骑在龟背上监测保护区的树莓派

为了引起人们对野生动物面临威胁的关注,动物保护技术组织Arribada的创始人戴维斯设计并制作了多款低成本的野生动物观察工具。从可以唤醒并检测动物路过的自动相机,到可以在特定动物出现时发出警报的设备……他认为设备成本不应该成为帮助极度濒危动物的障碍。

在龟背上拍摄的照片

挑战

Arribada的第一个项目是监测绿海龟,他们需要一套强大但成本不高的设备,可以在偏远的地方使用,而且不需要人为干预。这个设备将显示渔业和人类活动对绿海龟的影响,以及为这种濒危物种引入什么样的保护措施提供线索。

为了追踪海龟,Arribada 的解决方案需要能够在海龟游动的深度下防水,以及能够在没有人为干预的情况下可靠地运行。它还需要既经济又易于被当地研究团队使用。

解决方案

最终的成品,将Raspberry Pi Zero和Raspberry Pi相机模块封装在了一个轻巧的防水外壳中。这可以无害地附着在海龟的壳上,以跟踪它在海浪下的旅程。设备将捕获照片、视频和位置信息。一旦视频录制完成,设备就会从海龟的壳上脱离。这样既不影响海龟的活动,又可以拍下海龟们的行为。

其中的一个挑战是,GPS定位只有在海龟浮出水面时才有效。但在游动中,海龟浮出水面的时间通常不到两秒,根本来不及唤醒监控设备以获得三角定位,因此Arribada开发了自己的Horizon Assted-GPS标签,作为基于树莓派Zero套件的关键部分。

戴维斯表示:“你可以想象在Raspberry Pi设备上为海龟运行AI模型的好处,我们可以唤醒设备,捕获场景,处理场景,我们甚至可以让设备做出一些明智的选择,这值得记录吗?回去睡觉还是应该留下来?”

除了做出“继续监控”或“进入睡眠周期”的决定之外,使用 Raspberry Pi 还可以获得机器学习优势。比如下载新模型,训练模型,调整和审查视频内容。Arribada可以用很低的成本完成这一切,因为树莓派非常实惠。

这种方法已经让Arribada成为一个成熟的研究合作伙伴,动物保护组织对Edge ML将要做的事情表现出了“真正的兴趣”。已经不只在海龟身上使用它。”

一个由树莓派驱动的设备正在南极洲监视企鹅

另外,有一些项目需要定制的解决方案。塞浦路斯的情况就是这样,该国历史最悠久的动物保护机构 —— 海龟保护协会(SPoT)就热衷于使用LoRa无线电通信来监测捕鱼活动。

而Arribada基于船只的LoRaWAN网关就可以提供当地捕鱼活动的详细信息,并报告该国沿海五个重要海龟繁殖地的任何潜在威胁。塞浦路斯的通信法规要求SIM卡在使用四个月后进行注册,这使得在那里用蜂窝通信很麻烦,因此使用树莓派4和树莓派以太网供电帽来设置LoRaWAN。这种设置也意味着船主不用为船上的跟踪系统支付任何费用。一根8米高的天线就能搞定一个强大的监控系统,可以清晰地发现半径15公里内的任何渔船。

结果

Arribada用树莓派收集的视频理清了海龟的数量,并揭示了它们的筑巢地点。支持了在一年中的特定时间禁止进入特定海滩和沿海区域的论点 —— 这是对这种濒危物种的重要保护。

以前,环保主义者需要的许多摄影工具都标价很高,以至于研究项目要么变得不可行,要么最终在范围上受到严重限制。高昂的费用让很多项目只能进行一次监测,而不是重复监测以跟踪一段时间的变化。

防水外壳通常是套件中最昂贵的部分

用不到50英镑的树莓派相机(带有树莓派Zero或Zero W),而不是500英镑的商业相机。意味着可以部署更多设备,覆盖更大的范围,从而提供更准确的统计结果。在大多数情况下,3D打印的防水外壳是每个套件中最昂贵的元素。随着最新树莓派相机硬件的出现,Arribada能够对图像和视频捕捉能力进行巨大的改进。

