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Thema: IoT-Nistkasten: ESP 32 vs. Raspberry-Basis: Datenlogging & -Übertragung auf Server

  1. #1
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    IoT-Nistkasten: ESP 32 vs. Raspberry-Basis: Datenlogging & -Übertragung auf Server

    Hallo und guten Abend Community,

    das Thema heute: IoT-Nistkasten: ESP 32 vs. Raspberry-Basis: Datenlogging & -Übertragung auf Server

    ich habe ein Vogelhaus im Garten - genauer in einem Nistkasten - und dort will ich eine Kamera anbringen. Es sind bis dato immer Kohlmeisen drinne gewesen. Es gibt im Moment schon viele Vogelhaus Camera-Projekte und viele Lösungen mit Raspi- Basis oder mit dem ESP32-Cam Modul:
    das Ziel: Ich will gerne für nächstes Jahr aus dem Vogelhaus (in der Hoffnung, dass da wieder jemand in das Häusle einzieht) Minuten Bilder auf nen Server übertragen. Die alternative wäre ein Pi inkl. Pi-Cam. Aber Stromtechnisch und größenmäßig wäre der ESP32 wohl besser.

    Vorweg: prinzipiell würde ich es auch dem jetzigen Hardware-/Softwarestand beim ESP32 zutrauen, das es damit stabil läuft. Und der ESP hat einen vollen httpstack drauf da kann man das WLAN gleich mitverwenden.

    Wollte das Projekt schon in einer frühen Phase hier kurz mit euch besprechen, um Ideen auzutauschen und ggf. noch neue Funktionen mit aufzunehmen. Also nur her mit Euren Ideen, Meinungen und Kritiken. Wenn ihr lest , dann werdet ihr festestellen dass da noch vieles nicht festgelegt ist und dass ich noch in der "Sichtungs und Sammlungsphase" stecke. Teile hab ich allesamt hier - Es sollte kaum ein Ding geben, dass ich noch extra bestellen muss - sehen wir mal von dem Holz ab..

    Wichtig: ich will die Vögel nicht stören, deshalb sollte ich die Stromversorgung wohl etwas absetzen, damit kann ich notfalls dann zumindest komplett neustarten, wenn das System mal hängenbleibt. So gesehen - müsste der Akku mit langer Leitung dran, das Vogelhaus hängt in ner Höhe wo man ohne Leiter nicht dran kommen kann
    das sind 5 Meter hoch. Ist halt die Frage was die Cam kann und wie gut die Kamera ist. z.B. Die Grundidee des Projekts ist dabei ganz einfach: Letztendlich handelt es sich um eine intelligente, im Nistkasten montierte Webcam mit einer Software zum Erkennen von Bewegung, in Kombination mit Sensoren zum Überwachen der Temperatur im Haus.


    Es soll also um folgende Daten gehen:
    - ereignisgesteuert Bilder aufnehmen;
    - Bilder übertragen ggf. Bewegtbilder;
    - Temperatur loggen;
    - ggf. noch mehr Daten loggen. Was würdet ihr denn hier noch loggen!?


    Ansätze und Architekturen:

    Der Raspberry oder ESP - sie sind praktisch digitale Beobachter und erlauben es, aus der Ferne und im laufenden Betrieb Programme und Parameter zu ändern und die Lösung damit flexibel an neue Rahmenbedingungen anzupassen. Mit ESP und RasPi kann man alles gut aufbauen und hat ein hochgradig flexibel konfigurierbares System, Aufgaben und Daten; temperatur loggen, Bilder aufnehmen und v.a.m: Temperatur loggen: mittels eines Temperatursensors. geplant sind mehrere Messstellen, über die serielle Schnittstelle einfach weitere DS1820 verbunden und angeschlossen.

    Ich denke, dass man hier aufpassen muss bei der Frequenz der (ständigen) Zugriffe der Prozesse - sonst ist ggf. die maximale Anzahl der Schreibzugriffe für die SD-Karte erreicht.
    Montage der Kamera: ggf. die Kamera mit einem 75-Zentimeter-Flachkabel anzuschließen und den ESP/RasPi in ein separates Gehäuse einzubauen. Bei Wartungsarbeiten wären so die Störungen in der Brutzeit auf diese Weise minimiert. GGF koennte man die gesamte Technik ja auch in eine Schublade unter das Nisthaus bauen. Das wäre ja auch eine Idee.


