27、树莓派入侵检测系统自动化邮件通知方案

树莓派入侵检测系统自动化邮件通知方案

1. 配置文件与警报系统测试

在树莓派的使用中， .muttrc 文件是一个重要的配置文件，它由 mutt 用于在启动时自动加载重要配置选项。许多应用程序会使用以 .rc 结尾的隐藏文件来存储配置，若想了解某个应用如何存储特定配置选项，可在主目录中查找以 . 开头且以 .rc 结尾的文件。

在安装并配置好 SSMTP 和 mutt 后，需要对它们进行组合测试。使用 mutt 的方法是运行 mutt 命令，可通过以下命令从命令行给自己发送邮件进行测试：

$ echo "the quick brown fox jumps over the lazy dog" | sudo mutt –s "[INTRUDER ALERT] Test of intruder system" <your email>@gmail.com

此命令的基本语法为： echo <mail content> | mutt –s <subject> <recipient> 。使用 echo 是为了生成输出值，再通过管道将其传递给 mutt 。

若要发送带有附件的邮件， mutt 也能满足需求，其语法如下：

echo <mail content> | mutt –s <subject> −a <filename> −- <recipient>

其中， –a 表示附件， –- 用于分隔附件和收件人。

2. 故障排除

若测试过程中未达到预期效果，可尝试重新配置 SSMTP 和 mutt 。常见的错误及解决方法如下：
| 错误类型 | 解决方法 |
| — | — |
| 登录信息错误 | 仔细检查用户名和密码 |
| 不支持的登录类型错误 | 检查 TLS 设置和 AuthMethod 设置 |
| 邮件服务器拼写错误 | 检查拼写并确保无尾随空格 |
| 文件权限问题 | 确保权限设置正确，避免无法读取文件 |
| pi 用户发送邮件错误 | 使用 gpasswd –a <username> mail 将用户添加到邮件组 |

3. 系统整合与问题理解

目前已完成以下操作：
- 将网络摄像头连接到树莓派
- 安装并配置监控应用以使用网络摄像头
- 使用网络摄像头和监控应用作为运动传感器并捕获图像
- 安装并配置 SSMTP 作为邮件传输代理
- 安装并配置 mutt 邮件应用以使用 SSMTP
- 使用 SSMTP 和 mutt 从命令行给自己发送邮件

但这些操作大多需要人工干预，我们需要一个解决方案，使图像捕获能自动触发带有附件的邮件发送。

3.1 明确目标

我们的目标如下：
- 新图像的捕获应触发该解决方案
- 发送包含任何新捕获图像的电子邮件
- 无需手动启动，自动运行

3.2 额外要求

除上述目标外，还有以下额外要求：
- 仅发送新图像
- 仅发送由运动捕获的图像
- 应用程序应始终运行，无需手动启动，就像 motion 一样

3.3 开发考虑因素

在开发应用程序时，还需考虑以下几点：
- 发送图像捕获的时间
- 定期检查并发送，但鉴于邮件有延迟，半定期检查即可

4. 决策制定

4.1 编程语言选择

由于我们要实现的功能大多涉及对 shell 命令的操作，且之前学习过 bash ，因此选择 bash 作为开发语言十分合适。

4.2 启动方式选择

有两种启动方式可供选择：
- 从 motion 的启动脚本中执行应用程序，确保与 motion 同时运行，且脚本需一直运行并定期检查。
- 让脚本定期自动执行，无需手动启动和保持脚本永久运行。若脚本意外终止，会自动重新启动，可使用 cron 守护进程实现定时执行。

4.3 图像处理方式选择

对于图像的处理，也有两种选择：
- 发送图像后删除，可节省空间。
- 跟踪所有图像，仅发送新图像，需记录已有的图像以确定要发送的图像。

综合考虑，我们将方案简化为以下两种脚本：
- 由 cron 运行的脚本，用于搜索图像、发送图像并删除。
- 与 motion 守护进程一起启动的脚本，用于监控所有文件、保持计数并识别新图像。

5. 解决方案设计

5.1 通用部分

两种脚本都需要获取 motion 捕获文件的存储目录。可通过以下步骤实现：
1. 定义包含 motion 配置文件的变量：

MOTIONCONF=/etc/motion/motion.conf

2. 使用 grep 和 awk 命令从配置文件中提取目标目录：

MOTIONDIR=' sudo grep "^target_dir" $MOTIONCONF | awk '{ print $2}''

