SFTP-Verbindung mit z.B. FileZilla aufbauen. download Putty download FileZilla
freie Software: MotionEye Für die Steuerung der Kamera/Streaming verwende ich MotionEye. Es auch eine fertiges Image mit MotionEye - damit ist aber eine Nachinstallation nicht mehr möglich. In meinem Fall eine Überwachung der Temperatur/Luftfeuchte und ein WatchDog-Modul, das bei einem Problem ein Reset durchführt. Deshalb führe ich die Installation selbst durch. Dafür habe ich mehrere Batch-Dateien erstellt. Man kann die Zeilen (nur die ohne '#') auch einzeln eingeben. Der Pi wird auf den neusten Stand gebracht und einige Tools installiert: #!/usr/bin/bash # Pi_first.sh # Pi-Update sudo apt update sudo apt upgrade -y # einfacher Editor sudo apt install joe # wird für Download von Software benötigt sudo apt install git -y # Darstellung der Log-Daten sudo apt install gnuplot-x11 -y # Hochladen von Daten sudo apt install lftp -y Installation MotionEye: #!/usr/bin/bash # install_mEye.sh sudo apt install motion ffmpeg v4l-utils sudo apt install python-pip python-dev curl libssl-dev libcurl4-openssl-dev libjpeg-dev sudo pip install motioneye sudo mkdir -p /etc/motioneye sudo mkdir -p /var/lib/motioneye sudo cp /usr/local/share/motioneye/extra/motioneye.conf.sample /etc/motioneye/motioneye.conf sudo cp /usr/local/share/motioneye/extra/motioneye.systemd-unit-local /etc/systemd/system/motioneye.service MotionEye aktivieren: #!/usr/bin/bash # start_mEye.sh sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl enable motioneye sudo systemctl start motioneye
freie Software: Python-OpenSSL Um die Temperatur und Luftfeuchte mit dem Sensor DHT22 auszulesen, muss noch Python-OpenSSL installert werden. #!/usr/bin/bash # install_dht22.sh sudo apt install build-essential python-openssl git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git cd Adafruit_Python_DHT sudo python setup.py install Ausgelese wird mit folgenden Script, gesteuert durch crontab alle 10 Minuten #!/bin/bash # TeHu.sh # lese DHT22 TEMP=$(./DHT.py 22 4) # Set on Camera Image0 wget -q --delete-after "http://127.0.0.1:7999/0/config/set?text_left=$TEMP" # schreibe log echo $(date +%Y.%m.%d_%H:%M:%S) $TEMP >> /home/pi/log
freie Software: Gnuplot Ich möchte den Temperatur- Luftfeuchteverlauf der letzten 12 Stunden als Grafik anzeigen. Dazu wird die Logdatei vorbereitet: #!/usr/bin/perl # Vers.:20210606_0.5 CIK use strict; if(@ARGV != 2) { print "Usage: dia24.pl logfile Stunden\n"; } open(FH, $ARGV[0]) \|\| die("$ARGV[0]: $!\n"); my ($zeile, $stamp, $dt, $Te, $Hu, $out ) ; my ($xx, $H_V, $d_V, $m_V, $j_V) ; my ($H_log, $d_log, $m_log, $j_log) ; my (@all, @da); my ($S, $M, $H, $d, $m, $j, $wt, $jt, $sz) = localtime(time); $j += 1900; $m += 1; # Zeit minus xx Stunden # $xx = 24; $xx = $ARGV[1]; $d_V = $d; $m_V = $m; $j_V = $j; $H_V = $H - $xx; if ($H_V < 1 ) { $H_V = $H_V + 24; $d_V = $d - 1; if ($d_V < 1 ) { $d_V = 1; $m_V = $m - 1; if ($m_V < 1 ) { $j_V = $j - 1; } } } #------ # print "von: $j_V $m_V $d_V $H_V bis $j $m $d $H\n"; #------ while($zeile = <FH>) { next if (substr($zeile,0,1) eq "-"); chomp $zeile; @all = split(" ", $zeile); $dt = $all[0]; next if (substr($all[1],0,1) eq "S"); $Te = $all[2]; $Hu = $all[4]; @da = split("[_:.]", $all[0]); $j_log = $da[0]; $m_log = $da[1]; $d_log = $da[2]; $H_log = $da[3]; #--------- # print "\n$zeile\n"; # print "$dt\n"; # print "$Te\n"; # print "$Hu\n"; #--------- next if ($j_log < $j_V); $out = 0; if ( $m_log > $m_V) { $out = 1; } else { if ( $d_log > $d_V ) { $out = 2; } else { if ( $H_log > $H_V and $d_log == $d_V ) { $out = 3; } } } if ($out > 0) { #print "$out\n"; print "$dt $Te $Hu\n" ; } } close(FH); # ENDE Für die Erstellung der Grafik (Ausgabe als .png-Bild) verwende ich folgendes Scipt: # diagram.gplot set terminal png size 680,200 set key font ',6' set tics font ',8' set output "temp_humi.png" set title '12 Stunden Temperatur- und Luftfeuchteverlauf' set xlabel ' ' set ylabel 'Luftfeuchtigkeit %' set y2label 'Temperatur Â°C' set xdata time set timefmt '%Y.%m.%d_%H:%M:%S' set format x '%H:%M' set yrange [30:90] set y2range [10:40] set ytics set y2tics set grid set timestamp 'erstellt: %d.%m.20%y %H:%M' offset 45,1 font ',8' plot 'log.dat' using 1:2 axes x1y2 linewidth 2 title 'Temperatur °C' with lines, \ 'log.dat' using 1:3 axes x1y1 linewidth 2 title 'Luftfeuchte %' with lines ./dia24.pl log 24 > log.dat ...bereitet die Daten vor gnuplot diagram.gplot ...erstellt das Bild.