    Kameraoptionen - eine erste Übesicht auf die Möglichkeiten:

    Als Kamera möglich ist eine NoIR Kamera des Raspberry Pi. (NoIR Kamera bei Amazon) Diese Kamera besitzt keinen Infrarot Filter und ermöglicht zusammen mit einer Infrarotbeleuchtung auch ein Bild bei Dunkelheit. Sie ist somit ganz gut für ein Nistkästen-Projekt geeignet. Raspberry Pi Zero W mit MotionEyeOs: mit der Software „Motion“ und der Raspberry Pi Cam kann auf Bewegungen vor der Kamera reagiert werden.

    Es gibt sogar hier das MotionEyeOS Betriebssystem welches den Raspberry Pi Zero W zu einer einfach zu konfigurierenden Überwachungskamera mit Bewegungserkennung macht.
    Prinzip: die Software Motion erkennt eine Bewegung vor der Kamera, speichert auf Wunsch die Bilder und/oder Videos auf der SD-Karte oder einem Netzwerkspeicher und führt dann benutzerdefinierte Aktionen aus. Z. Beispiel nach erkennen einer Bewegung den Upload der Bilder in die Dropbox oder eine E-Mail Benachrichtigung. (mehr dazu auch hier: http://raspberry.tips/raspberrypi-tu...it-motioneyeos )
    Raspberry Pi Zero W mit MotionEyeOs kann man auch z.B. mit einer „fertigen“ Infrarotkamera fahren (https://www.amazon.de/MakerHawk-Rasp...dp/B073W6KRSK/). Ich denke dass das das hier nötige Setup soweit kein Mega-Problem sein sollte und ich hab schon gehört dass das gut funktionieren sollte. Aber ich frage mich, ob sich die potentiellen Bewohner nicht an den sichtbaren Rotlicht der Kamera stören werden.
    Wenn man mit Scheinwerfer arbeitet: wenn man mit „Scheinwerfer“ arbeitet dann kann es oft dahin kommen dass die Licht im sichtbaren Bereich emmitieen;- man kann aber auch einen Scheinwerfer von Abus Typ Mini IR Strahler mit 2 LED’s und einen Dämmerungssensor dazu nehmen;


    Ferner kann man für die Infrarotbeleuchtung auch z.B. Bright Pi verwenden. Dabei handelt es sich um eine kleine Platine mit mehrerern Infrarot LEDs. Diese lassen sich dann über den Raspberry Pi steuern. Das ganze funktioniert relativ einfach über Kommandos: Eine kurze und sehr kompakte Anleitung dazu habe ich hier gefunden: https://www.pi-supply.com/bright-pi-v1-0-code-examples Die Infrarot LEDs müssen leider selber auf die kleine Platine aufgelötet werden. Angebracht wird die Infrarotplatine im Nistkasten am besten neben der Kamera wodurch der Sichtbereich der Minikamera ausgeleuchtet wird.


    Grundsätzlich stellt sich die Frage: ist dass denn für ein solches Projekt noch vertretbar, oder doch besser die NoIR?

    - Infrarot LEDs - aber die sind ja auch bisweilen unterschiedlich hell je nach Produkt.
    - ich hatte schon kameras gesehen, bei denen man ein vergleichsweise starkes rotes Leuchten erkennen konnte.


    Da ist es dann die Frage, ob sich die Vögel nicht doch ggf. daran stören!? Ich hatte schon von Kameras gehoert mit IR Lösung, bei denen nur ein sehr schwaches Leuchten emmitiert wurde - und die Vögel hatten damit kein Problem.


    weitere Kameradetails und -Typen:

    - die "OV2640″: Laut Produktbeschreibung wird OV2640- und OV7670-Kameras von dem ESP 32 unterstützt,
    - beim Pi gibt es ja gefühlte hunderte Varianten mit IR bzw. ohne….
    - ESP32-CAM WiFi + Bluetooth Kamera Modul ESP32-CAM-Entwicklungsboard WiFi Bluetooth Dual-Modul OV2640 2MP
    Langlebige Mini Wireless Dual Core Entwicklungsboard Kamera für Arduino …. https://www.amazon.de/esp32-camera/s?k=esp32+camera


    Frage zur Datenübertragung zur Auflösung und zum gesamten Konzept: Grundsätzlich: Es ist halt die Frage, wie die Aufloesung werden soll:
    - OV2640 ist soweit ganz brauchbar, von IR jetzt mal abgesehen: als Anhaltspunkte: 320x240 MJPEG_Stream schafft der ESP32 ca. 20-25 fps, Auflösung maximal 1600x1200,
    da kommen aber dann nur noch so 2-3 fps zustande.
    - das ist natürlich nicht mit einer RasPi-Cam zu vergleichen;
    - RasPi Zero W + RasPi-Cam ist auch relativ klein und der Stromverbrauch ist hierbei natürlich einiges höher, dafür eben FullHD mit 30fps möglich. Wenn das WLAN an dem Standort mitspielt.

