《ESP32-S3使用指南—IDF版 V1.6》第五十六章网络摄像头实验

正点原子运营 · 发表于昨天 09:10

第五十六章网络摄像头实验

1）实验平台：正点原子DNESP32S3开发板

2）章节摘自【正点原子】ESP32-S3使用指南—IDF版 V1.6

3）购买链接：https://detail.tmall.com/item.htm?&id=768499342659

4）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/docs/boards/esp32/ATK-DNESP32S3.html

5）正点原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890

6）正点原子DNESP32S3开发板技术交流群：132780729

网络摄像头是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品，除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统，使得视频数据经压缩加密后，通过局域网，internet或无线网络送至终端用户。而远端用户可在PC上使用标准的网络浏览器，根据网络摄像机的IP地址，对网络摄像机进行访问，实时监控目标现场的情况，并可对图像资料实时编辑和存储，同时还可以控制摄像机的云台和镜头，进行全方位地监控。本章的实验是以网络调试助手作为客户端，开发板作为服务器。服务器把摄像头处理的数据使用网卡发送至服务器当中，并且在服务器实时更新图像。
本章分为如下几个部分：
56.1 ATK-MC5640&MC2640简介
56.2 硬件设计
56.3 软件设计
56.4 下载验证

56.1 ATK-MC5640&MC2640简介
本实验支持正点原子5640和2640模块，这两个模块的相关资料可在正点原子提供的《ATK-MC2640模块用户手册_V1.1》和《ATK-MC5640模块用户手册V1.0》用户手册查看。

56.2 硬件设计

1. 例程功能
本章实验功能简介：开发板主控芯片通过SCCB协议对ATK-MC5640/ ATK-MC2640模块中的摄像头传感器进行配置等通讯，并通过CAMERA接口获取ATK-MC5640/ ATK-MC2640模块输出的JPEG图像数据，然后将获取到的图像实时的发往至正点原子自研的ATK-XCAM软件。

2. 硬件资源
1）LED灯
      LED-IO1
2）XL9555
      IIC_INT-IO0（需在P5连接IO0）
      IIC_SDA-IO41
      IIC_SCL-IO42
3）SPILCD
      CS-IO21
      SCK-IO12
      SDA-IO11
      DC-IO40（在P5端口，使用跳线帽将IO_SET和LCD_DC相连）
      PWR- IO1_3（XL9555）
      RST- IO1_2（XL9555）
4）CAMERA
      OV_SCL-IO38
      OV_SDA- IO39
      VSYNC- IO47
      HREF- IO48
      PCLK- IO45
      D0- IO4
      D1- IO5
      D2- IO6
      D3- IO7
      D4- IO15
      D5- IO16
      D6- IO17
      D7- IO18
      RESET-IO0_5（XL9555）
      PWDN-IO0_4（XL9555）

3. 原理图
CAMERA接口与ESP32-S3的连接关系，如下图所示：

图56.2.1 CAMERA接口与ESP32-S3的连接电路图

56.3 软件设计

56.3.1 程序流程图
程序流程图能帮助我们更好的理解一个工程的功能和实现的过程，对学习和设计工程有很好的主导作用。下面看看本实验的程序流程图：

图56.3.1.1 程序流程图

56.3.2 程序解析
在本章节中，我们主要关注两个文件：lwip_demo.c和lwip_demo.h。lwip_demo.h文件主要声明了lwip_demo函数，这部分相对简单，所以我们暂不详细解释。主要关注点是lwip_demo.c文件中的函数。在lwip_demo函数中，我们配置了相关的TCPClient参数，并创建了一个名为lwip_send_thread的发送数据线程。这个线程通过调用scokec函数来发送数据到服务器。接下来，我们将分别详细解释lwip_demo函数和lwip_send_thread任务。