Arribada还赢得了企鹅观察项目的肯定,这是一个广泛的研究项目,监测世界不同地区的企鹅数量。Arribada由Python控制的树莓派相机装置比企鹅学家以前用的商用相机便宜至少三倍。费用的减少意味着研究团队不用太过计较设备的放置地点,把设备留在原地进行远程监测也更加放心,因为有些设备不可避免地会受到损坏。

事实上,这些硬件设备对温度的适应能力令人印象深刻,在Arribada团队进行维护之前,企鹅观察相机在南极度过了三个冬天。他们能够检索到三年的照片,并发现树莓派的设备每天都能可靠地拍摄并保存一张照片。这些照片直接促成了人们对气候变化和企鹅栖息地丧失的思考和讨论。

Arribada的官网:

https://arribada.org/

用树莓派Pico和气体传感器保护厨房

当你在厨房烹饪食物,又跑去刷剧,玩游戏,取快递……

食物正在加热,没人看着,锅烧焦了怎么办?着火了怎么办?

无人看管的烹饪是迄今为止厨房火灾的主要原因。

你可能需要有个东西来帮你盯一下。

这个小东西主要是由树莓派Pico和传感器构成的。

先说开发板,虽然该项目是基于Raspberry Pi Pico构建的,但你可以使用任何与RP2040兼容的电路板创建它。

该项目中使用的Grove-HCHO传感器可检测空气VOCs(挥发性有机化合物)的气体浓度。比如:甲醛和苯。

相关链接:

https://wiki.seeedstudio.com/Grove-HCHO_Sensor/

它是如何工作的?

通过在Raspberry Pi Pico上运行Edge Impulse的Sensor Fusion软件,它可以从气体,温度和湿度传感器读取数据。然后数据通过神经网络模型计算,会判断当前的厨房是否处于安全状态。

是的,要更准确的判断厨房安全状态,你需要更多传感器配合。

Edge Impulse相关链接:

https://studio.edgeimpulse.com/

这里有相关视频来引导你完成软件下载、设置和部署。如果你有兴趣构建自己的厨房监视器,可以照着完成。

经过AI训练,它可以检测厨房的三种状态:空闲,正常烹饪和非正常燃烧。

隐藏在炉子上方风扇罩中的传感器

除了烹饪,从新房子到新家具,也都会存在危害健康的挥发性有机化合物(比如甲醛)。如果你在家里检测到高浓度的挥发性有机化合物,那么你要尽快通风来保证安全。

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树莓派能跑Stable Diffusion了

Stable Diffusion是一种文本到图像生成的大型深度学习模型,它可以根据文本的描述生成详细的图像,也可以用于其他任务,如图像修复、图像扩展、图像翻译等。

它是基于潜在扩散模型(Latent Diffusion Model)的一种变体,通过对图像添加和去除噪声来训练和生成图像。

该模型由Stability AI和LAION联合开发,目前是一个开源的AI平台,有很多用户和开发者贡献了不同的预训练模型和插件。

一般情况下,跑Stable Diffusion需要的配置:最好是有英伟达(Nvidia)的独立显卡,显存不少于4GB,推荐8GB以上;内存8GB以上,推荐16GB或以上;硬盘40GB以上的可用空间,最好是固态硬盘;操作系统支持Windows 10/11,macOS(仅限Apple Silicon或更新版本),Linux等。

但最近有人在树莓派Zero 2上运行Stable Diffusion了,而树莓派 Zero 2 只是内存512MB 的单板计算机。

它的配置和规格如下:

  • 处理器:Broadcom BCM2710A1,四核64位SoC(Arm Cortex-A53 @ 1GHz)
  • 内存:512MB LPDDR2
  • 连接性:2.4GHz IEEE 802.11b/g/n无线局域网,蓝牙4.2,BLE,带天线的屏蔽罩
  • 接口:1 × USB 2.0 OTG接口
  • HAT兼容的40针I/O头插座(未焊接)
  • microSD卡插槽
  • Mini HDMI端口
  • CSI-2摄像头连接器
  • 视频:HDMI接口
  • 复合的视频和复位引脚焊点
  • 多媒体:H.264, MPEG-4解码(1080p30)
  • H.264编码(1080p30)
  • OpenGL ES 1.1, 2.0图形
  • 输入电源:5V DC 2.5A
  • 工作温度:-20°C to +70°C

