第 14 章 - 樹莓派 motion 錄影功能

上次更新日期 2022/12/19

上一章節我們談到了透過 USB 的 Webcam 搭配 mjpg-streamer 來進行監測畫面，這樣的好處是，可以降低延遲以及 CPU 負載，影像速度超級快！只是，這種畫面使用的是 MJPG 的圖片格式，與一般 IPcam 的 mp4 格式還是有所差別！另外，mjpg-streamer 也有可以儲存照片的功能，但是，儲存資料量會非常龐大！我們應該僅想要錄製畫面中有更動資料時，才予以錄製！這時就得要用到移動偵測 (motion detection) 的功能了！

學習目標：

啟動與確認 mjpg_streamer 功能
使用 motion 進行動態偵測與錄影
觀察檔案系統容量

14.1：使用 motion 進行移動偵測
14.2：設定與運作注意事項
14.3：當週實做

14.1：使用 motion 進行移動偵測

在前一個章節，我們為了要讓 Magic Mirror 可以使用 Webcam，讓 Webcam 的鏡頭可以隨時展開，因為目前我們僅有螢幕，沒有鏡子！所以可以使用這個方式來提供用戶一個自我觀察的界面。我們也知道 V4L2 是基本的 Linux 萬用鏡頭功能 (video)，經常使用的裝置名稱為 /dev/video0 這樣的格式。但是使用 V4L2 直接透過 ffmpeg 或 vlc 等軟體進行展示時，感覺上會有比較大的延遲，所以，才會建議使用 mjpg-streamer 軟體進行影像處理的！相關的流程，可以參考前一章節的內容，這裡不再重複了！

搭建 mjpg_streamer server 的方法

確認串流資料流通沒問題

要確認串流沒問題，除了本機使用『 http://localhost:8888/?action=stream 』的瀏覽器界面環境之外，也可以使用外部的瀏覽器來瀏覽。那如果想要將圖像抓下來？也可以透過抓取快照來處理！很簡單的使用如下的指令來處理：

 $ wget http://localhost:8888/?action=snapshot -O check.jpg

這樣就會產生名為 check.jpg 的圖檔！你可以使用瀏覽器環境或者是秀圖軟體直接抓上述這張圖即可。 mjpg_streamer 本身也提供圖片的處理，只是挺麻煩的是，由於抓下來的資料為圖片，而我們一秒鐘可以產生 15 或 30 張圖片，這會造成檔案數量太大！所以，可能我們會每隔幾秒鐘才去產生一張圖～做成類似縮圖攝影...

那如果想要直接轉成影片呢？例如 .mp4 的影片檔？此時可以透過 ffmpeg 的協助喔！簡單的處理方式如下：

 $ ffmpeg -r 30 -i http://localhost:8888/?action=stream -preset ultrafast \
>  -vcodec libx264 check.mp4
 $ [ctrl]+c

這個動作會抓一陣子～記得要自己中斷才行！這樣就可以產生一個 check.mp4 的 h264 支援的錄影檔～播放之後，就可以看到該圖示了！如果一切都順利！那你的 Webcam 看起來就應該是正常的！

開始使用 motion

移動偵測，在 raspberry pi 上面，內建了 motion 的功能，安裝與設定也相當簡單，我們先來安裝一下：

# 1. 先讓系統安裝 motion 囉！
 $ sudo apt-get -y install motion
.....

安裝完畢之後，我們可以開始修改 /etc/motion/motion.conf 這個設定檔！我們主要的設定，就是要讓 motion 主要是偵測 http://localhost:8888/?action=stream 這個網址，然後轉成 MP4 的格式檔案，大致上的處理方式，會有點像這樣：

# 2. 開始修改 motion.conf 內容
 $ sudo vim /etc/motion/motion.conf
; videodevice /dev/video0                        # 大約是 34 行，加上註解
netcam_url  http://localhost:8888/?action=stream # 大約是 40 行，加上網址列
width 352                                        # 大約是 53 行，跟你的 Webcam 有關
height 288                                       # 大約是 56 行
framerate 30                                     # 大約是 59 行
movie_codec mp4                                  # 大約是 132 行，輸出成為網頁可讀
movie_filename %Y-%m-%d-%H%M%S                   # 大約是 135 行，修改輸出檔名
webcontrol_port 8090                             # 不要跟你的系統既有埠口衝突即可
webcontrol_localhost off
stream_port 8091
stream_localhost off

很快改完！因為鳥哥不喜歡簡體中文的輸出，所以建議修改一下系統服務設定檔：

 $ sudo vim /usr/lib/systemd/system/motion.service
[Unit]
Description=Motion detection video capture daemon
Documentation=man:motion(1)

[Service]
Environment="LANG=C"
Type=simple
User=motion
ExecStart=/usr/bin/motion

[Install]
WantedBy=multi-user.target

 $ sudo systemctl daemon-reload

現在準備來啟動服務！啟動服務會怪怪的！沒關係！我們依序來處理：

# 啟動服務，好像會失敗的樣子！看起來是怪怪的！
 $ sudo systemctl start motion
Message from syslogd@raspberrypi at Dec 19 20:49:44 ...
 motion[92366]: [0:motion] [EMG] [ALL] motion_startup: Exit motion, 
  cannot create log file /var/log/motion/motion.log: Permission denied

Broadcast message from systemd-journald@raspberrypi (Mon 2022-12-19 20:49:44 CST):

motion[92366]: [0:motion] [EMG] [ALL] motion_startup: Exit motion, 
  cannot create log file /var/log/motion/motion.log: Permission denied