3. 检查目录是否存在，若不存在则创建并设置正确的所有者：

if [ ! -d $MOTIONDIR ]; then
        mkdir $MOTIONDIR
        chown motion $MOTIONDIR
fi

4. 使用 find 和 grep 命令查找并列出 .jpg 文件：

LISTFILES=('find $MOTIONDIR -maxdepth 1 -type f | grep jpg$')

5. 使用 wc -l 命令统计文件数量：

NUMFILES=' find $MOTIONDIR -maxdepth 1 -type f | grep jpg$ | wc -l'

6. 定义用于发送图像和消息的 mutt 邮件命令：

echo -e "Warning,\nAn intruder was detected at 'date'\nPlease see the image attached for details"| 
mutt –F /root/.muttrc –s "[INTURDER ALERT] Intruder Detected" -a $IMAGEFILE -- you@gmail.com

5.2 脚本 1：由 cron 执行的脚本

此脚本的主要步骤如下：
1. 检查文件数量是否大于 0：

if [ $NUMFILES -gt 0 ]; then

2. 使用 for 循环遍历文件列表，发送邮件并删除文件：

for IMAGEFILE in $LISTFILES
do
        echo -e "Warning,\nAn intruder was detected at 'date'\nPlease see the image attached for details" \
        | mutt -s "[INTURDER ALERT] Intruder Detected" \
        –F /root/.muttrc \
        -a $IMAGEFILE -- <your email>
        rm $IMAGEFILE
done

完整脚本如下：

#!/bin/bash
MOTIONCONF=/etc/motion/motion.conf
MOTIONDIR=' sudo grep "^target_dir" $MOTIONCONF | awk '{ print $2}''
if [ ! -d $MOTIONDIR ]; then
        mkdir $MOTIONDIR
        chown motion $MOTIONDIR
fi
LISTFILES=('find $MOTIONDIR -maxdepth 1 -type f | grep jpg$')
NUMFILES=' find $MOTIONDIR -maxdepth 1 -type f | grep jpg$ | wc -l'
if [ $NUMFILES -gt 0 ]; then
        for IMAGEFILE in $LISTFILES
        do
                echo -e "Warning,\nAn intruder was detected at 'date'\nPlease see the image attached for details" \
                | mutt -s "[INTURDER ALERT] Intruder Detected" \
                –F /root/.muttrc \
                -a $IMAGEFILE -- <your email>
                rm $IMAGEFILE
        done
fi

5.3 脚本 2：与 motion 守护进程一起启动的脚本

此脚本相对复杂，主要步骤如下：
1. 初始化计数器：

LASTCOUNT=$NUMFILES

2. 创建一个无限循环：

while true

3. 在循环内更新计数器和文件数量：

LASTCOUNT=$NUMFILES
NUMFILES=' find $MOTIONDIR -maxdepth 1 -type f | grep jpg$ | wc -l'

4. 使用 while 循环检查是否有新文件：

while [ $LASTCOUNT -lt $NUMFILES ]

5. 创建迭代器：

ITERATOR=0

以下是该脚本的流程图：

graph TD;
    A[初始化 LASTCOUNT 和 NUMFILES] --> B[进入无限循环];
    B --> C[更新 LASTCOUNT 和 NUMFILES];
    C --> D{NUMFILES > LASTCOUNT?};
    D -- 是 --> E[设置 ITERATOR 为 0];
    E --> F[处理新文件并发送邮件];
    F --> G[更新 LASTCOUNT];
    G --> C;
    D -- 否 --> C;

通过以上两种脚本，我们可以实现树莓派入侵检测系统的自动化邮件通知功能。你可以根据实际需求选择合适的脚本进行部署。

6. 脚本 2 详细实现与解释

6.1 完整脚本代码

#!/bin/bash
MOTIONCONF=/etc/motion/motion.conf
MOTIONDIR=' sudo grep "^target_dir" $MOTIONCONF | awk '{ print $2}''
if [ ! -d $MOTIONDIR ]; then
        mkdir $MOTIONDIR
        chown motion $MOTIONDIR
fi
LISTFILES=('find $MOTIONDIR -maxdepth 1 -type f | grep jpg$')
NUMFILES=' find $MOTIONDIR -maxdepth 1 -type f | grep jpg$ | wc -l'
LASTCOUNT=$NUMFILES

