ESP32-CAM 使用 webcam 摄像头实时查看视频_esp32cam

0 ESP32cam 介绍

ESP32-CAM 是小尺寸的摄像头模组该模块可以作为最小系统独立工作，尺寸仅为 2740.54.5mm，可广泛应用于各种物联网场合，适用于家庭智能设备、工业无线控制、无线监控、QR 无线识别，无线定位系统信号以及其它物联网应用，是物联网应用的理想解决方案。

产品特性:

• 采用低功耗双核32位CPU，可作应用处理器
• 主频高达240MHz，运算能力高达 600 DMIPS
• 内置 520 KB SRAM，外置8MB PSRAM
• 支持UART/SPI/I2C/PWM/ADC/DAC等接口
• 支持OV2640和OV7670摄像头，内置闪光灯
• 支持图片WiFI上传
• 支持TF卡
• 支持多种休眠模式。
• 内嵌Lwip和FreeRTOS
• 支持 STA/AP/STA+AP 工作模式
• 支持 Smart Config/AirKiss 一键配网
• 支持二次开发

ESP32cam 的接口引脚图如下所示：

1 arduino IDE

1.1 安装 arduino IDE

下载官方网址：https://www.arduino.cc/en/software
下载符合自己操作系统版本的IDE并安装。

1.2 arduino IDE 获取 ESP32 开发环境

由于 arduino IDE 中本身是没有 ESP32 的开发版，需要手动进行安装，安装方式如下：

• 打开 Arduino IDE ，找到 文件>首选项 ,将 ESP32 的配置链接填入附加开发板管理网址中。

  # 配置链接 https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

  

• 在 Arduino IDE 中，找到 工具>开发板>开发板开发板管理，搜索 ESP32 或者直接选择 ESP32 Wrover Module

  
  

2 内网视频实时查看

2.1 选择 文件>示例>ESP32>Camera>CameraWebServer ,进入示例代码界面

2.2 修改示例代码中的相关参数

• 修改示例代码中的 wifi 和密码的名称。
• 修改示例代码中的摄像头类型为 CAMERA_MODEL_AI_THINKER 。
  

2.3 运行结果

上传成功后，按一下 ESP32cam 开发板上的 RST 按键 ，重新启动开发板。
选择 工具>串口监视器，查看串口中输出的 ip，并用浏览器打开 ip 即可实时查看视频画面。