Raspberry Pi Zero 2 W的尺寸是65mm × 30mm,与原来的Raspberry Pi Zero一样。它的性能比原来的单核Raspberry Pi Zero提高了五倍。一般用于智能家居、物联网等项目。

为了让更多低配置的计算机也能用Stable Diffusion出图。

一个名为vitoplantamura的开发者决定写一个超小的推理库,让260MB内存的单板机也能将Stable Diffusion跑起来。终于,他成功了。

他用C++开发的OnnxStream,是一个能够在低内存设备上运行 Stable Diffusion 的推理库,它通过分离推理引擎和权重提供器,以及量化等技术,完成了在树莓派 Zero 2 上生成图像的挑战。

与微软的OnnxStream 相比,vitoplantamura的OnnxStream 只需要消耗 1/55 的内存就可以达到同样的效果,但(在 CPU 上的)速度只比前者慢 0.5-2 倍。

虽然运行速度较慢,但它却是大模型在更小、更有限的设备上部署的崭新尝试。

相关源码:

https://github.com/vitoplantamura/OnnxStream

用Pi-Timolo和树莓派做一个夜视摄像头

安德鲁·格雷戈里 (Andrew Gregory) 发现,后花园的狗经常深夜叫唤。

于是他用树莓派做了一个夜间摄像头,来拍下那个不断引发狗叫的神秘访客。

要放在室外,少不了一个防雨且有一定强度的容器,这里他用到了几块厚木板。

市场上有一系列适用于 Raspberry Pi 的摄像头,比如:Pi Camera Module 3、Raspberry Pi Global Shutter Camera、Raspberry Pi High Quality Camera 和各种热敏模块。

但当访客在夜间到来,最好用的是 Pimoroni 等厂商提供的夜视摄像头。

关于树莓派的选择,作者用到了Raspberry Pi Zero W,比较轻便,兼容性也很好。

这个摄像头设在后花园,距离足够近,可以通过家庭 Wi-Fi 网络即可获取视频流。

但作者不想拉电源线,所以需要电池供电。

事后看来,最好是选择 USB 电池组——这种电池组可以即插即用到任何设备,并具有一定程度的保护作用。

作者选择了 1200mAh,3.7 V LiPo 电池,它裸露且易碎,无法直接连接到 Raspberry Pi Zero W。所以需要给 Raspberry Pi Zero 添加一个 LiPo SHIM(这需要一些焊接)。

本文提到的树莓派电池连接板,相关地址:

把供电模块、摄像头、树莓派都接好后的状态,差不多是这样。

装好系统,通电联网,登录系统执行如下命令进行测试:

raspistill -v -o test.jpg

如果一切顺利,你会看到一个图像在屏幕上闪了一两秒钟,然后颜色会变暗。那是因为夜视摄像头模块使用红外线(大多数摄像头模块会过滤掉这层光谱)。

作者在这里使用的软件包为 Pi-Timolo(Raspberry Pi Time、Motion 和 Low light),由 Claude Pageau 开发。 

可以执行如下命令安装(最好是update系统以后):

curl -L https://raw.github.com/pageauc/pi-timolo/master/source/pi-timolo-install.sh | bash

然后到一个设置界面,自行操作即可。

不过与 Raspberry Pi Camera Module 3 的 12MP 相比,夜视摄像头上的 5MP 传感器还是有些很小,因此作者很想找到一些红外 LED 并制作自己的摄像头模块。

来自:HackSpace 第 66 期

树莓派+电子墨水屏+Spotify = 实时播歌

Spotify是一个流行的流媒体服务,允许用户收听音乐、播客和有声读物。作为一个开发者,你可以使用Spotify Web API来访问Spotify的音乐目录和用户数据,并将Spotify的功能整合到你自己的应用程序中。

