敢碰就報警的Arduino Yún系統

如果你想做一個報警系統，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。當然啦，可能你會想給偷吃食物的寵物拍張照片。或者，你想學學美劇《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/鎖柜里放上一個設備，一旦它監測到有動靜，就會拍一張照片然后發送到你的電子郵件里。還有如果你會IFTTT（讓互聯網為你服務）的話，甚至可以自動把那些“小偷們”的照片發到社交媒體上，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：

這個報警系統項目，由一個運動傳感器（PIR），一個攝像頭，以及一個支持無線Wi-Fi連接設備組成。筆者選擇了Arduino Yún，因為它非常易于使用，還能輕松配置無線Wi-Fi，而且如果你想換成RaspberryPi，也很容易。當然啦，如果你使用RaspberryPi的話，Wi-Fi配置可能會略微麻煩一些，因為它必須要連接到一臺計算機上才能進行配置操作，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。這個報警系統項目其實非常簡單，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網絡設置，如果你按照教程一步步操作，其實非常簡單。 點擊查看教程.

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網頁界面了。

如果一切操作正常，打開SSH會話。

$ sshroot@arduino.local

默認密碼是：“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？因為這個軟件包可以讓你從Arduino上面輕松上傳或下載文件。現在，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！）。因為在默認軟件包里，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，已經有支持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Yún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，你應該已經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卡插入到設備的SD卡插槽里面，并重啟你的Arduino設備。

現在，請把攝像頭插進設備的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卡里的內容哦，：）

這意味著，現在我們可以通過Yún’s Bridge庫，在自己的Arduino設備里面拍照片，按照下面這種操作方式就能實現：

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，現在Arduino Yún設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，其實也非常簡單，你只需在SD卡里復制一個MP3音頻文件，然后輸入：

$cd /mnt/sda1

$madplay yoursound.mp3  

這意味著現在我們可以通過Yún’s Bridge庫，在Arduino設備里面播放聲音了，按照下面這種操作方式就能實現： 

Process.runShellCommand("madplay /mnt/sda1/test.mp3");

第五步 電子郵件腳本

現在，我們的監控設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！我們想讓這款設備能通過電子郵件發送文件。

所以，我們該怎么做呢？答案其實非常簡單….一個python腳本就能搞定！Arduino Yún整合了Temboo庫，筆者想讓這個監控系統更加具有兼容性，因此我們會使用一個非常簡單的python腳本編碼圖像文件，并通過電子郵件發送出去。

筆者選擇的電子郵箱是Gmail，但是這個代碼腳本其實可以選擇任何支持SMTP服務器的電子郵箱。

你可以創建一個新文件，稱之為“sendemail.py”，然后把下面這段代碼復制進去，

# 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

現在，你需要把相關電子郵件設置做下改動，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 讓我們搭設電路板！

別擔心，這一個步驟其實也是非常簡單的。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，是因為它即可靠，又方便使用。你可以參照下圖來進行相關操作：

我們已經連上了這個PIR傳感器。如果監控系統設備發現了一些動作，上面的LED燈就會打開。

第七步 現在是時候加上Arduino Sketch了

在Arduino IDE上復制下面這段代碼，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，有這個項目的詳細文檔。

 via makezine

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