ESP32-CAM ArduinoIDE开发系列文章目录

第一篇：ESP32-CAM高性价比WIFI图传方案快速入门教程

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前言

daodanjishui物联网核心原创技术之ESP32 Arduino IDE开发。

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一、高性价比WIFI图传方案是什么？

    目前基于图像处理使用市场上监控摄像头二次开发的案例很多，包括海康威视萤石开源摄像头；还有使用自带FIFO的OV7725或者OV7670摄像头模块结合stm32进行图传；还有OPENMV+OV7725的图像处理方案；还有一种使用MIPS架构的路由器芯片例如RT5350加免驱MPJG摄像头方案。每一种方案价格都要达到50块以上，因为除了购买摄像头之外还有购买单片机，成本降不下来。
    好消息的是，乐鑫科技推出的ESP32芯片能满足图传的需求，某宝基于该芯片出售的ESP32-cam摄像头模块能满足图传的需求，最低价格26块能买到手，性价比相当高，ESP32的运行速度和wifi速度都比ESP8266高。26块集成了ESP32最小系统板和OV2640摄像头和板载蓝牙wifi天线，买了也不亏，一个好点的USB摄像头都不只这个价格了！为啥很少人使用呢？原因是入门比较麻烦。要是使用乐鑫idf去搭建开发图传，很麻烦，很难成功。
    后期将会使用这个摄像头推出最简单DIY基于ESP32CAM的物联网相机系统 敬请期待！

国内某个测评网有详细简介：https://post.smzdm.com/p/amm03d0d/
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详细管脚图是：

硬件结构图：

二、搭建Arduino IDE开发环境 编写第一个图传程序

    该模块在某宝很多家店铺有售，至于代工厂估计有很多家，但是根据原理图就那么多IO口，资料都是通用的。
    经过我自己个人努力，半年时间内掌握了ESP32图传技术，采用的是Arduino开发环境开发，很多情况下使用库函数来快速实现图传的功能。搭建开发环境也花了不少时间，后面根据一个教程搭建成功了。

1.观看搭建开发环境视频教程

搭建视频链接：https://pan.baidu.com/s/1_xYw-Mg3LPb5vqMuVgiD2A
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提取码：qdl2

搭建软件及素材：链接：https://pan.baidu.com/s/1eIES_hDWNgr5lZD4akP9Jw
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提取码：zrwu

2.下载我修改过的源码

    下面是我根据搭建环境自带的图传源码修改裁剪后的图传源码(在最后免费下载)，该源码是我将三四个源码文件裁剪修改合成一个源码文件，实现了图传功能，代码精简利于阅读和学习，先进行配置和运行的说明：
源码下载地址

3.根据搭建开发环境视频教程安装Arduino IED FOR ESP32

视频中搭建环境的资料可能比较陈旧，如果安装包失效，或者出现安装失败可以尝试下：
http://www.kpcb.org.cn/h-nd-288.html#_np=136_468
点我跳转

如果对ESP32开发感兴趣的读者可以看看下面的那本书，虽然我已经入门，但是还是购买了这本书作为开发的参考。特别是搭建环境失败的读者，仔细看看下面三个截图，肯定会找到突破口的。

4.打开源码工程

(1)整个工程就是一个9kb的源码，名字叫websocet.ino文件，然后修改热点的名称和密码，如下图所示：

然后你还要配置一下开发板，这个步骤一定不能出问题，如下图。

到这里你会看到“端口”是灰色的（如上图所示），说明你的单片机没有通过USB转TTL模块连上你的电脑，所以你需要连接好才能让这个端口显示出来，怎么连呢？后面有详细介绍，不连串口是不会影响你的编译的，只会影响你串口下载程序到单片机上，如下图所示。

点击编译按钮

正在编译，如下图所示：

直到编译完成，说明你程序没有错，可以下载到单片机了，如果有错，就必须修改到正确才能下载程序，如下图所示，3MB大小的程序存储空间：

(2)找一个CH340的USB转TTL电平的模块，某宝几块钱有卖的，按照下图接上模块：

右边的模块就是USB转TTL模块，主要是用来下载程序和串口调试，左边接ESP32CAM模块，右边接电脑。

个人建议给cam模块供电压5V在第一张原理图左下角的端口供电，免得电源不足，不要接错了！

UoR就是ＲＸ端

UOT是TX端

这两个端跟CH340的RX、TX交叉连接，如图示

将IO0端口与GND连接上之后就可以马上下载程序了（必须要注意，下载完毕记得拔除这个线才能运行程序，否则一直是下载程序的模式）

5.下载程序

用Arduino下载程序，如下图所示：(如果下载过程中出现失败，可以尝试按下模块的RST按键)

