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继程序员奶爸用树莓派自制AI婴儿监视器后，网友实现远程监控

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了继程序员奶爸用树莓派自制AI婴儿监视器后，网友实现远程监控，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含6763字，纯文字阅读大概需要10分钟。

内容图文

近日，国外一位刚刚荣升奶爸的技术博主 Fabio Manganiello 为了更好地照看孩子，利用树莓派与 Tensorflow 自制了一个智能婴儿监视系统。

该系统不仅能在孩子啼哭时自动发出通知，还能够分析哭声推断出孩子的需求。

Fabio 首先给这个“智能婴儿监视器”定义了一些需要的功能：

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  • 基于低成本的树莓派（RaspberryPI）与 USB 麦克风。
  • 该设备不是一个单纯的对讲机。当孩子开始/停止哭泣时，它可以检测到孩子的哭声并发出通知（理想情况下是通过手机），或者跟踪仪表板上的数据点，或者运行相应的任务。
  • 该设备能够在扬声器，智能手机，电脑等设备上传输音频。
  • 系统不受源和扬声器之间距离的影响，无需在整个房子里将扬声器移来移去。
  • 配备一个摄像头，可以利用摄像头对孩子实时监控，当他一开始哭，就可以抓拍到图片或婴儿床的短视频，以检查有什么不对劲。

根据以上需求，Fabio 选用 RaspberryPi Zero 与 PiCamera 组合自制了一个监控设备：

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简要步骤是通过 SD 卡给树莓派装上 Linux 操作系统，运行 Tensorflow 模型，采集婴儿啼哭的音频样本。有了足够的音频样本后，就能生成数据集并训练模型，然后利用模型对婴儿的啼哭进行行为预测。最后在手机上通过 VLC 应用程序或利用 RPi Camera Viewer 应用程序就能观看视频。

树莓派如何与Python实现远程监控？

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依赖库

树莓派（服务器端）

安装系统

关于树莓派的系统如何安装我就不做介绍了，网上很多，也很容易。下面直接给个链接，照着做就是了： 

安装好官方的raspbian系统后，最好先更新一下（不是必须的）：

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

安装opencv

通常安装opencv有两种方式：使用apt-get直接从软件源获取编译好的opencv，或是自己从官网下载源码编译后安装。我个人比较喜欢后者，通常在自己的电脑上都会自己取编译想要用的版本。

但是在树莓派上编译着实比较麻烦，各种依赖库的问题，如果不想折腾的话建议还是使用前者的方法。

sudo apt-get install libopencv-dev
sudo apt-get install python-opencv

安装PIL

PIL(python image library)是十分好用的一个可用于python的图像处理库，后面要用到它进行图像的压缩。

sudo apt-get install python-imaging

其他

如果还碰到其他的库没有的情况，请自行使用pip安装。

客户端

我的客户端就是自己的笔记本，环境都是很早就配好的，因为经常用到opencv、numpy等库。考虑到有些人的电脑可能没有安装好，所以还是简要介绍一下。自己配开发环境是最基本的技能了。

numpy

太常用了，不过安装是不要用pip来，可能会报错，我通常是使用如下指令来安装：

sudo apt-get install python-numpy

PIL——指令同树莓派。

sudo apt-get install python-imaging

opencv

可以直接apt-get安装，不过不能指定版本；我个人喜欢用opencv3.0以上的，所以是从源码安装的。相关安装教程请问度娘，花些时间就能搞定。

其他

如果在后面运行程序时碰到了某些库没有，可以考虑用pip安装或是向前面一样使用sudo apt-get install python-(库的名字)。

如何在树莓派上使用usb摄像头

1.首先更新firmware

2.插上usb摄像头，输入ls /dev, 查看dev中是否存在一个video0这个设备，如果有了说明系统识别了，如果不认，重复第一步确保firmware最新，还不行就换摄像头吧。

3.安装mplayer，输入

sudo apt-get install mplayer

4.输入命令播放摄像头视频

sudo mplayer  tv://

程序实现

使用python在本地读取摄像头并实时显示

在进入正题之前，我们要先实现在本地读取摄像头，测试正常通过后再放到服务器上测试。 
创建一个python脚本，名字为：local_camera.py，代码如下：

#coding=utf-8
import cv2

# 打开摄像头
capture = cv2.VideoCapture(0)

while True:
    # 从摄像头读取一帧图像；如果读取失败，ret为False，如果成功，ret为true；frame存储了那一帧的数据。
    ret, frame = capture.read()
    # print(ret)
    # 显示图像
    cv2.imshow("camera", frame)
    if cv2.waitKey(10) == 27:
        break

cv2.destroyAllWindows()
capture.release()

