安信可 ESP32-S3 模组上驱动摄像头 OV2640，实现远程拍照并 HTTP 传输到阿里云对象存储OSS，并显示在微信小程序上。（深度好文，全部开源）

文章目录一、 ESP32-S3 产品特性CPU 和存储外设接口和传感器功耗特性二、准备工作硬件软件接线三、通讯协议和原理3.1 模组拍照上传服务器3.2 小程序下发指令给模组拍照给服务器3.3 模组把上传服务器结果回调给小程序四、服务器准备3.1 接收图片处理3.2 接收图片处理3.3 服务器业务逻辑五、嵌入式开发准备六、微信小程序开发准备源码下载联系我们一、 ESP32-S3 产品特性&nbs

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安信可科技

6458人浏览 · 2021-10-20 10:31:53

安信可科技 · 2021-10-20 10:31:53 发布

一、 ESP32-S3 特性

CPU 和存储

• Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器，主频高达 240 MHz
• 128 位数据总线位宽，支持 SIMD 指令
• 384 KB ROM
• 512 KB SRAM
• 16 KB RTC SRAM
• SPI、Dual SPI、Quad SPI、Octal SPI、QPI、OPI 接口外接多个 flash 和片外 RAM

外设接口和传感器

• 45 × GPIO 口 • 数字接口：
• 4 × SPI
• 1 × LCD 接口（8 位 ~16 位并行 RGB, I8080, MOTO6800）, 支持 RGB565, YUV422, YUV420, YUV411 之间互相转换
• 1 × DVP 8 位 ~16 位摄像头接口
• 3 × UART
• 2 × I2C
• 2 × I2S
• 1 × RMT (TX/RX)
• 1 × 脉冲计数器
• LED PWM 控制器，多达 8 个通道
• 1 × 全速 USB OTG
• 1 × USB Serial/JTAG 控制器
• 2 × MCPWM
• 1 × SDIO 主机接口，具有 2 个卡槽
• DMA 控制器，5 个接收通道和 5 个发送通道
• 1 × TWAI® 控制器（兼容 ISO11898-1）
• 2 × 12 位 SAR ADC，多达 20 个通道
• 1 × 温度传感器 – 14 × 电容式传感 GPIO • 定时器：
• 4 × 54 位通用定时器
• 1 × 52 位系统定时器
• 3 × 看门狗定时器

功耗特性

ESP32-S3 采用了先进的电源管理技术，可以在不同的功耗模式之间切换。ESP32-S3 支持的功耗模式有：

• Active 模式：CPU 和芯片射频处于工作状态。芯片可以接收、发射和侦听信号。
• Modem-sleep 模式：CPU 可运行，时钟频率可配置。Wi-Fi 基带和射频关闭，但 Wi-Fi 可保持连接。
• Light-sleep 模式：CPU 暂停运行。RTC 外设以及 ULP 协处理器可被定时器周期性唤醒运行。任何唤醒事件（MAC、主机、RTC 定时器或外部中断）都会唤醒芯片。Wi-Fi 可保持连接。
• Deep-sleep 模式：CPU 和大部分外设都会掉电，只有 RTC 存储器和 RTC 外设处于工作状态。Wi-Fi 连接数据存储在 RTC 中。ULP 协处理器可以工作。
• Hibernation 模式：内置快速 RC 振荡器时钟和 ULP 协处理器均被禁用。只有 1 个位于低速时钟上的 RTC 时钟定时器和某些 RTC GPIO 在工作。RTC 时钟定时器或 RTC GPIO 可以将芯片从 Hibernation 模式中唤醒。设备在

不同的功耗模式下有不同的电流消耗，详情请见下面：

功耗模式	描述	典型值	单位
Light-sleep	CPU 暂停运行。	240	µA
Deep-sleep	RTC 存储器和 RTC 外设处于工作状态	8	µA
Hibernation	RTC 存储器处于工作状态，RTC 外设处于关闭状态	7	µA
Power off	CHIP_PU 管脚拉低，芯片处于关闭状态	1	µA

二、准备工作

硬件

安信可 ESP32-S3 模组。
TTL-USB 调试工具（推荐使用 CP2102串口芯片的，保证足够的电压电流）。

软件

环境搭建： Linux环境搭建 master 分支
工具链设置：下载 toolchain，博主使用的版本是：gcc version 5.2.0 (crosstool-NG crosstool-ng-1.22.0-97-gc752ad5)
Python版本：Python 3.8