如何用树莓派和5.7英寸的电子墨水屏创建一个电子相框,来实时显示你在Spotify上听的歌曲封面?说实话,这个让我想起了以前实时显示歌曲封面的CD机。

操作步骤:

首先你要有一个Spotify的开发者账号,注册地址:

https://developer.spotify.com/

在仪表盘中编辑应用程序的设置。比如:

http://localhost/redirect

设置完成后,登录树莓派。

运行“raspi-config”命令,找到“Interface Options”,把SPI和I2C设置为可用。 

下载以下文件,并在树莓派上执行。最后根据提示,填写你的Spotify账号和API信息即可。

wget https://raw.githubusercontent.com/ryanwa18/spotipi-eink/main/setup.sh
chmod +x setup.sh
bash setup.sh

相关配件:

Raspberry Pi Zero 2
Inky Impression 5.7

关于外壳的3D打印文件:

https://cults3d.com/en/3d-model/gadget/spotipi-e-ink-inky-impression-5-7-case

相关视频地址:

https://mp.weixin.qq.com/s/tMx-RSDyAZZMUo04oYRRqw

Sony 对树莓派进行战略投资,要把AI 技术推向更广阔市场

Sony 的半导体部门日前宣布,他们已对Raspberry Pi 进行战略投资,希望借此将自己的AI 技术推向更广阔的市场。

未来Sony 会把自己的Aitrios 边缘运算AI 平台运用到微型电脑,以此来实现面部辨识等图像感应功能。

「我们非常高兴能跟Raspberry Pi 合作,将我们的Aitrios 平台带给Raspberry Pi 用户和开发者社群,并提供独特的开发体验。」Sony 半导体解决方案总裁,CEO 清水照士这么说道。

在加入Aitrios 后,已经广受开发社区喜爱的Raspberry Pi 产品会变得更加有用。Aitrios 直接运行在芯片上的特性,能进一步减少应用的延迟。在Sony 看来,类似系统可以在监控、安保等领域发挥非常大的作用。

在达成这次的合作前,Raspberry Pi 已经把Sony 视为「长期和有价值的战略伙伴」。Sony 为其提供过具有自动对焦功能的成像晶片,也提升了Raspberry Pi 英国工厂的生产速度。

投资的规模没有被透露,但树莓派的联合创始人兼首席执行官Eben Upton表示,公司以与2021年募资时相同的500万美元估值获得了资金。树莓派于2012年成立,旨在让年轻人更容易地接触到计算机。

树莓派的微型单板计算机只有信用卡大小,被用来打造从高空气球到小型无人潜艇的各种产品。在早期,树莓派的客户主要是业余爱好者和老师。

Upton告诉CNBC,该公司现在已成为企业中活跃的参与者,一般情况下,约70%的销售额来自商业客户,这些客户将其产品嵌入工厂或消费者设备中。

这笔交易扩大了 Sony 和 Raspberry Pi 之间现有的制造关系。新的合作伙伴关系将伴随着这笔投资,让 Raspberry Pi 的用户和开发人员获得访问 Sony Aitrios 平台的权限,让他们使用搭载 IMX500 影像传感器的 AI 相机开发视觉应用。

Upton 表示,这将有助于让孩子们了解现代计算机,而不是几十年前的电脑。

「我们怀念 1980 年代的辉煌年代,但我们必须意识到,我们不是要制造更快的 1980 年代计算机。」

Upton 说,人们已经开始使用 Raspberry Pi 产品进行机器学习的实验,与 Sony 的合作伙伴关系将允许他们在这一领域做更多的事情。

这是 AI 行业极度炒作的时期。由于 ChatGPT 能够从简单的用户提示中生成新内容,例如文章和诗歌,因此这款流行的 AI 聊天机器人已经成为一种病毒现象。根据瑞银的说法,自去年 11 月推出以来,ChatGPT 已经累积了超过 1 亿用户。

