Raspberry Pi – Kameramodul als Überwachungskamera (Livestream)

Raspberry Pi – Kameramodul als Überwachungskamera (Livestream)

Mit dem offiziellen Kamera-Modul für den Raspberry Pi kann mit wenig Aufwand eine Überwachungskamera mit Live-Webstream konfiguriert werden. In der folgenden Schritt-für-Schritt Anleitung beschreibe ich die Konfiguration detailliert. Die Anleitung wirkt zwar etwas länger, ist jedoch für Jedermann recht einfach umzusetzen.


Schwierigkeitsgrad:


 

Benötigte Komponenten

Neben einem grundkonfigurierten Raspberry Pi mit Raspbian OS, wird ein stabiles und ausreichend dimensioniertes Netzteil (!) und natürlich ein Kamera-Module benötigt.

Kamera-Modul

Das offizielle Raspberry Pi Kamera Modul misst gerade einmal 25×20×9mm und ist mit einem 8 MP-Sensor (3280 x 2464 Pixel) mit Fixfokus-Objektiv ausgestattet, der hochauflösende Fotos und Videos ermöglicht. Das Kamera Modul gibt es in zwei Ausführungen:

Standardvariante

Die Standardausführung des offiziellen Raspberry Pi Kamera Moduls ist mit einem IR Filter ausgestattet und daher ideal für normale Aufnahmen bei ausreichender Beleuchtung / bzw. Tageslicht.

Kamera Modul V2.1

NoIR Variante

Im Unterschied zur Standardausführung besitzt die NoIR-Variante keinen IR Filter. Mit dem NoIR-Modul und einer Infrarotbeleuchtung kann man daher Nachtaufnahmen anfertigen.

Kamera Modul NoIR V2.1

 

Praktischer Helfer (optional)

Scorpi – flexible Kamerahalterung

ScorPi ist eine flexible Schwanenhals-Halterung, mit der man das Kamera-Modul oberhalb (!) der USB-Buchse des Raspberry Pi befestigen kann. Die Kamera kann so sehr flexibel ausgerichtet werden.

Scorpi B+ Kamerahalterung


 

Leistungsfähiges Netzteil

Die wohl wichtigste Komponente für den stabilen Betrieb des Raspberry Pi ist das Netzteil. Viele Probleme, wie z.B. Instabilität, sind auf ein unzuverlässiges Netzteil zurückzuführen. Deshalb sollte man lieber den ein oder anderen Euro mehr in ein hochwertiges Netzteil investieren (z.B. Offizielles Raspberry Pi Netzteil).

Weiterführende Infos
Im separaten Artikel Raspberry Pi – Empfehlung: Das richtige Netzteil habe ich die Thematik nochmals im Detail behandelt.

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Inbetriebnahme Kamera-Modul

CSI-Schnittstelle mit andeschlossenem Kamera-Modul

CSI-Schnittstelle mit Kamera-Modul

Kamera anschließen

Das kleine Kamera-Modul wird direkt an die CSI-Schnittstelle (Camera Serial Interface) des Raspberry Pi angeschlossen. Die CSI-Schnittstelle des Raspberry Pi befindet sich zwischen dem HDMI-Anschluss und Audioausgang. Diese wird über das 15-polige Flachbandkabel mit dem Kamera-Modul verbunden. Dazu zieht man den Steckverbinder der CSI-Schnittstelle nach oben, set­zt das Flach­band­ka­bel mit blauer Markierung Richtung Ethernet-Anschluss ein und drückt den Ver­schluss wie­der nach unten. Fertig!

Kamera aktivieren

Bevor wir die Kamera per Befehl ansprechen können, muss zuerst der Kame­ra­-Sup­port in Raspbian akti­viert wer­den. Die Aktivierung erfolgt über das Konfigurationstools raspi-config. Dort einfach Punkt 5 anwählen und die Kamera auf Enable setzen. Zum Abschluss muss der Raspberry Pi dann noch reboo­tet wer­den, bevor die Kamera genutzt werden kann.

$ sudo raspi-config

Nach dem Neustart testen wir die Kamera, indem wir kurz ein erstes Testbild knipsen. Um ein einzelnes Bild mit der Kamera auf­zu­neh­men, genügt der Befehl:

$ raspistill -o test.jpg

War dies erfolgreich, können wir uns mit der eigentlichen Konfiguration befassen.