2.4 代码

#include \"esp_camera.h\"#include //// WARNING!!! PSRAM IC required for UXGA resolution and high JPEG quality// Ensure ESP32 Wrover Module or other board with PSRAM is selected// Partial images will be transmitted if image exceeds buffer size//// Select camera model// #define CAMERA_MODEL_WROVER_KIT // Has PSRAM//#define CAMERA_MODEL_ESP_EYE // Has PSRAM//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM // Has PSRAM//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_V2_PSRAM // M5Camera version B Has PSRAM//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_WIDE // Has PSRAM//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_ESP32CAM // No PSRAM#define CAMERA_MODEL_AI_THINKER // Has PSRAM//#define CAMERA_MODEL_TTGO_T_JOURNAL // No PSRAM#include \"camera_pins.h\"const char* ssid = \"TP-LINK_1760\";const char* password = \"987654321\";void startCameraServer();void setup() { Serial.begin(115200); Serial.setDebugOutput(true); Serial.println(); camera_config_t config; config.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0; config.ledc_timer = LEDC_TIMER_0; config.pin_d0 = Y2_GPIO_NUM; config.pin_d1 = Y3_GPIO_NUM; config.pin_d2 = Y4_GPIO_NUM; config.pin_d3 = Y5_GPIO_NUM; config.pin_d4 = Y6_GPIO_NUM; config.pin_d5 = Y7_GPIO_NUM; config.pin_d6 = Y8_GPIO_NUM; config.pin_d7 = Y9_GPIO_NUM; config.pin_xclk = XCLK_GPIO_NUM; config.pin_pclk = PCLK_GPIO_NUM; config.pin_vsync = VSYNC_GPIO_NUM; config.pin_href = HREF_GPIO_NUM; config.pin_sscb_sda = SIOD_GPIO_NUM; config.pin_sscb_scl = SIOC_GPIO_NUM; config.pin_pwdn = PWDN_GPIO_NUM; config.pin_reset = RESET_GPIO_NUM; config.xclk_freq_hz = 20000000; config.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG; // if PSRAM IC present, init with UXGA resolution and higher JPEG quality //for larger pre-allocated frame buffer. if(psramFound()){ config.frame_size = FRAMESIZE_UXGA; config.jpeg_quality = 10; config.fb_count = 2; } else { config.frame_size = FRAMESIZE_SVGA; config.jpeg_quality = 12; config.fb_count = 1; }#if defined(CAMERA_MODEL_ESP_EYE) pinMode(13, INPUT_PULLUP); pinMode(14, INPUT_PULLUP);#endif // camera init esp_err_t err = esp_camera_init(&config); if (err != ESP_OK) { Serial.printf(\"Camera init failed with error 0x%x\", err); return; } sensor_t * s = esp_camera_sensor_get(); // initial sensors are flipped vertically and colors are a bit saturated if (s->id.PID == OV3660_PID) { s->set_vflip(s, 1); // flip it back s->set_brightness(s, 1); // up the brightness just a bit s->set_saturation(s, -2); // lower the saturation } // drop down frame size for higher initial frame rate s->set_framesize(s, FRAMESIZE_QVGA);#if defined(CAMERA_MODEL_M5STACK_WIDE) || defined(CAMERA_MODEL_M5STACK_ESP32CAM) s->set_vflip(s, 1); s->set_hmirror(s, 1);#endif WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.print(\".\"); } Serial.println(\"\"); Serial.println(\"WiFi connected\"); startCameraServer(); Serial.print(\"Camera Ready! Use \'http://\"); Serial.print(WiFi.localIP()); Serial.println(\"\' to connect\");}void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: delay(10000);}

3 烧录程序到 ESP32cam 开发板中

3.1 通过配套的下载器进行下载

• 将下载器与 ESP32cam 安装到一起，使用数据线链接到电脑，安装商家提供的驱动，之后在 工具选项中选择对应的 开发板与串口。
  

• 然后点击左上角的编译验证按钮进行编译，编译成功后点击旁边的上传按钮烧录到 ESP32cam 开发板中。
  

3.2 通过 USB转TTL(CH340)下载器进行下载

USB转TTL下载器仅仅是连接线上与配套送的下载器不同，其他下载步骤是一样的。

USB转TTL下载器与 ESP32cam 的链接线如下：

• USB转TTL VCC 接 ESP32cam 5V
• USB转TTL GND 接 ESP32cam GND
• USB转TTL RXD 接 ESP32cam TXD
• USB转TTL TXD 接 ESP32cam RXD
• 下载时，需要将 GPIO1 接到 GND 上，用来启动下载模式。