/* 需要自己设置远程IP地址 */
#define IP_ADDR "192.168.2.245"
#define LWIP_DEMO_RX_BUFSIZE 100 /* 最大接收数据长度 */
#define LWIP_DEMO_PORT 8080 /* 连接的本地端口号 */
#define LWIP_SEND_THREAD_PRIO 10 /* 发送数据线程优先级 */
/* 接收数据缓冲区 */
uint8_t g_lwip_demo_recvbuf[LWIP_DEMO_RX_BUFSIZE];
/* 数据发送标志位 */
uint8_t g_lwip_send_flag;
int g_sock = -1;
int g_lwip_connect_state = 0;
static void lwip_send_thread(void *arg);
/**
* @brief 发送数据线程
* [url=home.php?mod=space&uid=271674]@param[/url] 无
* @retval 无
*/
void lwip_data_send(void)
{
xTaskCreate(lwip_send_thread, "lwip_send_thread", 2 * 1024,
NULL, LWIP_SEND_THREAD_PRIO, NULL);
}
/**
* @brief lwip_demo实验入口
* @param 无
* @retval 无
*/
void lwip_demo(void)
{
int err;
struct sockaddr_in atk_client_addr;
int recv_data_len;
char *tbuf;
lwip_data_send(); /* 创建发送数据线程 */
while (1)
{
sock_start:
g_lwip_connect_state = 0;
atk_client_addr.sin_family = AF_INET; /* 表示IPv4网络协议 */
atk_client_addr.sin_port = htons(LWIP_DEMO_PORT); /* 端口号 */
atk_client_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(IP_ADDR); /* 远程IP地址 */
g_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);/* 可靠数据流交付服务既是TCP协议 */
memset(&(atk_client_addr.sin_zero), 0,
sizeof(atk_client_addr.sin_zero));
tbuf = malloc(200); /* 申请内存 */
sprintf((char *)tbuf, "Port:%d", LWIP_DEMO_PORT); /* 客户端端口号 */
lcd_show_string(5, 170, 200, 16, 16, tbuf, MAGENTA);
/* 连接远程IP地址 */
err = connect(g_sock, (struct sockaddr *)&atk_client_addr,
sizeof(struct sockaddr));
if (err == -1)
{
lcd_show_string(5, 190, 200, 16, 16, "State<img src="static/image/smiley/default/biggrin.gif" border="0" smilieid="3" alt=":D">isconnect", MAGENTA);
g_sock = -1;
closesocket(g_sock);
free(tbuf);
vTaskDelay(10);
goto sock_start;
}
lcd_show_string(5,190,200,16,16,"State:Connection Successful",MAGENTA);
g_lwip_connect_state = 1;
while (1)
{
recv_data_len = recv(g_sock,g_lwip_demo_recvbuf,
LWIP_DEMO_RX_BUFSIZE,0);
if (recv_data_len <= 0 )
{
closesocket(g_sock);
g_sock = -1;
lcd_fill(5, 190, lcd_self.width,320, WHITE);
lcd_show_string(5,190, 00,16,16,"State<img src="static/image/smiley/default/biggrin.gif" border="0" smilieid="3" alt=":D">isconnect", MAGENTA);
free(tbuf);
goto sock_start;
}
vTaskDelay(1);
}
}
}
/**
* @brief 发送数据线程函数
* @param pvParameters : 传入参数(未用到)
* @retval 无
*/
void lwip_send_thread(void *pvParameters)
{
pvParameters = pvParameters;
camera_fb_t *camera_frame = NULL;
while (1)
{
if (g_lwip_connect_state == 1) /* 有数据要发送 */
{
camera_frame = esp_camera_fb_get();
write(g_sock, camera_frame->buf, camera_frame->len);
esp_camera_fb_return(camera_frame);
}
vTaskDelay(1);
}
}

复制代码

在上述源码中，首先创建了一个用于发送ESP32-S3设备数据的任务。然后，对TCPClient进行网络参数配置，并调用connect函数来建立与远程服务器的连接。当连接成功时，系统将进入接收轮询任务。如果出现断开连接的情况，系统将尝试重新连接服务器。在发送线程中，发送数据前会检查连接标志位。如果标志位有效，则通过write函数发送摄像头图像数据。

56.4 下载验证
在程序中，首先需要设置好能够连接的网络账号和密码。然后，使用笔记本电脑作为终端，确保它与ESP32-S3设备处于同一网络段内。当ESP32-S3设备成功连接到网络时，它的LCD显示屏上会显示相应的内容：