与此同时,ChatGPT的功能引发了技术界的一些担忧,认为人工智能可能变得过于强大,并可能取代许多工作。

上个月,埃隆·马斯克和其他几位技术领袖在一封公开信中呼吁暂停开发比GPT-4更先进的人工智能,引用了社会风险。意大利甚至已经禁止该服务,归咎于隐私方面的担忧。

尽管GPT-4和其它大型语言模型如谷歌的巴德非常出色,但厄本·阿普顿认为人们担心AI会达到与人类相当的智能是过度夸大的。

Upton说:“你可以幼稚地说GPT-3很好,GPT-8将成为通用人工智能,具有自我意识……但这不是你应该做出的推断。”

为年轻人做的在线代码编辑器

树莓派官方最近出了一款免费的在线编辑器,以帮助 7 岁以上的年轻人学习程序开发。比较有意思的是,这个在线编辑器支持emoji表情。

在线编辑界面

不管你是参加 Code Clubs 和 CoderDojos 的选手,还是普通的在校学生,树莓派用户……都可以用它在线调试自己的程序。

目前该编辑器还在公测阶段,主要目标是让使学习者能够:

  • 直接在浏览器中编写和运行 Python 代码,无需任何设置。界面简单直观,这使得基于文本的编码更加容易。
  • 让那些拥有Raspberry Pi Foundation 帐户的人可以在线保存他们的代码。树莓派基金会希望代码学习者不管是在家里,还是在课堂上,都可以更方便的构建自己的项目。

目前,树莓派基金会选择了Python 作为代码编辑器支持的第一个语言,因为它在学校、CoderDojos 和代码俱乐部中很流行,很多专业开发人员也在用它。

将来会向编辑器添加对 Web 开发语言 (HTML/CSS/JavaScript) 的支持,以及项目共享和协作等功能。树莓派基金会希望这个编辑器是安全、易于访问且适龄的。

关于ICO 的适龄设计规范:

https://ico.org.uk/for-organisations/guide-to-data-protection/ico-codes-of-practice/age-appropriate-design-a-code-of-practice-for-online-services/

经过笔者的测试,目前该编辑器主要支持turtle在内的Python标准库,以及P5高级绘图库,大家可别在里面跑PyGame咯。

官方推荐的入门项目:

https://projects.raspberrypi.org/en/pathways/python-intro-code-editor

树莓派推出可自动对焦的相机模块Camera Module 3

Raspberry Pi 近日推出了一个新的相机模块,名字非常直白简单,就叫 Camera Module 3。该模块也是 2016 年发布的 Camera Module 2 的升级版。

新模块使用了索尼 IMX708 传感器(Oppo Find X2 同款传感器)、具有 1200 万像素(前代 Camera Module 2 则是 800 万像素)、最高可拍摄 1080P @50 帧的视频、新模块支持高动态范围(HDR)摄影和自动对焦,并且可以输出 RAW10 文件格式。

综合上面这些数据来看,Camera Module 3 应该能够拍摄出具有更多细节的照片(尤其是在弱光下),自动对焦采用相位检测自动对焦(PDAF)系统,并且能够对 5 厘米到无穷远距离的物体进行对焦。相比之下,以前版本的相机模块则是定焦镜头。不过新增加的这些功能也让 Camera Module 3 比前代版本厚了一些。

树莓派此次共推出了四个不同的 Camera Module 3 模块,分为标准视角、广角,以及用于夜间摄影的 NoIR 版本:

  • Camera Module 3:25 美元
  • Camera Module 3 广角:35 美元
  • Camera Module 3 NoIR:25 美元
  • Camera Module 3 NoIR 广角:35 美元

目前这些模块均已在官网发售,有需求的用户可以跳转了解并购买。

官方图片样张:

黑客利用Wi-Fi无人机远程渗透金融公司内网

本周早些时候,The Register 报道了今夏了一起无人机黑客袭击事件。然而受害的私人投资公司却对此保持沉默,仅同意根据保密协议与安全人员展开探讨。

据说当时网络管理员发现公司的 Confluence 页面在局域网内表现出了奇怪的行为,而 Confluence 则是 Atlassian 开发的基于 Web 的远程协作软件。