程序很简单，不多说了，运行通过后，再往下一步走。

数据源端

创建一个python脚本，名字为：src_camera,py，代码如下：

import cv2
import time
import socket
import Image
import StringIO

# 获取摄像头
cap = cv2.VideoCapture(0)
# 调整采集图像大小为640*480
cap.set(cv2.cv.CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 640)
cap.set(cv2.cv.CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480)

# 这里的HOST对应树莓派的IP地址（自己输入ifconfig查），端口号自己随便定一个即可，但注意后面的程序中要保持统一
HOST, PORT = '192.168.0.113', 9999
# 连接服务器
sock =socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.connect((HOST, PORT))

while True:
    # 获取一帧图像
    ret, img = cap.read()
    # 如果ret为false，表示没有获取到图像，退出循环
    if ret is False:
        print("can not get this frame")
        continue    

    # 将opencv下的图像转换为PIL支持的格式
    pi = Image.fromarray(cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB))
    buf = StringIO.StringIO()# 缓存对象
    pi.save(buf, format='JPEG')# 将PIL下的图像压缩成jpeg格式，存入buf中
    jpeg = buf.getvalue()# 从buf中读出jpeg格式的图像
    buf.close()
    transfer = jpeg.replace('\n', '\-n')# 替换\n为\-n，因为后面传输时，终止的地方会加上\n，可以便于区分
    print len(transfer), transfer[-1]
    sock.sendall(transfer + "\n")# 通过socket传到服务器
    # time.sleep(0.2)

sock.close()

这部分代码实现的功能是：在树莓派端读取摄像头，使用socket包连接到服务器，并将从摄像头读取的数据发送到服务器上。 
注释都在程序中。程序中我们使用socket包来将数据传到服务器，为了减少数据量，所以我们还需要对原始图像进行压缩。而压缩则是通过PIL将图像压缩成jpeg格式，而PIL支持的图像格式与opencv不同，所以在程序中还对其进行了转换。

服务器端

创建一个python脚本，名字为：server_camera,py，代码如下：

import socket
import time


sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.bind(("192.168.0.113", 9999))# 注意bind的这里，IP地址和端口号都要与前面的程序中一样
sock.listen(2)# 监听端口

# 等待数据源端连接
src, src_addr = sock.accept()
print "Source Connected by", src_addr

# 等待目标端连接
dst, dst_addr = sock.accept()
print "Destination Connected by", dst_addr

while True:
    msg = src.recv(1024 *1024)
    if not msg:
        break
    try:
        dst.sendall(msg)
    except Exception as ex:
        dst, dst_addr = sock.accept()
        print "Destination Connected Again by", dst_addr
    except KeyboardInterrupt:
        print "Interrupted"
        break

src.close()
dst.close()
sock.close()

目标端（客户端）

创建一个python脚本，名字为：dst_camera,py，代码如下：

import cv2
import socket
import time
import Image
import StringIO
import numpy as np

# 注意IP地址和端口号与前面的程序中的保持一致
HOST, PORT = "192.168.0.113", 9999
# 连接到服务器
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.connect((HOST, PORT))
f = sock.makefile()

cv2.namedWindow("camera")

while True:
    # 从服务器读取数据，一行的结尾是'\n'，注意我们前面已经将每一帧数据的'\n'替换成'\-n'，而结尾就是'\n'
    msg = f.readline()
    if not msg:
        break
    print len(msg), msg[-2]
    # 将'\-n'换回来成'\n'
    jpeg = msg.replace("\-n", "\n")
    buf = StringIO.StringIO(jpeg[0:-1])# 缓存数据
    buf.seek(0)
    pi = Image.open(buf)# 使用PIL读取jpeg图像数据
    # img = np.zeros((640, 480, 3), np.uint8)
    img = cv2.cvtColor(np.asarray(pi), cv2.COLOR_RGB2BGR)# 从PIL的图像转成opencv支持的图像     
    buf.close()
    cv2.imshow("camera", img)# 实时显示
    if cv2.waitKey(10) == 27:
        break

sock.close()
cv2.destroyAllWindows()

目标端，也可以说是客户端，这是真正的我们可以看到实际输出的部分了。从服务器读出数据然后显示即可。

运行结果

接下来看下运行结果了。

  1. 先运行服务器端的程序，输入python server_camera.py；
  2. 然后运行数据源端的程序，输入python src_camera.py；
  3. 最后在自己的客户端上运行程序，输入python dst_camera.py；

如果你想要控制帧率，可以在src_camera.py中更改time.sleep(0.2)这句代码的参数，来控制延时时间。

 

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的继程序员奶爸用树莓派自制AI婴儿监视器后，网友实现远程监控全部内容，希望文章能够帮你解决继程序员奶爸用树莓派自制AI婴儿监视器后，网友实现远程监控所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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来源：【匿名】