ESP32-CAM 网路与摄像头应用

在进行 ESP32-CAM 网路应用时会用到 ESP32-CAM 的 Wi-Fi 与摄像头(Camera)模块，而先前安装的是 ESP-32 官方所提供的固件，并不支援摄像头(Camera)模块，所以必须下载支援 ESP32-CAM 的固件，才能驱动摄像头(Camera)模块，可以在这里（提取码ccit）下载到所需要的固件，以下简单用 esptool 进行删除原固件并重新上传固件。

烧录 ESP32-CAM 固件

将 ESP32-CAM 硬件设定成下载模式，接著删除原有固件、烧录新固件。

# Mac
esptool.py --chip esp32 --port /dev/cu.usbserial-14110 erase_flash
esptool.py --chip esp32 --port /dev/cu.usbserial-14110 --baud 460800 write_flash -z 0x1000 micropython_camera_feeeb5ea3_esp32_idf4_4.bin
# Windows
esptool --chip esp32 --port COM3 erase_flash
esptool --chip esp32 --port COM3 --baud 460800 write_flash -z 0x1000 "E:\22-23-2\bin\micropython_camera_feeeb5ea3_esp32_idf4_4.bin"

进入调适模式后，进行远程调适 MicroPython。

# Mac
mpremote connect /dev/cu.usbserial-14110 repl
# Windows
mpremote connect COM3 repl

透过 help(‘modules’) 命令，可以列出内建的模块。因为是 ESP32-CAM ，所以会多出一个 camera 模块，用来存取摄像头之用。透过 uplatform 模块可以获得平台的开发信息 MicroPython-1.18.0-xtensa-IDFv4.4-beta1-286-gb64925c567-with-newlib3.3.0

help('modules')
import uplatform as platform
platform.platform()

开发语言： MicroPython-1.18
处理器： xtensa
开发框架： IDFv4.4
函式库： newlib3.0.0

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图 1. 下载 MicroPython for ESP32-CAM 烧录档固件到 ESP32-CAM

ESP32-CAM Web 服务器

以下会展示以 ESP32-CAM 做为 Web 服务器的示例，下图说明其运作架构，首先，ESP32-CAM 与个人电脑都要先连上同一个子网的存取点(Access Point, AP)，这样 ESP32-CAM 与个人电脑才能相互沟通，接著 ESP32-CAM 将会担任 Web 服务器的角色，而个人电脑则是透过浏览器来观看网页结果。

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图 2. ESP32-CAM Web 服务器架构说明

接下来的代码比较复杂，以下练习都以 Thonny 来进行，首先，连上 Wi-Fi AP，因为 AP 的ssid与password每个人都不一样，所以以 ‘your-ssid’ 跟 ‘your-password’ 来表示，在实际运行时，记得更换为自己的 ssid 与 password。

原始代码

# enable station interface and connect to WiFi access point
import networkwlan = network.WLAN(network.STA_IF)
wlan.active(True)
if not wlan.isconnected():print('connecting to network...')wlan.connect('your-ssid', 'your-password')while not wlan.isconnected():pass
print('network config: ', wlan.ifconfig())

打开 Thonny 后，先注意视窗右下方的配置是否正确，1. 包含了解释器、开发版与串口，将以上代码复制、粘贴在 Thonny 的视窗，并 2. 按下绿色运行键，执行结果会出现在 3. 下方的 Shell 视窗中。

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图 3. Thonny 开发画面

如果出现 network config: (XXX) 表示连线成功，接著在本机取得 microdot.py 原始档（百度云盘，提取码ccit），透过 Thonny 的画面打开，如下图所示。

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图 4. Thonny 打开文件

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图 5. Thonny 打开本地的 microdot.py 文件

接著将 microdot.py 存到 ESP32-CAM 上，在前面章节有介绍到可以利用远端存取(mpremote)方式进行，但现在开启 Thonny 后会占用端口，导致无法运行，所以直接在 Thonny 中运行。单击上方工作列的档案，选择 另存为 ，如下图所示。

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图 6. Thonny 将本地文另存为其他文件

接著会弹出一个画面，选择存到哪一个设备，选择 MicroPython设备。

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图 7. Thonny 选择存到 MicroPython设备

在 MicroPython设备中单击右键，选择新建文件夹…，输入 lib。

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图 8. Thonny 新建文件夹

进入 lib 文件夹，文件名输入 microdot.py后，单击好的
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图 9. 另存为 microdot.py

会出现上传画面。
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图 10. 正在保存 microdot.py 到 MicroPython设备

在 Shell 中输入以下源代码运行，如果运行成功会出现 Starting … 等信息，如下图所示。

原始代码

from microdot import Microdot
app = Microdot()@app.route('/')
def index(request):return 'Hello, world Microdot!'app.run(debug=True)

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图 11. 导入 microdot 包，架构 Web 服务器

输出结果为：

Starting sync server on 0.0.0.0:5000...

重要：将本机连上与 ESP32-CAM 相同的子网后，打开浏览器，并输入 192.168.254.160:5000，如果看到输出，表示ESP32-CAM 所架构的 Web 服务器已经成功建置。

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图 12. 使用本机浏览器观看ESP32-CAM 的 Web 服务器

上电执行 Web 服务器

在 MicroPyhon 中，main.py 是事先定义好的文件，以上的范例我们将 Wi-Fi 连线与 Web 服务器的部份则写在 main.py 中

main.py

import network
from microdot import Microdot# 填上 Wi-Fi 连线信息
SSID = "<PLACE_YOUR_SSID_HERE>"
SSI_PASSWORD = "<PLACE_YOUR_WIFI_PASWORD_HERE>"def connect_WiFi():wlan = network.WLAN(network.STA_IF)wlan.active(True)if not wlan.isconnected():print('connecting to network...')wlan.connect(SSID, SSI_PASSWORD)while not wlan.isconnected():passprint('network config: ', wlan.ifconfig())# 连线 Wi-Fi
connect_WiFi()app = Microdot()
@app.route('/')
def index(request):return 'Hello, world Microdot!'
# 启动 Web 服务器
app.run(debug=True)

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图 13. 确认所需文件都已经保存在 ESP32-CAM

将 ESP32-CAM 直接透过充电宝供电，并打开电脑的浏览器观看结果。

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图 14. 充电宝上电执行 Web 服务器

需先记录 ESP32-CAM 所占用的 IP 位址，输入电脑的浏览器就可以观看结果
在这里插入图片描述
图 15. 电脑的浏览器观看结果

参考资料

ESP32 Technical Reference Manual，https://www.espressif.com/sites/default/files/documentation/esp32_technical_reference_manual_en.pdf
Espressif IoT Development Framework, https://github.com/espressif/esp-idf

ESP32-CAM firmware, https://github.com/lemariva/micropython-camera-driver/blob/master/firmware/micropython_camera_feeeb5ea3_esp32_idf4_4.bin
MicroPython: Taking photos with an ESP32-CAM, https://lemariva.com/blog/2019/09/micropython-how-about-taking-photo-esp32
microdot, https://github.com/miguelgrinberg/microdot
A Simple Microdot Web Server, https://microdot.readthedocs.io/en/latest/
关于MicroPython mpremote工具的一些用例, https://www.cnblogs.com/Wind-stormger/p/16659124.html
micropython-camera-driver, https://github.com/lemariva/micropython-camera-driver
Refresh image with a new one at the same url, https://stackoverflow.com/questions/1077041/refresh-image-with-a-new-one-at-the-same-url