Webcamera in Bosco Gurin

Inhalt

1. Die Kamera
2. Technik
3. Der Linux-Server rossboda
4. Blitzschlag
5. Movies
6. Sonnenauf- und Untergang
7. WAP

Die Kamera

Die Webcamera in der Station Rossboda oberhalb der Grossalp in Bosco/Gurin ist seit Mai 1999 in Betrieb. Sie liefert jeden Tag fünf Bilder auf das Internet, jeweils um 0750, 0950, 1150, 1350 und 1550. Im Sommer werden die Zeiten der längeren Tagesdauer angepasst, damit das erste Bild am Morgen einen Eindruck vom Sonnenaufgang, das letzte am Abend die Stimmung des Sonnenuntergangs wiedergeben kann.

Daneben legt die Kamera ein Archiv mit einem Bild jede Stunde an.

Die Kamera wurde von Fulvio Sartori und Andreas Müller geplant und von der Firma Dr. Andreas Müller, Beratung und Entwicklung mit Unterstützung der Grossalp SA gebaut und der Grossalp SA zur Verfügung gestellt.

Selbstverständlich sind wir gerne bereit, jeden, der ein ähnliches Projekt plant, mit unserer Software zu unterstützen, allerdings nur, wenn die Sache auf Unix läuft.

Technik

Bei der Planung der Web-Kamera in der Wintersaison 98/99, der ersten mit den neuen Sesselbahnanlagen, wurde bald klar, dass eine 0815-Lösung hier nicht anwendbar war:

1. In der Bergstation Rossboda stehen nur beschränkte Möglichkeiten der Telekommunikation zur Verfügung, die Webcamera muss sich eine Telefonleitung mit dem Betrieb der Sesselbahn teilen.
2. Interaktive Bedienung der Kamera durch die Internet-Besucher scheidet damit aus.
3. Auf den Bildern von der Kamera sollte sowohl Urzeit und Datum als auch das Logo der Grossalp SA sichtbar sein.
4. Die Kamera muss mit extremen Helligkeitsunterschieden fertig werden, denn am frühen Morgen schaut sie direkt in die aufgehende Sonne.

Wir entschieden uns für eine Kamera von Axis, weil sie unseren Vorstellungen schon ziehmlich nahe kam. Allerdings mussten wir feststellen, dass wir kein eigenes Logo einprogrammieren konnten, dass der Schriftzug für Uhrzeit und Datum hässlich war, und dass sich die serielle Schnittstelle mit Modem nicht so flexibel konfigurieren liess, wie wir uns das gewünscht hätten.

Als erstes mussten wir ein Objektiv mit automatischer Blende installieren, sonst hätte das gleissende Sonnenlicht am Morgen den CCD-Chip der Kamera innert weniger Tage zerstört. Damit waren aber die Möglichkeiten der Kamera ausgeschöpft, wir brauchten mehr elektronische Intelligenz.

 

Der Linux-Server rossboda

Alle diese Probleme gelöst hat ein kleiner Linux-Server von Transtec, der ursprüglich im Technikraum unter der Bergstation der unteren Sesselliftsektion sein Dasein fristet, inzwischen aber in einen Raum neben der Kontrollkabine gezügelt wurde. Er teilt ein Ethernet mit der Web-Kamera oberhalb der Entlüftung an der Ostseite (der Talseite) des Ristorante Rossboda. Bei der Ankunft mit der Sesselbahn kann man die Kamera, oder vor allem den unförmigen schwarzen Kartonschirm zur Abdeckung zahlloser Reflexionen, hinter der Fensterfront sehen. Der Linux-Rechner leistet folgendes:

• Jede Stunde holt der Server bei der Kamera ein rohes Bild ab (im PPM Format), fügt das Logo ein, hängt die Zeile mit Uhrzeit und Datum an, quantisiert die Farbtabelle bei der Umwandlung nach GIF, und stellt es für den Transfer bereit. Alle diese Operationen erfolgen mit den Poskanzer Bitmap Utilities.
• Für den Transport ins Internet wird nicht eine Internet-Verbindung verwendet, denn diese würde meistens viel länger bestehen bleiben, als unbedingt notwendig ist. Ausserdem hätte sie relativ viel Overhead. Stattdessen verwenden wir das uralte UUCP-Protokoll, welches die Bandbreite viel besser ausnutzen kann, also kosteneffizienter arbeitet. Es ist auch in der Lage, abgebrochene Transfers wieder aufzunehmen, was schon oft genutzt wurde, bei FTP aber nicht möglich wäre.
• Die Telefonleitung auf der Grossalp hat relativ viele Störungen. Das Modem hat manchmal Mühe damit. Das UUCP-Protokoll kann damit jedoch umgehen, es kann allerdings vorkommen, dass ein Bild nicht übermittelt wird. Meistens liegt das daran, dass Modems immer versuchen, die höchstmögliche Übertragungsrate zu erreichen. Seit Ende November 1999 wurde die Konfiguration geändert, das Modem versucht jetzt gar nicht mehr, mehr als V.34 zu erreichen. Inzwischen arbeitet die Station mit ISDN.

Linux hat sich für diese Lösung ganz hervorragend bewährt:

1. die installierte Distribution 6.1 von SuSE enthällt alle Software, die für eine solche Anwendung benötigt wird. Inzwischen wurde das System auf SuSE 9.0 aufdatiert.
2. Alle Operationen lassen sich hervorragend automatisieren. Mit geringstem Aufwand wird neben der bereits beschriebenen Aufgaben jede Stunde ein Bild angefertigt und in einem Archiv abgelegt. Am Ende des Winters hoffen wir daraus einen Videofilm machen zu können, auf dem man im Zeitraffer sehen kann, wie der Schnee gekommen ist und wieder verschwand.
3. Linux lässt sich hervorragend aus der Ferne pflegen.