接线

摄像头引脚	模组引脚
pin_pwdn	GPIO_NUM_35
pin_reset	GPIO_NUM_36
pin_xclk	GPIO_NUM_15
pin_sscb_sda	GPIO_NUM_4
pin_sscb_scl	GPIO_NUM_5
pin_d7	GPIO_NUM_16
pin_d6	GPIO_NUM_17
pin_d5	GPIO_NUM_18
pin_d4	GPIO_NUM_12
pin_d3	GPIO_NUM_11
pin_d2	GPIO_NUM_10
pin_d1	GPIO_NUM_9
pin_d0	GPIO_NUM_8
pin_vsync	GPIO_NUM_6
pin_href	GPIO_NUM_7
pin_pclk	GPIO_NUM_13

三、通讯协议和原理

在这里插入图片描述

3.1 模组拍照上传服务器

协议： HTTP

POST /index.php HTTP/1.1
Host: www.domain.com
Content-Type: image/jpeg
Name-Pic: name
Content-Length: 12540


"<file contents here>"

3.2 小程序下发指令给模组拍照给服务器

协议：MQTT
Topic：/light/deviceIn
payload：

{
    "action" : "0" ,
    "name" : "pic-name"
}

3.3 模组把上传服务器结果回调给小程序

协议：MQTT
Topic：/light/deviceOut
payload：

{
  "url" : "base64(url)" 
}

url 是拍照之后的可外网访问的图片地址，使用 base64 加密。

四、服务器准备

3.1 接收图片处理

本代码以HTTP 协议POST提交，二进制形式把图片上传到服务器。其格式如下：

POST /index.php HTTP/1.1
Host: www.domain.com
Content-Type: image/jpeg
Name-Pic: name
Content-Length: 12540

"<file contents here>"

因此，服务器要以数据流接收，以 PHP语言为例：

//接受数据流
$stream = file_get_contents('php://input');
//数据流转化为png格式，并保存在指定的位置
$len = file_put_contents('/www/wwwroot/static/' . time() . ".png", $stream);

3.2 接收图片处理

    public function upload()
    {
        $getPostDataArry = apache_request_headers();

        try {
            $name = $getPostDataArry['Name-Pic'];
        } catch (Exception $e) {
            if (empty($name)) {
                $response_data['code'] = 1;
                $response_data['des'] = ' Name-Pic is not exist';
                return json($response_data);
            }
        }
        //接受数据流
        $stream = file_get_contents('php://input');
        //数据流转化为png格式，并保存在指定的位置
        $len = file_put_contents('/www/wwwroot/www.xuhongv.com/public/icon/' . $name . ".png", $stream);
        $response_data = [];
        if ($len) {
            $accessKeyId = "LTAI4Fg*********YJBLPoTo5";
            $accessKeySecret = "OT7s9vkQd*******4p8KQ31qoTIL4";
            $endpoint = "we****ong.oss-cn-hongkong.aliyuncs.com";
            $bucket = 'web****hong';
            try {
                $ossClient = new OssClient($accessKeyId, $accessKeySecret, $endpoint, true);
                //判断存储空间是否存在
                $isExist = $ossClient->doesBucketExist($bucket);
                if (!$isExist) {
                    $response_data['code'] = 1;
                    $response_data['des'] = $endpoint . ' is not exist';
                    return json($response_data);
                }
                $options = array();
                //oss 存储文件路径
                $object = "images/" . $name . ".png";
                $ossClient->uploadFile($bucket, $object, '/www/wwwroot/www.xuhongv.com/public/icon/' . $name . ".png", $options);
            } catch (OssException $e) {
                $response_data['code'] = 1;
                $response_data['des'] = $e->getMessage();
                return json($response_data);
            }
            $response_data['code'] = 0;
            $response_data['des'] = 'uploadup ok';
            $response_data['url'] = base64_encode("https://" . $endpoint . '/' . $object);
            return json($response_data);
        }
        $response_data['code'] = 1;
        $response_data['des'] = "error , the upload file length is" . $len;
        return json($response_data);
    }
}

