《DNESP32S3使用指南-IDF版_V1.6》第五十六章 网络摄像头实验

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第五十六章 网络摄像头实验

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

* @param       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:Disconnect", 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:Disconnect", 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);

    }

}

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：

图56.4.1 设备连接到网络时，LCD显示的信息

打开视频传输上位机，然后配置网络参数，如TCPServer协议、端口号等，最后点击连接，如下图所示。

图56.4.1 视频传输上位机显示内容