LoRaCam

LoRaCam

AI camera via LoRa on Raspberry Pi

Raspberry Pi + カメラで YOLOv8n (TFLite) による人数カウントを行い、結果を CSV に記録しつつ LoRaWAN で送信するデバイス。

動作環境

• Raspberry Pi Zero 2 W / Raspberry Pi OS Bookworm (Python 3.11)
• Camera Module 3 (imx708)
• LoRa モジュール A660-900T22 (UART /dev/ttyS0, 9600bps) — AS923-1 (日本), OTAA, Class A

ディレクトリ構成

セットアップ (開発機)

サービス定義と更新スクリプトはユーザー jkkb、パス /home/jkkb/LoRaCam 前提。

1. sudo raspi-config → Interface Options → Serial Port で「Login shell: No」「Serial port hardware: Yes」にして再起動
2. リポジトリを取得して仮想環境を作成

   cd ~ && git clone https://github.com/mocchan0221/LoRaCam.git && cd LoRaCam
   sudo apt install -y python3-picamera2 python3-opencv
   python3 -m venv --system-site-packages .venv   # apt の picamera2 を venv から使うため
   .venv/bin/pip install -r requirements.txt

   • tflite-runtime は numpy 2.x では動かないため numpy<2 (requirements では 1.26.4) を使う
   • シリアル通信は pyserial。serial パッケージを入れると module 'serial' has no attribute 'Serial' になる
3. モデルを用意 (PC 側で変換して models/ にコピー)

   pip install ultralytics
   yolo export model=yolov8n.pt format=tflite int8
   # → yolov8n_saved_model/yolov8n_full_integer_quant.tflite を models/ へ

4. 設定ファイルを配置: config_template.json を /boot/firmware/config.json にコピーして編集 (下記)
5. サービス登録

   sudo cp services/*.service /etc/systemd/system/
   sudo systemctl daemon-reload
   sudo systemctl enable --now LoRaCam.service WebMonitor.service

設定 (/boot/firmware/config.json)

動作確認

journalctl -u LoRaCam.service -f          # 本体のログ
sudo .venv/bin/python LoRaTest.py         # 対話式 LoRa テスト (join / send / recv / at)
sudo .venv/bin/python SystemTest.py       # Wi-Fi・ホスト名設定のテスト (IsLatest=0 のとき再起動する)

LoRaTest を使う前に sudo systemctl stop LoRaCam.service でシリアルポートを空けておく。

出力:

• data/logs/logPerson.csv (人数), logAll.csv (全クラス), logLoRa.csv (送受信履歴)
• data/images/latest_result.jpg (最新の検出画像)
• WebMonitor により http://<ホスト名>.local:8000/data/ から閲覧可能
• LoRa 送信ペイロード: "YYYY-mm-dd HH:MM:SS <人数>" の ASCII 文字列

ステータスLED

赤点灯の原因は journalctl -u LoRaCam.service と /run/loracam-error で確認できる。

開発フロー

PC で編集して push → 開発機で bash scripts/dev_update.sh (sudo は付けない)。pull・サービス更新・再起動を一括で行い、pip は requirements.txt が変わったときだけ実行 (--force-pip で強制)。

デバイスの複製

1. 開発機の SD カードを Win32 Disk Imager でイメージ化 (必要なら WSL2/Linux の pishrink で圧縮)
2. Raspberry Pi Imager 等で新しい SD カードに書き込み
3. PC から bootfs パーティションの config.json を個体ごとに編集 (キー、ホスト名など。IsLatest: 0, IsJoined: 0)
4. 電源投入で初回にネットワーク設定を適用して再起動し、以降は自動で動作開始