等待完成，如上图所示：

下载完成，如上图所示。

6.运行与调试

这个时候要把GPIO0的线拔除，按重启键就可以运行代码了，否则不行。先打开“串口监视器”如下图所示：

按下单片机的重启键“RST”，查看串口打印信息,如下图所示：

在监视器看到连上了无线路由器，从图上看出，RST按下时，第一次程序运行不对，第二次运行正确了，打印出ＩＰ地址。右下角显示有设备连上热点。多试试几次就能成功的！
那么就可以在浏览器验证图传效果了，打开谷歌浏览器，输入网址串口打印的网址：172.25.139.2（个人具体IP看打印为准）就可以看到摄像头采集的视频流，相当流畅，如下图所示：(其他浏览器可能失败，由于摄像前面的保护膜没有撕掉，所以有点模糊，视频还是很流畅的。)：

到此为止，调试结束。
代码如下（示例）：

#include "esp_camera.h"
#include <WiFi.h>
#include "esp_timer.h"
#include "img_converters.h"
#include "Arduino.h"
#include "fb_gfx.h"
#include "soc/soc.h" //disable brownout problems
#include "soc/rtc_cntl_reg.h"  //disable brownout problems
#include "esp_http_server.h"
//Replace with your network credentials
const char* ssid = "路由器无线wifi名称";
const char* password = "路由器密码";
#define PART_BOUNDARY "123456789000000000000987654321"

// This project was tested with the AI Thinker Model, M5STACK PSRAM Model and M5STACK WITHOUT PSRAM
#define CAMERA_MODEL_AI_THINKER
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_WITHOUT_PSRAM

// Not tested with this model
//#define CAMERA_MODEL_WROVER_KIT

#if defined(CAMERA_MODEL_WROVER_KIT)
  #define PWDN_GPIO_NUM    -1
  #define RESET_GPIO_NUM   -1
  #define XCLK_GPIO_NUM    21
  #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      19
  #define Y4_GPIO_NUM      18
  #define Y3_GPIO_NUM       5
  #define Y2_GPIO_NUM       4
  #define VSYNC_GPIO_NUM   25
  #define HREF_GPIO_NUM    23
  #define PCLK_GPIO_NUM    22

#elif defined(CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM)
  #define PWDN_GPIO_NUM     -1
  #define RESET_GPIO_NUM    15
  #define XCLK_GPIO_NUM     27
  #define SIOD_GPIO_NUM     25
  #define SIOC_GPIO_NUM     23
  
  #define Y9_GPIO_NUM       19
  #define Y8_GPIO_NUM       36
  #define Y7_GPIO_NUM       18
  #define Y6_GPIO_NUM       39
  #define Y5_GPIO_NUM        5
  #define Y4_GPIO_NUM       34
  #define Y3_GPIO_NUM       35
  #define Y2_GPIO_NUM       32
  #define VSYNC_GPIO_NUM    22
  #define HREF_GPIO_NUM     26
  #define PCLK_GPIO_NUM     21

#elif defined(CAMERA_MODEL_M5STACK_WITHOUT_PSRAM)
  #define PWDN_GPIO_NUM     -1
  #define RESET_GPIO_NUM    15
  #define XCLK_GPIO_NUM     27
  #define SIOD_GPIO_NUM     25
  #define SIOC_GPIO_NUM     23
  
  #define Y9_GPIO_NUM       19
  #define Y8_GPIO_NUM       36
  #define Y7_GPIO_NUM       18
  #define Y6_GPIO_NUM       39
  #define Y5_GPIO_NUM        5
  #define Y4_GPIO_NUM       34
  #define Y3_GPIO_NUM       35
  #define Y2_GPIO_NUM       17
  #define VSYNC_GPIO_NUM    22
  #define HREF_GPIO_NUM     26
  #define PCLK_GPIO_NUM     21