Am 10. Oktober 2000 wurde das Betriebssystem auf SuSE Linux 7.0 aufdatiert, bei dieser Gelegenheit wurde auch die Webcamera Firmware auf die neue Version 1.42 gebracht. Damit ist ein seltsamer Artefakt der vorhergehenden Version verschwunden, nämlich dass die Bildausschnitte von von JPEG- und GIF-Bildern verschieden waren. Dafür hat sich ein anderer Fehler gezeigt: am linken Rand der GIF Bilder befindet sich neu eine schwarze Linie, das erste Pixel jeder Pixelzeile ist schwarz. Ausser bei Pixelzeilen 122 und 263, wo das zweite Pixel schwarz ist. Ein Bug-Report ist bei Axis platziert worden (Incident 001017-0054), aber Axis verschanzt sich hinter der Position, das PPM-Format sei nur für interne Zwecke und ohne Support. Daher werden der Bug auch nicht gefixt. Für ein dokumentiertes Format eine eher löcherige Argumentation. Es bleibt zu hoffen, dass Axis den Open Source Gedanken, von dem die Axis Kamera 2100 so viel profitiert hat, noch etwas mehr verinnerlicht und an seiner Kundenfreundlichkeit arbeitet.

Nicht so bewährt hat sich jedoch das Modem von US-Robotics, es hat die unangenehme Eigenschaft, mindestens einmal im Monat einen Zustand zu verfallen, in dem es zwar noch anrufen und damit Kosten verursachen kann, eine Kommunikation ist jedoch fast nicht mehr möglich. Insbesondere kann es nicht keine Anrufe mehr entgegennehmen. Nur Power Off bringt das Modem wieder in einen gesunden Zustand. Die vom Blitz erschlagenen Elsa Modems verhielten sich diesbezüglich besser.

Blitzschlag

Schon bald nach der Inbetriebnahme kamen keine Bilder mehr von der Web-Kamera. Die Untersuchung ergab, dass ein Blitzschlag das Modem und das Motherboard des Rechners zerstört hatte. Und das obwohl alle Komponenten innerhalb des Gebäudes installiert sind. Zum Glück hatten wir die Kamera nicht direkt mit dem Modem verbunden, sie wäre wesentlich kostspieliger und nicht so leicht zu ersetzen gewesen.

Noch zwei Mal hat der Blitz ein Modem dahingerafft, beim letzten Mal fiel ihm nochmals ein Motherboard zum Opfer. Dieser letzte Schlag war so heftig, dass auf dem Motherboard ein Chip aufgesprengt wurde! Dank der Aufzeichnungen im Server konnten wir den Zeitpunkt dieser Blitzschläge auf 15 Minuten genau bestimmen.

Auch einen Disk hat es erwischt, so dass der jetzige Rechner nur noch Gehäuse und Netzteil mit dem ursprüglichen gemeinhat.

Movies

Erst seit kurzem gesammelt werden Bilddaten für Mpeg-Movies, in denen man den Wetterverlauf über den ganzen Tag sieht. Die Kamera liefert Bilder im PPM (portable pixmap) Format, die mit den Poskanzer Bitmap Utilities (netpbm) mit einem Zeitstempel in der rechten unteren Ecke versehen, skaliert und in die drei für Mpeg benötigten Farbauszüge Y (Luminanz), U und V (Chrominanz) zerlegt werden. Das Utility mpeg codiert daraus ein Mpeg-File minimaler grösse. Das Bildformat 176x144 zeigt zwar nicht unbedingt überwältigend viele Details, trotzdem kann es den Tagesverlauf des Wetters recht eindrücklich wiedergeben.

Die Grösse des Mpeg-Movies beträgt um 800kB sie hängt von der Tageslänge ab. Das nächstgrössere Standardbildformat 352x288 würde die Filegrösse und damit die Wartezeit über das Mass dessen hinaus steigern, was für die Anwendung sinnvoll ist.

Das Mpeg-File wird wieder mit UUCP &uulm;ber IP auf den Web-Server transportiert, wo alle Files in einem einzigen Verzeichnis abgelegt sind. Das Inhaltsverzeichnis der Movies wurde ursprünglich mit einem PHP3-Script dynamisch, also bei jedem Aufruf, erzeugt. Inzwischen ist das Ausgabeformat derart erweitert worden und die Anzahl der Files zu stark gestiegen, so dass das Script eine Laufzeit von 20 Sekunden (für 160 Files) erreichte. Daher wurden die Performance-kritischen Teile in ein C-Programm ausgelagert, welches rund 20mal schneller ist (ca. eine Sekunde für 166 Files).

Seit August 2000 im Testbetrieb und seit Oktober 2000 produktiv werden Movies mit einer zeitlichen Auflösung von 1 Minute und einem Bildformat von 352x288 Pixeln hergestellt. Diese sind zwischen 4 und 10MB gross, und werden nicht auf dem Internet publiziert. Man kann darin wunderschön kleinrämige Luftströngen an den von ihnen hervorgerufenen Kondensationsphänomenen verfolgen. Interessierten kann gegen einen Unkostenbeitrag eine CD mit ausgewählten Movies abgegeben werden.