4 外网视频实时查看

外网视频实时查看分为：

• esp32cam 开发板中运行的程序；
• 服务器中运行的程序。

通过ESP32cam 将视频数据发送的服务器中，服务器运行接受程序进行接收并展示，这样的好处是可以发送到外部公网服务器中。

esp32cam 中的程序如下：

#include #include #include \"esp_camera.h\"#include  const char *ssid = \"TP-LINK_1760\";const char *password = \"987654321\";const IPAddress serverIP(192,168,1,104); //欲访问的地址，即服务器的ip，可内网也可公网uint16_t serverPort = 18080; //服务器端口号# MTU#define maxcache 1430 WiFiClient client; //声明一个客户端对象，用于与服务器进行连接 //CAMERA_MODEL_AI_THINKER类型摄像头的引脚定义#define PWDN_GPIO_NUM 32#define RESET_GPIO_NUM -1#define XCLK_GPIO_NUM 0#define SIOD_GPIO_NUM 26#define SIOC_GPIO_NUM 27 #define Y9_GPIO_NUM 35#define Y8_GPIO_NUM 34#define Y7_GPIO_NUM 39#define Y6_GPIO_NUM 36#define Y5_GPIO_NUM 21#define Y4_GPIO_NUM 19#define Y3_GPIO_NUM 18#define Y2_GPIO_NUM 5#define VSYNC_GPIO_NUM 25#define HREF_GPIO_NUM 23#define PCLK_GPIO_NUM 22 static camera_config_t camera_config = { .pin_pwdn = PWDN_GPIO_NUM, .pin_reset = RESET_GPIO_NUM, .pin_xclk = XCLK_GPIO_NUM, .pin_sscb_sda = SIOD_GPIO_NUM, .pin_sscb_scl = SIOC_GPIO_NUM, .pin_d7 = Y9_GPIO_NUM, .pin_d6 = Y8_GPIO_NUM, .pin_d5 = Y7_GPIO_NUM, .pin_d4 = Y6_GPIO_NUM, .pin_d3 = Y5_GPIO_NUM, .pin_d2 = Y4_GPIO_NUM, .pin_d1 = Y3_GPIO_NUM, .pin_d0 = Y2_GPIO_NUM, .pin_vsync = VSYNC_GPIO_NUM, .pin_href = HREF_GPIO_NUM, .pin_pclk = PCLK_GPIO_NUM, .xclk_freq_hz = 20000000, .ledc_timer = LEDC_TIMER_0, .ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0, .pixel_format = PIXFORMAT_JPEG, // .frame_size = FRAMESIZE_VGA, // FRAMESIZE_UXGA (1600 x 1200) // FRAMESIZE_QVGA (320 x 240) // FRAMESIZE_CIF (352 x 288) // FRAMESIZE_VGA (640 x 480) // FRAMESIZE_SVGA (800 x 600) // FRAMESIZE_XGA (1024 x 768) // FRAMESIZE_SXGA (1280 x 1024) .frame_size = FRAMESIZE_QVGA, .jpeg_quality = 24, // 图像质量（jpeg_quality) 可以是 0 到 63 之间的数字。数字越小意味着质量越高 .fb_count = 1,};void wifi_init(){ WiFi.mode(WIFI_STA); WiFi.setSleep(false); //关闭STA模式下wifi休眠，提高响应速度 WiFi.begin(ssid, password); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { delay(500); Serial.print(\".\"); } Serial.println(\"WiFi Connected!\"); Serial.print(\"IP Address:\"); Serial.println(WiFi.localIP());}esp_err_t camera_init() { //initialize the camera esp_err_t err = esp_camera_init(&camera_config); if (err != ESP_OK) { Serial.println(\"Camera Init Failed\"); return err; } sensor_t * s = esp_camera_sensor_get(); //initial sensors are flipped vertically and colors are a bit saturated if (s->id.PID == OV2640_PID) { // s->set_vflip(s, 1);//flip it back // s->set_brightness(s, 1);//up the blightness just a bit // s->set_contrast(s, 1); } Serial.println(\"Camera Init OK!\"); return ESP_OK;} void setup(){ Serial.begin(115200); wifi_init(); camera_init();} void loop(){ Serial.println(\"Try To Connect TCP Server!\"); if (client.connect(serverIP, serverPort)) //尝试访问目标地址 { Serial.println(\"Connect Tcp Server Success!\"); //client.println(\"Frame Begin\"); //46 72 61 6D 65 20 42 65 67 69 6E // 0D 0A 代表换行 //向服务器发送数据 while (1){  camera_fb_t * fb = esp_camera_fb_get(); uint8_t * temp = fb->buf; //这个是为了保存一个地址，在摄像头数据发送完毕后需要返回，否则会出现板子发送一段时间后自动重启，不断重复 if (!fb) {  Serial.println( \"Camera Capture Failed\"); } else { //先发送Frame Begin 表示开始发送图片 然后将图片数据分包发送 每次发送1430 余数最后发送  //完毕后发送结束标志 Frame Over 表示一张图片发送完毕  client.print(\"Frame Begin\"); //一张图片的起始标志 // 将图片数据分段发送 int leng = fb->len; int timess = leng/maxcache; int extra = leng%maxcache; for(int j = 0;j< timess;j++) {  client.write(fb->buf, maxcache);  for(int i =0;i< maxcache;i++)  { fb->buf++;  } } client.write(fb->buf, extra); client.print(\"Frame Over\"); // 一张图片的结束标志 Serial.print(\"This Frame Length:\"); Serial.print(fb->len); Serial.println(\".Succes To Send Image For TCP!\"); //return the frame buffer back to the driver for reuse fb->buf = temp; //将当时保存的指针重新返还 esp_camera_fb_return(fb); //这一步在发送完毕后要执行，具体作用还未可知。  } delay(20);//短暂延时 增加数据传输可靠性 } /* while (client.connected() || client.available()) //如果已连接或有收到的未读取的数据 { if (client.available()) //如果有数据可读取 { String line = client.readStringUntil(\'\\n\'); //读取数据到换行符 Serial.print(\"ReceiveData：\"); Serial.println(line); client.print(\"--From ESP32--:Hello Server!\"); } } Serial.println(\"close connect!\"); client.stop(); //关闭客户端 */ } else { Serial.println(\"Connect To Tcp Server Failed!After 10 Seconds Try Again!\"); client.stop(); //关闭客户端 } delay(10000);}