freie Software: LFTP Das Bild muss nun noch automatisiert erstellt und hochgeladen werden in das Verzeichnis der Webseite. Bei mir nach strato.de. Dazu wird die folgende bash-Datei benutzt: #!/bin/bash # dia.sh # log für die letzten 12 Stunden vorbereiten ./dia24.pl log 12 > log.dat # diagramm erstellen gnuplot diagram.gplot # lade Bild nach: server=ssh.strato.de uName=sftp_nisten############ pass=########### # vor dem ersten Start einmalig eine Verbindung über SSH aufbauen # sftp $uName@$server bild=temp_humi.png lftp<<END open sftp://$server user $uName $pass put $bild bye END ...aufgerufen wird dieses Script per crontab jede Stunde.
freie Software: Watchdog Der Raspberry soll ja unbeaufsichtigt längere Zeit laufen. Ich möchte die brütenden Vögel nicht stören. Der Raspberry kann sich aber selber überwachen. Alle 10 Minuten ändert sich das Logfile. Diese Veränderung wird durch den Hardware-Watchdog des Raspberrys überwacht. Ist die Datei nicht verändert, findet ein Reset statt. Das System startet neu. Im Logfile werden die Neustarts vermerkt. Einrichtung: ...mit sudo apt install watchdog -y sudo modprobe bcm2835_wdt installieren. ...mit sudo joe /etc/watchdog.conf die Konfigurationsdatei aufrufen und die folgenden Zeilen anpassen: file = /home/pi/log # Zeit in sec = 16:40 min change = 1000 max-load-1 = 24 watchdog-device = /dev/watchdog WICHTIG ! vor dem Start in crontab -e folgende Zeilen eintragen/ergänzen: @reboot /home/pi/start_sys.sh /10 * * * /home/pi/TeHu.sh 20 * * * * /home/pi/dia.sh ...und nun watchdog starten # sudo systemctl status watchdog.service # sudo systemctl disable watchdog.service # sudo systemctl enable watchdog.service sudo systemctl start watchdog.service download der verwendeten Scripte
Weiterleitung (Beispiel) Jetzt sieht es so aus, über: 192.168.178.55:8081 erreiche ich den Stream der Nistkasten-Kamera (nur im Heimnetz) 192.168.178.56:8082 erreiche ich den Stream der Außen-Kamera (nur im Heimnetz) Der Stream soll aber auch aus dem Internet ereichbar sein. Deshalb muss ich eine Weiterleitung einrichten. Einrichtung (ipv4 - Fritzbox - Strato): Die für das Projekt eingerichtete Domain sei "nistenkasten.de" Ich richte eine Subdomain "kamera" ein, gebe ihr die Eigenschaft "Dynamic DNS" und richte ein Passwort ein. In den Einstellungen der Fritzbox gehe ich unter Internet > Freigaben > Portfreigaben und gebe für die IP 192.168.178.55 den Port 8081 frei, sowie für 192.168.178.56 den Port 8082. Unter Internet > Freigaben > DynDNS aktiviere ich DynDNS benutzen und trage die Anmeldedaten des DynDNS-Anbieters ein: STRATO.AG kamera.nistkasten.de nistkasten.de pass##### Mit dem Aufruf: "http://kamera.nistkasten.de:8081" rufe ich aus dem Internet den Stream der Nistkasten-Kamera auf - mit "http://kamera.nistkasten.de:8082" den Stream der Außen-Kamera.