while true
do
    LASTCOUNT=$NUMFILES
    NUMFILES=' find $MOTIONDIR -maxdepth 1 -type f | grep jpg$ | wc -l'
    ITERATOR=0
    while [ $LASTCOUNT -lt $NUMFILES ]
    do
        IMAGEFILE=$(echo "${LISTFILES[$ITERATOR]}" | tail -n +$(($LASTCOUNT + 1)))
        echo -e "Warning,\nAn intruder was detected at `date`\nPlease see the image attached for details" \
        | mutt -s "[INTURDER ALERT] Intruder Detected" \
        –F /root/.muttrc \
        -a $IMAGEFILE -- <your email>
        ITERATOR=$(($ITERATOR + 1))
        LASTCOUNT=$(($LASTCOUNT + 1))
    done
    sleep 5 # 可根据需要调整检查间隔
done

6.2 代码解释

• 初始化部分 ：与脚本 1 类似，先获取 motion 配置文件中的目标目录，创建并设置目录权限，统计文件数量。同时，将 LASTCOUNT 初始化为当前文件数量。
• 无限循环 ：使用 while true 创建一个无限循环，确保脚本始终运行。
• 更新计数器 ：在每次循环中，更新 LASTCOUNT 和 NUMFILES 的值，以便比较是否有新文件产生。
• 检查新文件 ：使用 while [ $LASTCOUNT -lt $NUMFILES ] 检查是否有新文件。如果有，进入内层循环处理新文件。
• 处理新文件 ：使用 ITERATOR 作为迭代器，从文件列表中提取新文件，使用 mutt 发送邮件，并更新 ITERATOR 和 LASTCOUNT 。
• 睡眠间隔 ：使用 sleep 5 可以调整脚本的检查间隔，避免过于频繁的检查消耗系统资源。

7. 两种脚本的对比

对比项	脚本 1（cron 执行）	脚本 2（与 motion 守护进程一起启动）
启动方式	由 cron 定期执行	与 motion 守护进程一起启动，始终运行
文件处理	发送后删除文件	跟踪新文件并发送，保留所有文件
资源消耗	定期执行，资源消耗相对较低	始终运行，资源消耗相对较高
实时性	依赖 cron 配置，实时性较差	实时监控，实时性较好
复杂度	相对简单，逻辑清晰	相对复杂，需要处理多个循环和计数器

8. 部署与注意事项

8.1 脚本部署

• 脚本 1 ：将脚本保存为一个文件，例如 cron_script.sh ，并添加执行权限 chmod +x cron_script.sh 。然后使用 crontab -e 编辑 cron 表，添加定时任务，例如 */5 * * * * /path/to/cron_script.sh 表示每 5 分钟执行一次。
• 脚本 2 ：将脚本保存为一个文件，例如 motion_script.sh ，并添加执行权限 chmod +x motion_script.sh 。可以将脚本添加到 /etc/rc.local 中，在系统启动时自动运行，或者使用 systemd 服务进行管理。

8.2 注意事项

• 权限问题 ：确保脚本有足够的权限访问 motion 配置文件和图像文件目录。
• 邮件配置 ：确保 SSMTP 和 mutt 配置正确，能够正常发送邮件。
• 错误处理 ：在脚本中添加适当的错误处理机制，例如日志记录和错误提示，以便及时发现和解决问题。
• 资源管理 ：根据系统资源情况，合理调整脚本的检查间隔和执行频率，避免资源过度消耗。

9. 总结

通过本文，我们详细介绍了树莓派入侵检测系统的自动化邮件通知方案。从配置文件的使用、警报系统的测试，到故障排除和系统整合，我们逐步构建了一个完整的解决方案。通过两种不同的脚本实现，我们可以根据实际需求选择合适的方式来实现图像捕获后的自动邮件通知功能。

脚本 1 适合对实时性要求不高、希望节省存储空间的场景；脚本 2 适合对实时性要求较高、需要保留所有图像记录的场景。在部署脚本时，需要注意权限、邮件配置、错误处理和资源管理等问题，以确保系统的稳定运行。

希望本文能够帮助你实现树莓派入侵检测系统的自动化邮件通知功能，让你的安全监控更加便捷和高效。如果你在实践过程中遇到任何问题，欢迎在评论区留言讨论。