Drones and solar cells, The drone is a high angle camera shooting a solar cell farm. Which is clean energy Able to generate electricity

报道称,安保人员在大楼顶层发现了两架无人机 —— 其一是经过改装的 DJI Matrice 600,其二是经过改装的 DJI Phantom —— 前者炸机但仍在运行,而后者实现了安全着陆。

后续调查发现,Matrice 600 无人机被加装了渗透套件,包含一台树莓派、GPD 迷你笔记本电脑、4G 调制解调器、Wi-Fi 设备、以及几块电池。

此外 Phantom 无人机则打包了 Hak5 开发的一套名为 Wi-Fi Pineapple 的网络渗透测试设备。

与该公司 IT 团队沟通的安全研究员 Greg Linares 表示,攻击者在数日前使用 Phantom 无人机 + Wi-Fi 渗透装置拦截了员工的凭据。

接着攻击者将窃取的信息编码到了 Matrice 无人机携带的穿透设备中,利用员工 MAC 地址和访问凭据、从屋顶侵入了公司的 Cnnfluence 页面。

可知其浏览了 Confluence 日志,试图窃取更多登录信息、以连接到公司内网的其它设备。庆幸的是,攻击者仅取得了有限的进展。

当管理员注意到受感染员工设备的 MAC 地址在本地和数英里外的远程地点登录时,立即意识到公司网络遭受了攻击。

在对 Wi-Fi 信号实施隔离后,安全团队带着福禄克测试仪追踪并定位了屋顶上的渗透设备。

Drones and solar cells, The drone is a high angle camera shooting a solar cell farm. Which is clean energy Able to generate electricity

Greg Linares 表示,这是他在近两年里看到的第三次基于无人机的网络攻击。

不过大家也无需惊慌,毕竟新案例得逞的前提,是受害企业启用了一套未妥善部署安全措施的临时网络。

而且就算是这套本就脆弱的网络,攻击者也蛰伏了数周时间来实施‘内部侦查’。

综上所述,该威胁行为者距离目标地点的物理距离肯定不太远,手头有足够预算、且知悉受害企业的物理安全限制。

用树莓派自制反跟踪装置

马特·埃德蒙森(Matt Edmondson)是一名数字取证专家,也是国土安全部的联邦特工。

在一位朋友担心被跟踪后,他制作了一个基于Raspberry Pi的反跟踪工具。

马特·埃德蒙森的家伙什儿

它是由什么构成的?

整个设备都装在鞋盒大小的防水箱内。基础由树莓派3构成。

外接无线网卡和无线信号探测器,可查找附近的设备。

充电宝为一切提供动力,触摸屏显示设备发送的每个警报。

以便用户可以直观地看到哪些设备不断弹出以及多久弹出一次。

它是如何工作的?

该设备运行Kismet软件来检测附近正在寻找Wi-Fi或尝试连接到蓝牙设备的智能手机和平板电脑。Kismet 是一个网络检测器、数据包嗅探器和入侵检测系统,它可与任何支持原始监视模式的无线网卡一起运行。

我们都知道我们的手机会记录应用程序使用情况和位置。

但你可能不知道,你的手机也在不断寻找周围的无线网络。当它找到一个以前连接过的网络时,它会特别兴奋。

“特别兴奋”是指“做一些不同的事情,以一种特殊的方式通知Kismet”。

如果Kismet发现它在过去二十分钟内看过这个设备,它会发出一条警告,让用户知道他们可能被跟踪。

Matt用Python编写了一些代码,以便保留反跟踪工具接触过的设备列表,检查日志并查看上次遇到每个设备的时间。

这种自制的反跟踪设备专为人们在移动中设计。

如果你在一个地方坐了很长时间,而有些人总在你周围闲逛(比如电影院或餐馆),那你每二十分钟就会被提醒一次,让你知道周围可能有人跟踪你。

你可以在2022年8月的黑帽美国安全会议上看到Matt在此设备上的演示文稿,或者前往GitHub查看他针对此反跟踪构建的代码