单片机快速实现网络摄像机+PWM舵机+继电器+AD电压采集

网络摄像机+舵机+继电器+AD

基于 FlexLua 低代码单片机技术，脱离复杂单片机C语言开发正逐渐成为一种快速高效的 IoT 硬件开发方式。即使新手不懂单片机开发也可很快很容易用FlexLua零门槛开发各种 IoT 硬件，更多教程请参考 FlexLua 官网。

一、本例程实现功能

让开发板在局域网环境变成一台网络摄像机，不仅可以通过电脑或手机 Web 浏览器查看实时视频流，还可以控制舵机的旋转角度，继电器的开闭合，以及获取开发板上 AD 电压采集值并在网页上实时显示。需要注意的是电脑或手机也需要是在此局域网内。

二、举一反三

基于本例程还可以很容易衍生出一些更实用的方案：

远程视频监控+远程继电器控制

远程视频监控+远程舵机控制

远程视频监控+远程传感器数据读取

远程视频监控+ IO 读取

三、CAM 底板硬件介绍

供电：USB 5v 供电或 5v 引脚供电

可板载 ESP32-CAM 摄像头模块、SHT30 IIc 温湿度模块、以及 ShineBlink Mini 开发板

支持 8 路 IO 控制、4 路 AD 电压采集、1 路 Uar t串口通信、1 路 IIc 通信扩展

四、CAM底板结构图

五、材料清单

自制 Cam PCB 底板（开源资料请参考 《CAM 底板开源硬件资料》文件）

ShineBlink Mini 开发板（自带AD电压采集功能）

舵机模块

继电器模块

六、完整代码

（1）ShineBlink Mini 开发板 Lua 源代码如下：

HW =

{

"1103",--Wifi账号

"123321123",--Wifi密码

"FRAMESIZE_SVGA",--摄像头采集图片尺寸为SVGA，SVGA:800*600，尽量不要高于SVGA

"12"--摄像头采集图片的质量为12，必须为"1"~"63",其中"1"质量最高

}

IP =

{

"Dynamic",--表示动态IP模式，动态IP模式下，忽略下面5项，"Static"时需要配置下面5项

"0.0.0.0",--本机IP地址

"0.0.0.0",--gateway地址

"0.0.0.0",--subnet地址

"0.0.0.0",--首选DNS地址

"0.0.0.0"--次选DNS地址

}

SERVER =

{

"80",--本机视频流Web http Server端口号

"81"--本机视频流服务端口号

}

H1 = --Http server vedio stream response H1

{

"multipart/x-mixed-replace;boundary=123456789000000000987654321"

}

H2 = --Http server vedio stream response H2

{

"Content-Type: image/jpeg\r\nContent-Length: %d\r\n\r\n"

}

--注意:上面H2中的%d占位符一定不要去掉，它会自动计算每次发送的图片尺寸大小并填充进去。

H3 = "\r\n--123456789000000000987654321\r\n" --H3 stream boundary

--计时器变量

Timer10MsCnt=0

Timer10MsCnt1=0

AD0=0.0

--定义10毫秒定时器的回调函数，函数名字必须是LIB_10msTimerCallback

function LIB_10msTimerCallback()

Timer10MsCnt = Timer10MsCnt + 10

Timer10MsCnt1 = Timer10MsCnt1 + 10

end

--使能USB串口打印

LIB_UsbConfig("CDC")

--配置D8 Wifi Led指示灯（Core电路板上的LED1灯和D8端口是固定连接的）

LIB_GpioOutputConfig("D8","STANDARD")

--LED1上电以后没人初始状态为熄灭

LIB_GpioWrite("D8",1)

--配置D5 接口为输出，用于控制继电器开闭

LIB_GpioOutputConfig("D5","STANDARD")

--配置D0 口为PWM功能用于控制舵机，周期20ms，高电平有效

LIB_PwmConfig1(20000,1)

LIB_PwmUpdate1(500) --D0口输出的PWM高电平脉宽为0.5ms(即舵机位置默认为0度)