    Grundsätzlich ist meiner Ansicht nach auch eine klassische Pi Anwendung. hierzu bräuchte man die Möglichkeit eine dauerhafte Stromversorgung zur Verfügung - wenn diese gewähleistet ist dann könnte ich einen Pi Zero verwenden. Aber dann ist die Datenübertragung ja noch nicht geloest oder!?


    Fragen zu den DATENRATEN:
    - wie ist es denn mit einer Reduktion auf 1-3 Bilder pro Minute? Was wäre damit:
    - in der Summe - wenn man das hochrechnet: Das wären dann so etwa 3000Bilder am Tag,
    - wenn ich das im Nachhinein auf nem externen gerät umwandele mit 30fps wären das 100Sekunden am Tag,

    das ergäb bestimmt ein cooles Video von schlüpfen bis Abflug…

    Zusatzidee: Vielleicht sollte das erste Projekt mit nem Bewegungserkennung ausgestattet sein, der mir ne Mail schickt wenn sich was einnistet, was meint ihr denn zu den Gedanken der Datenübertragung - zu den grundsätzlichen Architekturideen - und so weiter.


    - eine Bewegungserkunnng der ne Mail schickt wenn sich was einnistet,
    - und diese Mail die kann man dann auf mehrere Adressen routen
    - oder auch auf mehrere e-mail-Adressen -
    - ggf. koennte man das ja auch auf ein Gateway setzen das die Daten dann via Whatsapp üerbträgt

    Soweit die Ideensammlung: Nun also nur her mit Euren Ideen, Meinungen und Kritiken. Wenn ihr lest , dann werdet ihr festestellen dass da noch vieles nicht festgelegt ist und dass ich noch in der "Sichtungs und Sammlungsphase" stecke. Teile hab ich allesamt hier - Es sollte kaum ein Ding geben, dass ich noch extra bestellen muss - sehen wir mal von dem Holz ab..


    zur Architektur: - redundanz: redundanz: redundanz: redundanz:


    es sollte alles maximal ausfallsicher werden, m.a.W. soll jedem Ausfall vorgebeugt werden.
    Besonders will ich vermeiden dass Daten verloren gehen etwa dadurch dass der Datentransfer nicht richtig funktioniert;
    die Kamera sollte die Daten die geloggt werden direkt auf eine Festplatte oder einen SD-Slot laden der im Nistkasten selber ist.
    - wenn dann die Marco SD card oder die HDD voll ist - dann kann das via loop wieder von vorne beschrieben werden.
    - die Daten werden via Cron-Job von der HDD abgerufen und ins Haus - also auf den Server geschickt - via Datentransfer;

    hmm ob man das nun redundante Architektur nennt oder anders. Ich denke halt das es sehr sehr interessant ist - wenn man die DATEN auf alle Faelle auf einem Speichermedium aufzeichnet - welche sich im Vogel-Nist-Haus befindet:

    also jetzt zurück zum Holz - und zum Aufbau. Es wäre deshalb interessant wenn ich ein haus baue das groß genug ist.
    ich gehe nochmals durch die Pläne für das Holz.


    Soweit so viel. Nun freue ich mich von Euch zu hören. ...


    vg
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  2. #2
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    Kamera; ich würde erstmal checken, ob auf so kleinen Raum überhaupt was brauchbares rum kommt - irgendwie habe ich da Zweifel, aber wer weiß. Ansonsten würde ich eher weniger Bilder, dafür mehr Auflösung bevorzugen. Ich schätze du kannst relativ stressfrei zwei USB Sticks dran stecken, damit sollte ein manuelles tauschen drin sein - "Ringbuffer" wäre eine alternative die halt durch läuft, du müsstest aber noch dafür sorgen dass die Daten nicht verloren bzw. einfach überschrieben werden; wiederum wenn du mal weg bist...

    Schönes Projekt
    Gruß nopes
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