Come creare una telecamera di sorveglianza con GNU/Linux usando una semplice webcam

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Viviamo in un’epoca in cui la tecnologia per la videosorveglianza è alla portata di tutti. Ma mentre le soluzioni commerciali abbondano e promettono funzioni straordinarie come visione notturna, controllo remoto, salvataggio su cloud e notifiche in tempo reale, c’è sempre un rovescio della medaglia: la privacy. Molti dispositivi sono scatole nere opache, spesso prodotti da aziende di cui conosciamo poco o nulla. Affidarci a loro significa, potenzialmente, aprire una finestra non solo su ciò che vogliamo monitorare, ma anche su ciò che vogliamo proteggere.

E allora, perché non creare in autonomia un sistema di sorveglianza video, libero, controllabile e trasparente? In questa guida scoprirai come trasformare una semplice webcam e un dispositivo con GNU/Linux in una telecamera di sorveglianza totalmente fai-da-te. Non solo è possibile, ma è anche estremamente educativo e, soprattutto, ti restituisce il controllo completo sul tuo hardware e i tuoi dati.

L’attrezzatura necessaria: hardware libero, mente libera

La base del progetto è ovviamente una webcam. Ne hai una dimenticata in fondo a un cassetto o montata su un vecchio monitor? Perfetto. Nel nostro caso abbiamo utilizzato una Logitech HD Pro C920, una delle più popolari webcam USB, anche se qualsiasi modello compatibile con Linux andrà bene. A gestire la videocamera sarà una scheda ARM compatta, la NanoPi Neo 1.41 LTS, piccola quanto un francobollo ma sorprendentemente potente: 512 MB di RAM, CPU quad-core, porte USB e rete Ethernet 10/100. Come sistema operativo abbiamo scelto una versione Debian-based da Armbian, una scelta ideale per chi vuole stabilità e leggerezza su hardware ARM. Infine, per alimentare il tutto basta un normalissimo alimentatore da 5V/2A, uno di quelli che sicuramente avrai già in casa.

Preparare il sistema: aggiornamenti e strumenti fondamentali

Una volta installata Armbian sulla NanoPi, la prima cosa da fare è portare il sistema all’ultima versione disponibile, assicurandosi che ogni componente sia aggiornato e funzionante. È sufficiente aprire un terminale e digitare:

apt-get update
apt-get upgrade
apt-get dist-upgrade

apt-get update
apt-get upgrade
apt-get dist-upgrade

Ora è il momento di esplorare la webcam. Per ottenere le informazioni sui formati e le risoluzioni supportate, installiamo il pacchetto v4l-utils, che ci permetterà di interagire con il dispositivo video:

apt-get install v4l-utils

apt-get install v4l-utils

Con il comando:

v4l2-ctl --list-devices

v4l2-ctl --list-devices

possiamo identificare il percorso del dispositivo (solitamente /dev/video0), mentre con

v4l2-ctl --list-formats-ext -d /dev/video0 

v4l2-ctl --list-formats-ext -d /dev/video0 

otterremo l’elenco completo delle risoluzioni e dei frame rate disponibili. Sapere quali formati sono supportati è fondamentale per scegliere una risoluzione che sia compatibile sia con la webcam sia con la capacità di elaborazione della scheda madre. La Logitech C920, ad esempio, arriva fino a 2304×1536 pixel, ma attenzione: risoluzioni così alte possono essere difficili da gestire in tempo reale su sistemi embedded.

Creare lo script di acquisizione immagini con Bash e ffmpeg

Per automatizzare l’acquisizione delle immagini, scriveremo uno script Bash che scatta una foto ogni X secondi. Il parametro di ritardo sarà personalizzabile: potremo decidere di scattare ogni secondo, ogni minuto o anche ogni ora, a seconda delle esigenze. Catturare una volta al secondo è ideale per monitorare movimenti veloci, mentre un intervallo di un’ora può bastare per un timelapse della crescita di una pianta.

Ecco lo script:

#!/bin/bash
ritardo=60
while true; do
  ffmpeg -loglevel quiet -f video4linux2 -s 1280x720 -i /dev/video0 -ss 0:0:0 -frames 1 /dev/shm/out_$(date +%Y-%m-%d_%H:%M:%S).jpg
  sleep $ritardo
done

#!/bin/bash
ritardo=60
while true; do
  ffmpeg -loglevel quiet -f video4linux2 -s 1280x720 -i /dev/video0 -ss 0:0:0 -frames 1 /dev/shm/out_$(date +%Y-%m-%d_%H:%M:%S).jpg
  sleep $ritardo
done

Salvando questo codice in un file chiamato cattura_immagini.sh, dobbiamo renderlo eseguibile con chmod +x cattura_immagini.sh e avviarlo in background con ./cattura_immagini.sh &. Lo script cattura una singola immagine ogni 60 secondi, la salva in RAM e poi si ferma per il tempo stabilito. L’uso della directory /dev/shm è intenzionale: scrivere in RAM anziché sulla microSD evita di danneggiare prematuramente il supporto di memoria con scritture continue.