 

V4L-Treiber für das Kameramodul

Um das Kameramodul im nächsten Konfigurationschritt dann in motion verwenden zu können, muss die Kamera mit dem Treiber V4L / Video4Linux funktionieren und als Video-Device (/dev/videoX) erkannt werden. Dies war in der Vergangenheit ein Problem. Glücklicherweise ist der V4L-Treiber für die offizielle Raspberry Pi Kamera jedoch mittlerweile bereits in Raspbian enthalten, was die Sache deutlich vereinfacht. So müssen wir lediglich die Module v4l2_common und bcm2835-v4l2 laden:

$ sudo modprobe v4l2_common
$ sudo modprobe bcm2835-v4l2

Damit das Kameramodul auch nach einem Neustart noch als Video-Device erkannt wird, tragen wir die Module in die Datei /etc/modules ein:

$ echo "v4l2_common" | sudo tee -a /etc/modules
$ echo "bcm2835-v4l2" | sudo tee -a /etc/modules

Laufen die Befehle ohne Fehlermeldung durch, müsste nun das benötigte Video-Device verfügbar sein. Dies können wir mit folgendem Befehl überprüfen. Als Ausgabe müßte im Idealfall /dev/video0 aufgelistet werden:

$ ls /dev/video*

 

Motion – Installation & Konfiguration

Das freie V4L-Aufnahmeprogramm Motion ist ein sehr mächtiges Werkzeug, das Bewegungen erkennen und diese als Video oder Einzelbilder (optional) speichern kann. Außerdem kommt Motion mit einem eigenen kleinen Webserver, mit dessen Hilfe es einen Livestream der Kamera(s) ins Netz stellen kann. Genau das wollen wir.

Motion ist in den Repositories aller gängigen Linux-Distributionen bereits enthalten. Um Motion unter Raspbian zu installieren, geben wir in der Konsole folgenden Befehl ein:

$ sudo apt-get install motion

Vorbereitung

Soll Motion immer beim Systemstart ausgeführt werden, bearbeiten wir die Datei „/etc/default/motion“:

$ sudo nano /etc/default/motion

Hinter dem Eintrag start_motion_ daemon, muss dazu das „no“ durch „yes“ ersetzt werden.

Außerdem erstellen wir einen Ordner, der als Speicherort für die Aufnahmen dienen soll und geben diesem die nötigen Schreibrechte:

$ mkdir /home/pi/cam
$ sudo chgrp motion /home/pi/cam
$ chmod g+rwx /home/pi/cam

Livestream einrichten [Raspbian Jessie]

Wie unter Linux völlig üblich, verzichtet auch Motion auf eine grafische Steuerung und kann detailliert über eine Konfigurationsdatei instruiert werden. Die Einstellungen finden alle in der Datei /etc/motion/motion.conf statt. Wir editieren die Konfigurationsdatei mit folgendem Befehl:

$ sudo nano /etc/motion/motion.conf

Um den Netzwerkstream unserer Kamera zu aktivieren, müssen dort folgende Einstellungen angepasst werden:

daemon offdaemon on
target_dir /tmp/motiontarget_dir /home/pi/cam
stream_localhost onstream_localhost off

Motion bietet eine Vielzahl an weiteren Einstellmöglichkeiten. Die folgenden Parameter sind optional, sollten jedoch an die eigenen Bedürfnisse und Einsatzzwecke angepasst werden:

width 640Breite des Videos (Pixel)
height 480Höhe des Videos (Pixel)
framerate 10Empfangene Bilderrate pro Sekunde
threshold 5000Empfindlichkeit der Bewegungserkennung (Anzahl Pixel)
ffmpeg_output_movies offKeine Videos speichern bei erkannter Bewegung
output_pictures offKeine Bilder speichern bei erkannter Bewegung
stream_port 8081Port über den der Livestream erreichbar ist
stream_quality 75Bildqualität in Prozent (Livestream)
stream_motion onOhne Bewegung nur 1 Bilder pro Sekunde (Livestream)
stream_maxrate 10Max. Bilder pro Sekunde (Livestream)

Passwortschutz

Wenn der Kamera-Stream auch aus dem Internet erreichbar sein soll, sollte dieser unbedingt mit einem Passwort geschützt werden um ungewollte Beobachter auszusperren. Motion bringt diese Einstellmöglichkeit bereits mit und muss nur noch aktiviert werden:

stream_auth_method 1Passwortschutz für Kamera-Stream aktivieren
stream_authentication username:passwordBenutzername + Passwort festlegen

Abschließend können wir den Motion-Dienst starten:

$ sudo service motion start

 

Kamera-Livestream testen

Die Einrichtung von Motion ist damit geschafft und wir können den Kamera-Livestream nun testen. Dazu rufen wir einfach im Webbrowser (Mozilla Firefox, Chrome, etc.) die lokale IP-Adresse des Raspberry Pi gefolgt vom Port auf (z.B. 192.168.0.42:8081). Alternativ kann auch der VLC Player verwendet werden. Im Menü unter „Medien Netzwerkstream öffnen“ die Adresse mit Port angeben.

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