#elif defined(CAMERA_MODEL_AI_THINKER)
  #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
#else
  #error "Camera model not selected"
#endif

static const char* _STREAM_CONTENT_TYPE = "multipart/x-mixed-replace;boundary=" PART_BOUNDARY;
static const char* _STREAM_BOUNDARY = "\r\n--" PART_BOUNDARY "\r\n";
static const char* _STREAM_PART = "Content-Type: image/jpeg\r\nContent-Length: %u\r\n\r\n";

httpd_handle_t stream_httpd = NULL;

static esp_err_t stream_handler(httpd_req_t *req){
  camera_fb_t * fb = NULL;
  esp_err_t res = ESP_OK;
  size_t _jpg_buf_len = 0;
  uint8_t * _jpg_buf = NULL;
  char * part_buf[64];

  res = httpd_resp_set_type(req, _STREAM_CONTENT_TYPE);
  if(res != ESP_OK){
    return res;
  }

  while(true){
    fb = esp_camera_fb_get();
    if (!fb) {
      Serial.println("Camera capture failed");
      res = ESP_FAIL;
    } else {
      
        if(fb->format != PIXFORMAT_JPEG){
           Serial.println("fb->format != PIXFORMAT_JPEG");
          bool jpeg_converted = frame2jpg(fb, 80, &_jpg_buf, &_jpg_buf_len);
          esp_camera_fb_return(fb);
          fb = NULL;
          if(!jpeg_converted){
            Serial.println("JPEG compression failed");
            res = ESP_FAIL;
          }
        } else {
           Serial.println("fb->format == PIXFORMAT_JPEG");
            Serial.println((char*)fb->buf);
          _jpg_buf_len = fb->len;
          _jpg_buf = fb->buf;
        }
      }
    
    if(res == ESP_OK){
      size_t hlen = snprintf((char *)part_buf, 64, _STREAM_PART, _jpg_buf_len);
      res = httpd_resp_send_chunk(req, (const char *)part_buf, hlen);
    }
    if(res == ESP_OK){
      res = httpd_resp_send_chunk(req, (const char *)_jpg_buf, _jpg_buf_len);
     
    }
    if(res == ESP_OK){
      res = httpd_resp_send_chunk(req, _STREAM_BOUNDARY, strlen(_STREAM_BOUNDARY));
    }
    if(fb){
      esp_camera_fb_return(fb);
      fb = NULL;
      _jpg_buf = NULL;
    } else if(_jpg_buf){
      free(_jpg_buf);
      _jpg_buf = NULL;
    }
    if(res != ESP_OK){
      break;
    }
    Serial.printf("MJPG: %uB\n",(uint32_t)(_jpg_buf_len));
  }
  return res;
}

void startCameraServer(){
  httpd_config_t config = HTTPD_DEFAULT_CONFIG();
  config.server_port = 80;

  httpd_uri_t index_uri = {
    .uri       = "/",
    .method    = HTTP_GET,
    .handler   = stream_handler,
    .user_ctx  = NULL
  };
  
  //Serial.printf("Starting web server on port: '%d'\n", config.server_port);
  if (httpd_start(&stream_httpd, &config) == ESP_OK) {
    httpd_register_uri_handler(stream_httpd, &index_uri);
  }
}

void setup() {
  //WRITE_PERI_REG(RTC_CNTL_BROWN_OUT_REG, 0); //disable brownout detector
 
  Serial.begin(115200);
  
  
  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; 
 // config.frame_size = FRAMESIZE_QQVGA;
 config.frame_size = FRAMESIZE_QVGA;
  config.jpeg_quality = 10;
  config.fb_count = 2;

  
  // 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;
  }
 
  // Wi-Fi connection
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
  
  Serial.print("Camera Stream Ready! Go to: http://");
  Serial.print(WiFi.localIP());
 
  // Start streaming web server
  startCameraServer();

}

void loop() {
}

其实读者也可以用Arduino新建工程，把我这个代码拷贝到工程里面编译即可，代码就一个文件，非常方便。有些读者可能会说，博主你怎么不解释一下代码的工作原理呢？因为这个是入门教程，不需要涉及复杂的代码研究，如果想深入理解可以去Arduino库看看源码，或者你就需要关注我后期系列的文章了。用Arduino开发说白了就是忽略代码的细节用加载库调用函数的方式解决问题！这样是Arduino的优势所在。
    如果读者硬要研究底层摄像头驱动的代码，我建议读者去研究linux一个开源程序Mjpg-Streamer，这个代码我整整读了三年，还没有完全读懂，是一个团队写的，可以部署在路由器、ARM、Linux-PC等等平台的开源源码。市面上一些无人机的图传摄像头方案就用了该方案，后期我会出该源码的OpenWRT路由器应用程序开发，敬请期待。

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总结

    该教程演示了用ESP32作为一个STA模式连上路由器或者笔记本热点，在同一个局域网环境下用浏览器登录ESP32的IP地址就可以收看ESP32摄像头采集下来的图像信息。后期会陆续发布根据此源码升级成视频监控小车、视频监控智能控制摄像头、视频监控系统和手机客户端图传、stm单片机图传接收、机器人视觉人脸签到系统、远程MQTT图传手机app接收、局域网javaweb显示图传、等等项目，敬请期待。