服务器中运行的程序（Python）:

import socketimport threadingimport timeimport numpy as npimport cv2 begin_data = b\'Frame Begin\'end_data = b\'Frame Over\' #接收数据# ESP32发送一张照片的流程# 先发送Frame Begin 表示开始发送图片 然后将图片数据分包发送 每次发送1430 余数最后发送# 完毕后发送结束标志 Frame Over 表示一张图片发送完毕# 1430 来自ESP32cam发送的一个包大小为1430 接收到数据 data格式为b\'\'def handle_sock(sock, addr): temp_data = b\'\' t1 = int(round(time.time() * 1000)) while True: data = sock.recv(1430) # 如果这一帧数据包的开头是 b\'Frame Begin\' 则是一张图片的开始 if data[0:len(begin_data)] == begin_data: # 将这一帧数据包的开始标志信息（b\'Frame Begin\'）清除 因为他不属于图片数据 data = data[len(begin_data):len(data)] # 判断这一帧数据流是不是最后一个帧 最后一针数据的结尾时b\'Frame Over\' while data[-len(end_data):] != end_data: temp_data = temp_data + data # 不是结束的包 讲数据添加进temp_data data = sock.recv(1430)# 继续接受数据 直到接受的数据包包含b\'Frame Over\' 表示是这张图片的最后一针 # 判断为最后一个包 将数据去除 结束标志信息 b\'Frame Over\' temp_data = temp_data + data[0:(len(data) - len(end_data))] # 将多余的（\\r\\nFrame Over）去掉 其他放入temp_data # 显示图片 receive_data = np.frombuffer(temp_data, dtype=\'uint8\') # 将获取到的字符流数据转换成1维数组 r_img = cv2.imdecode(receive_data, cv2.IMREAD_COLOR) # 将数组解码成图像 # r_img = r_img.reshape(480, 640, 3) # r_img = r_img.reshape(320, 240, 3) t2 = int(round(time.time() * 1000)) fps = 1000//(t2-t1) cv2.putText(r_img, \"FPS\" + str(fps), (50, 50), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (255, 0, 0), 2) cv2.imshow(\'server_frame\', r_img) if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord(\'q\'): break t1 = t2 print(\"接收到的数据包大小：\" + str(len(temp_data))) # 显示该张照片数据大小 temp_data = b\'\' # 清空数据 便于下一章照片使用 server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)# 这里的 ip 与端口是运行该程序的服务器的 ip 与端口，需要与 arduino 中的一致server.bind((\'192.168.1.104\', 18080))server.listen(5)CONNECTION_LIST = [] #主线程循环接收客户端连接while True: sock, addr = server.accept() CONNECTION_LIST.append(sock) print(\'Connect--{}\'.format(addr)) #连接成功后开一个线程用于处理客户端 client_thread = threading.Thread(target=handle_sock, args=(sock, addr)) client_thread.start()