 $ ll -d /var/log/motion
ls: 無法存取 '/var/log/motion': 沒有此一檔案或目錄

# 竟然是不存在！非常詭異！所以，手動建立，並且修改成為 motion 會使用的權限
 $ sudo mkdir /var/log/motion
 $ sudo chown motion:adm /var/log/motion
 $ ll -d /var/log/motion
drwxr-xr-x 2 motion adm 4096 12月 19 20:51 /var/log/motion

 $ sudo systemctl restart motion
 $ systemctl status motion
● motion.service - Motion detection video capture daemon
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/motion.service; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: active (running) since Mon 2022-12-19 20:52:37 CST; 24s ago
       Docs: man:motion(1)
   Main PID: 92469 (motion)
      Tasks: 5 (limit: 950)
        CPU: 5.093s
     CGroup: /system.slice/motion.service
             └─92469 /usr/bin/motion

systemd[1]: Started Motion detection video capture daemon.
 [NTC] [ALL] conf_load: Processing thread 0 - config file /etc/motion/motion.conf
 [NTC] [ALL] motion_startup: Logging to file (/var/log/motion/motion.log)
 [NTC] [ALL] conf_load: Processing thread 0 - config file /etc/motion/motion.conf
 [NTC] [ALL] motion_startup: Logging to file (/var/log/motion/motion.log)

 $ tail /var/log/motion/motion.log

確認一下所有的資料都是正常的之後，開始看看系統有沒有順利啟動監聽埠口在 8090 上面？然後測試一下，到你的鏡頭前面去晃一晃～接下來，跑到系統錄影儲存的位置上，看看有沒有新增檔案？

 $ ll /var/lib/motion/
總用量 4056
-rw-r--r-- 1 motion adm 3890226 12月 19 20:56 2022-12-19-205513.mp4
-rw-r--r-- 1 motion adm  259300 12月 19 20:57 2022-12-19-205613.mp4

會有發現有錄影的檔名出現了喔！依據『年-月-日-時分秒.mp4』來紀錄～因為預設紀錄時間最長為 1 分鐘，超過 1 分鐘就會移動到新的檔案上！所以，檔案數量也會挺多的！上面這個目錄檔案比較小，是因為鳥哥的環境中，設定的串流影像較小的緣故！這需要注意！

14.2：設定與運作注意事項

雖然 motion 的設計非常簡單，不過，使用上得要特別注意！因為樹莓派的效能實在不怎麼樣，所以，如果你使用了較高解析度的 Webcam 時，將串流資料抓下來轉成 mp4 的檔案時，很可能會造成 cpu 的 loading 增加！所以，如果在不考慮影像傳輸頻寬限制的情況下，你可以將 motion 安裝到其他伺服器上，這樣在進行 ffmpeg 轉檔時，儲存的壓力比較小！不過，頻寬的使用，就真的要考慮考慮囉！

檔案系統的注意

因為是錄影檔，如果解析度比較高時，檔案儲存容量會增加非常多！這時，你得要經常注意你的檔案系統，因為，如果檔案系統充爆了，那系統運作一定會出問題！到時候整個樹莓派當機...是非常危險的！因此，定期使用 df 觀察檔案系統，定期移除舊的紀錄檔，是有其必要的喔！

設定檔內的 daemon 設定項目

從網路教學文章看到，很多朋友都說，要讓 motion 變成服務在背景執行，一定要將 /etc/motion/motion.conf 裡面設定成『daemon on』！但是，這是指在終端機的模式底下！我們現在通常使用 systemd 管理系統，因此，不能使用 daemon on 啊！當你使用 daemon on 之後，systemd 的啟動就會失敗！這個問題困擾鳥哥很久！最後復原成為『 daemon off 』之後，才能透過『 sudo systemctl restart motion 』啟動 motion 偵測！很注意！很注意！

/var/log/motion 的權限

motion 的安裝腳本可能有點問題，因為安裝時，竟然無法自動建立 /var/log/motion，有時候則是建立了，但是權限不對！所以啟動 motion 時，會有錯誤訊息發生啊！解決方法上面有談到！自己查一查！總之，就是 motion 啟動者是 motion 用戶，群組是 adm ！這樣去思考就對了！

儲存檔案的一些變數

你會發現到我們在設定檔裡面填寫了『 %Y-%m... 』之類的東西，這些變數內容個別代表什麼意思呢？很簡單，自行『 man motion 』之後，找到最底下的說明，就會有變數的意義！事實上，我們只有 /var/lib/motion 目錄，如果你沒有額外的子目錄，其實未來在管理上面，會相當麻煩！所以，建議可以將錄影檔的檔名改成類似這樣：

 $ sudo vim /etc/motion/motion.conf
movie_filename %Y-%m-%d/%Y-%m-%d-%H%M%S

 $ sudo systemctl restart motion.service

 $ ll -R /var/lib/motion/
/var/lib/motion/:
drwxr-sr-x 2 motion adm 4096 12月 19 21:27 2022-12-19

/var/lib/motion/2022-12-19:
-rw-r--r-- 1 motion adm 262192 12月 19 21:27 2022-12-19-212716.mp4

你會發現，motion 會先分年月日的目錄，然後再提供檔名～這樣就不會所有的檔案都放在一起！在你未來的搜尋管理上面，會比較輕鬆愉快！

14.3：當週實做

請將本週的 WebCam 功能完成即可！

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