Con circa 256 MB di RAM a disposizione e immagini che occupano mediamente 60 KB l’una, possiamo immagazzinare oltre 4300 fotogrammi, equivalenti a circa tre giorni di acquisizione continua con uno scatto al minuto.

Per fermare lo script, basterà lanciare:

killall cattura_immagini.sh

killall cattura_immagini.sh

Recuperare le immagini: via rete o Wi-Fi

Una volta catturate le immagini, dobbiamo trasferirle sul nostro PC. Se la NanoPi è collegata alla rete domestica, possiamo recuperare i file via SSH. In alternativa, possiamo utilizzare un cavo incrociato per una connessione diretta tra la NanoPi e il computer. Per chi preferisce il wireless, è possibile aggiungere una chiavetta USB Wi-Fi alla NanoPi e configurare un access point. In ogni caso, le immagini possono essere facilmente trasferite tramite SCP, rsync o semplicemente montando un file system remoto.

Trasformare le immagini in un video time-lapse con ffmpeg

Una volta che tutte le immagini sono salvate sul nostro computer, possiamo assemblarle in un video. Ancora una volta, ci viene in aiuto il potentissimo ffmpeg. Supponiamo di avere tutte le immagini scattate il 3 settembre 2024 e di volerle unire in un filmato. Basterà eseguire:

cat out_2024-09-03*.jpg | ffmpeg -f image2pipe -vcodec mjpeg -r 1 -i - -vcodec libx264 -r 24 out_2024-09-03.mp4

cat out_2024-09-03*.jpg | ffmpeg -f image2pipe -vcodec mjpeg -r 1 -i - -vcodec libx264 -r 24 out_2024-09-03.mp4

In questo modo, tutte le immagini verranno elaborate a una frequenza di un fotogramma al secondo, per poi essere convertite in un video fluido a 24 frame al secondo. Se le immagini sono state scattate ogni minuto, un’ora di acquisizione si comprimerà in due secondi di video. Un giorno intero si tradurrà in meno di un minuto, e un’intera settimana… in appena una manciata di minuti.

Espandere il progetto: più telecamere, più creatività

Quello che abbiamo descritto finora è solo l’inizio. Il progetto può essere ampliato in molti modi. Aggiungendo una seconda webcam, potremmo creare due flussi da angolazioni diverse, sincronizzati ma indipendenti, da montare poi come split-screen o da proiettare insieme. Si potrebbero creare video a doppia prospettiva dello stesso ambiente, ideali per time-lapse artistici o per monitoraggi più avanzati. Questa espansione richiede qualche accorgimento in più a livello di script, gestione delle risorse e sincronizzazione, ma apre la porta a una sperimentazione quasi cinematografica.

Alternativa interessante: riciclare un vecchio portatile

Durante i test, abbiamo anche esplorato la possibilità di utilizzare un vecchio laptop dotato di webcam integrata. L’hard disk interno è ideale per archiviare grandi quantità di immagini, ma ci sono limitazioni importanti: le dimensioni e la posizione fissa della webcam integrata non consentono molta flessibilità. Tuttavia, può essere una soluzione perfetta per acquisizioni in ambienti interni, ad esempio per creare un video artistico di un caminetto che si spegne durante la notte, o per monitorare una finestra con vista. Se hai un vecchio notebook inutilizzato, potrebbe tornarti utile in modo insospettabile.

Conclusioni: il potere dell’autonomia e della conoscenza

Costruire una telecamera di sorveglianza fai-da-te con GNU/Linux non solo è possibile, ma è anche incredibilmente istruttivo. Poche righe di codice possono fare la differenza tra dipendere da hardware proprietario e padroneggiare ogni singolo bit del tuo sistema. Saper programmare in shell, utilizzare strumenti come ffmpeg e conoscere il proprio hardware sono competenze sempre più importanti in un mondo sempre più connesso, dove la libertà e la trasparenza sono valori da difendere.

Questo progetto ti permette di tenere d’occhio il vialetto di casa, la crescita delle tue piante o il tuo laboratorio, il tutto senza rinunciare alla privacy, senza cedere dati a terzi, e senza spendere un centesimo in soluzioni commerciali. Basta una webcam, un po’ di Linux e tanta voglia di sperimentare.

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