--配置A0-A3这四个通道同时开始工作，当每个通道采集满50个点时缓存满，每个点的采集时间间隔为10ms

LIB_ADConfig(50,10000) --本例程中只用到A0一个通道

--初始化，Vedio Web Server开始工作

Res,Info=LIB_EspCamOp("Config","WEB_VEDIO_ENHANCE","UART0",HW,IP,SERVER,H1,H2,H3)

if Res == 0 then

print(Info) --打印初始化失败原因

end

--使能系统10毫秒定时器开始工作

LIB_10msTimerConfig("ENABLE")

--开始大循环

while(GC(1) == true)

do

A0_full_flag, A0_tab = LIB_ADCheckBufFull("A0")

--每当A0通道的缓存满以后，计算缓存内的50个元素的平均值，并换算成电压值print输出

if A0_full_flag == 1 then

SUM = 0

for i = 1, #A0_tab do --此处#A0_tab的值是50，表示A0_tab表内的元素个数

SUM = SUM + A0_tab[i]

end

AVER = SUM / #A0_tab

--将A0通道的AD值转换成实际电压

AD0 = AVER*3.6/4096.0

print(string.format("A0=%.2fv\r\n", AD0))

end

--每200ms更新一次传感器值，这样Web客户端就能看到传感器值的变化，并且能及时收到客户端发来的命令

if Timer10MsCnt1 > 200 then

Timer10MsCnt1 = 0

Res,Info=LIB_EspCamOp("WebserverUpdate",string.format("{\"AD0\":\"%.2f\"}", AD0))

if Res == 1 then

if Info ~= "null" then --收到客户端发来的cmd命令

print(Info)

--网页端上的按钮按下后发来的Info字符串的形式如："xxx=yyy"

if Info == "cmd=0" then

LIB_PwmUpdate1(500) --舵机输出0度

elseif Info == "cmd=45" then

LIB_PwmUpdate1(1000) --舵机输出45度

elseif Info == "cmd=90" then

LIB_PwmUpdate1(1500) --舵机输出90度

elseif Info == "cmd=135" then

LIB_PwmUpdate1(2000) --舵机输出135度

elseif Info == "cmd=on" then

LIB_GpioWrite("D5",0) --打开继电器

elseif Info == "cmd=off" then

LIB_GpioWrite("D5",1) --关闭继电器

else

end

end

end

end

--每三秒查询一次WIFI连接状态

if Timer10MsCnt > 3000 then

Timer10MsCnt = 0

Res,Info=LIB_EspCamOp("WifiStatus")

if Res == 1 then

WifiIsConnect = 1

print(Info) --打印IP

LIB_GpioWrite("D8",0)--WIFI连接时，开发板上的Led1灯亮

else

LIB_GpioWrite("D8",1)--WIFI未连接时，开发板上的Led1灯灭

print(Info) --打印WIFI未连接时的状态

end

end

end

如果感兴趣，上面代码中出现的LIB开头的库函数可以在 API文档 中通过Ctrl+F查询。

（2）除了需将以上代码下载到 ShineBlink Mini 开发板，还需要将 index.html 文件放入 ESP32-CAM 摄像头模块板子上的TF卡中。index.html中的代码没做过前端开发的同学可能会比较陌生，但并不难，花几分钟仔细看一下应该能看懂，看懂了稍微修改一下，即可很容易改出各种定制化的页面和项目。

index.html 文件放在{FlexLua开源网盘}->{Hardware}->{OTHERS}->{ESPCAM} 文件夹中。

七、代码运行结果

代码运行之后，我们可以通过串口调试助手看到开发板被动态分配的IP地址：

然后在处于同一局域网内的电脑浏览器上输入这个192.168.43.224 IP地址即可访问视频和控制页面，在页面中不仅可以看到视频流，还可以控制舵机的旋转角度，继电器的开闭合，以及AD电压的实时采集值。

八、如何实现外网访问局域网内的摄像头+Webserver

在上面的举一反三中已经提到如何通过外网访问内网：

花生壳内网穿透。

路由器WAN口带公网IP地址。

在此之前开发者还需要将开发板的IP地址由动态分配方式改成静态IP，实现方式很简单，只需改动Lua代码中的IP配置table列表中的内容即可，类似改动如下，请结合自己的局域网配置更改，下面的只是个参考例子：

IP =

{

"Static",

"192.168.43.55",--本机IP地址

"192.168.43.1",--gateway地址

"255.255.255.0",--subnet地址

"8.8.8.8",--首选DNS地址

"114.114.114.114"--次选DNS地址

}