3.3 服务器业务逻辑

接受到S3模组发过来的图片，存储到本地服务器某个文件夹里面。
同时把这个图片，发送到阿里云对象存储，返回一个可远程访问图片的地址给模组。

五、嵌入式开发准备

配置服务器信息，然后拍照上传。

    //配置服务器相关信息
    esp_http_client_config_t config = {
        .url = "http://domain.xuhongv.com/api/upload",
        .method = HTTP_METHOD_POST,
        .event_handler = _http_event_handler,
        .buffer_size = 4096,
        .user_data = local_response_buffer, 
        .buffer_size_tx = 4096 * 5,
        .timeout_ms = 10000
    };

    //开始拍照
    pic = esp_camera_fb_get();

    if (!pic)
    {
        ESP_LOGE(TAG, "Camera capture failed");
        goto end;
    }
    else
    {
        esp_camera_fb_return(pic);

        pic = esp_camera_fb_get();

        if (!pic)
        {
            ESP_LOGE(TAG, "Camera capture failed");
         }
        else
        {
            //拍照成功，获取其大小、尺寸等信息
            ESP_LOGI(TAG, "Camera capture OK , Its size was: %zu bytes", pic->len);
            ESP_LOGI(TAG, "Camera capture OK , Its width was: %d", pic->width);
            ESP_LOGI(TAG, "Camera capture OK , Its height was: %d ", pic->height);

            esp_http_client_handle_t esp_client = esp_http_client_init(&config);

            //设置HTTP请求头为image/jpg表示图片类型
            esp_http_client_set_header(esp_client, "Content-Type", "image/jpg");

            //设置图片名字
            esp_http_client_set_header(esp_client, "Name-Pic", &(test_task_param->pic_name_p));

            //把图片放在body里面
            esp_http_client_set_post_field(esp_client, (const char *)pic->buf, pic->len);

            //开始执行请求服务器
            res = esp_http_client_perform(esp_client);

            //判断是否请求成功
            if (res == ESP_OK)
            {
                ESP_LOGI(TAG, "HTTPS Status = %d", esp_http_client_get_status_code(esp_client));
            }
            else
            {
                ESP_LOGE(TAG, "perform http request %s", esp_err_to_name(res));
            }
            ESP_ERROR_CHECK(esp_http_client_cleanup(esp_client));
        }
    }

六、微信小程序开发准备

配置服务器信息，然后拍照上传。

    data: {
    host: 'a0je61b5.mqtt.iot.gz.baidubce.com',
    subTopic: '/light/deviceOut',
    pubTopic: '/light/deviceIn',
    msg: 'Hello! I am from WeChat miniprogram',
    //默认显示的图片
    img_url: 'https://docs.ai-thinker.com/_media/o1cn01faxszt1ls4mym2mkb_2922621297.png',
    mqttOptions: {
      protocolVersion: 4, //MQTT连接协议版本
      clientId: 'DeviceId-jviujtntjy',
      clean: true,
      password: 'sM2hrD6kcRFlmIgR2F',
      username: 'a0je61a/wechat',
      reconnectPeriod: 1000, // 1000毫秒，两次重新连接之间的间隔
      connectTimeout: 30 * 1000, // 1000毫秒，两次重新连接之间的间隔
      resubscribe: true // 如果连接断开并重新连接，则会再次自动订阅已订阅的主题（默认true）
     }
    }
    
    let that = this

    client = mqtt.connect(`wxs://${this.data.host}/mqtt`, this.data.mqttOptions)

    client.on('reconnect', (error) => {
      console.log('Reconnecting...')
    })

    client.on('error', (error) => {
      console.log('连接失败:', error)
    })

    client.on('connect', () => {
      wx.showToast({
        title: '连接成功'
      })

      client.subscribe(this.data.subTopic, (err) => {
      })
      client.on('message', (topic, payload) => {
        let object = JSON.parse(payload)
        //base64解码url地址
        let url = that.base64_decode(object.url)
        console.log(url)
        that.setData({
          img_url: url
        })
        wx.showModal({
          content: `收到 Topic: ${topic}, Payload:  ${url}`,
          showCancel: false,
        });
      })
    })

源码下载

模组代码：https://github.com/xuhongv/StudyInEsp32/tree/master/24_esp32s2_s3_camera_wechat_mini

微信小程序代码：https://github.com/xuhongv/RemoteWeChatForESP

服务器代码：见本文章服务器代码介绍章节。

本文转载于半颗心脏博客CSDN原文，已取得授权。

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