摄像头应用

一、演示功能概述

摄像头拍照功能通过光学传感器与图像处理算法，实现将现实场景转化为数字图像数据的技术。它允许设备捕捉静态画面，并支持实时预览、参数调节及后期处理。本章节将以 Air8000 整机开发板为平台，演示如何通过集成摄像头模块实现多场景智能拍摄，并展示其在嵌入式视觉应用中的创新实践。

二、准备硬件环境

参考：Air8000 硬件环境清单，准备好硬件环境。

2.1 Air8000 整机开发板

2.2 30W 摄像头

三、准备软件环境

3.1 文章内容应用

1. 烧录工具：Luatools 工具

2. Air8000 烧录需要的固件和脚本文件：

内核固件：Air8000 内核固件

脚本文件：Air8000 camera演示脚本

3. LuatOS 运行所需要的 lib 文件：使用 Luatools 烧录时，勾选添加默认 lib 选项，使用默认 lib 脚本文件。

准备好软件环境之后，接下来查看如何烧录项目文件到 Air8000 开发板中，将本篇文章中演示使用的项目文件烧录到 Air8000 开发板中。

3.2 API 介绍

camera.on(id, event, func)

注册摄像头事件回调。

参数

参数	类型	释义	取值
id	int	camera id	camera 0写0, camera 1写1
event	string	事件名称	字符串
func	function	回调函数	回调函数

返回值

返回值	类型	释义	取值
nil	nil	无返回值	nil

例子

camera.on(0, "scanned", function(id, str)
    if type(str) == 'string' then -- 如果是扫码模式（使用摄像头对二维码、条形码或其他类型的图案进行扫描和识别）
        log.info("扫码结果", str)
    elseif str == false then -- 如果摄像头没有正常工作
        log.error("摄像头没有数据")
    else -- 如果摄像头正常工作，并且不是扫码模式
        log.info("摄像头数据", str)
        sys.publish("capture done", true)
    end
end) -- 注册 camera 0 的 "scanned" 事件

camera.preview(id, onoff)

启停 camera 预览功能，直接输出到 LCD 上，只有硬件支持的 SOC 可以运行。

参数

参数	类型	释义	取值
id	int	camera id	camera 0写0, camera 1写1
onoff	boolean	启停camera预览功能	true开启，false停止

返回值

返回值	类型	释义	取值
onoff	boolean	是否成功启动camera预览功能	成功返回true,否则返回false

例子

camera.preview(camera_id, true) -- 打开LCD预览功能（直接将摄像头数据输出到LCD）

camera.capture(id, save_path, quality)

启动摄像头拍照功能。

参数

参数	类型	释义	取值
id	int	camera id	camera 0写0, camera 1写1
save_path	string/zbuff/nil	摄像头拍照后的数据存放路径	string/nil：文件保存路径，空则写在上次路径里，默认是/capture.jpg zbuff：将图片保存在buff内不写入文件系统
quality	int	jpeg压缩质量	1最差，占用空间小，3最高，占用空间最大而且费时间，默认1

返回值

返回值	类型	释义	取值
onoff	boolean	是否成功启动摄像头拍照功能。完成后通过camera.on设置的回调函数回调接收到的长度	成功返回true,否则返回false

例子

-- 将摄像头拍照的数据存入 "/testCamera.jpg" 文件中
-- jpeg压缩质量1最差，占用空间小，3最高，占用空间大，2和3需要非常多非常多的psram,尽量不要用
camera.capture(camera_id, "/testCamera.jpg", 1)

camera.close(id)

完全关闭指定的 camera，释放相应的 IO 资源。

参数

参数	类型	释义	取值
id	int	camera id	camera 0写0, camera 1写1

返回值

返回值	类型	释义	取值
onoff	boolean	是否成功关闭指定摄像头	成功返回true,否则返回false

例子

camera.close(0)

camera.stop(id)

暂停摄像头捕获数据。仅停止了图像捕获，未影响预览功能。

注意：调用该函数 camera.preview 的 LCD 预览功能依旧存在。

参数

参数	类型	释义	取值
id	int	camera id	camera 0写0, camera 1写1

返回值

返回值	类型	释义	取值
onoff	boolean	是否成功暂停指定摄像头	成功返回true,否则返回false

例子

camera.stop(0)

四、代码示例

--[[
1. 本demo可直接在Air8000整机开发板上运行
2. 演示摄像头拍照扫码功能，通过TEST_MODE宏来选择演示的内容。
摄像头使用了如下管脚
[85, "AGPIO4", " PIN85脚, PA供电使能"],
[67, "CAM_SPI_CLK", " PIN67脚, 用作摄像头时钟"],
[66, "CAM_SPI_CS", " PIN66脚, 用作摄像头片选"],
[98, "CAM_MCLK", " PIN98脚, 用于摄像头时钟"],
[52, "GPIO153", " PIN52脚, 控制摄像头开启/关闭"],
[53, "GPIO147", " PIN53脚, 控制摄像头电源"],
[80, "I2C0_SCL", " PIN80脚, 用作摄像头复用"],
[81, "I2C0_SDA", " PIN81脚, 用作摄像头复用"],
[1, "USB_BOOT", " PIN1脚, 用作功能键"],
[16, "UART1_TX", " PIN16脚,初始化串口1"],
[17, "UART1_RX", " PIN17脚,用作输出拍摄的照片"]
3.注意：在air8000整机开发版上，因为es8311/gsensor/lcd_tp触摸/camera 用的都是I2C0(80/81脚)，所以使用此demo时不能同时使用es8311/gsensor/lcd_tp触摸功能
4. 本程序使用逻辑：
4.1 如果TEST_MODE  设置为1 ，程序运行后，点击boot 键，将进行扫码测试，如果解析二维码或者条形码成功，将会打印在luatools 中。
4.2 如果TEST_MODE  设置为0，程序运行后，点击boot 键，将进行拍照测试，并且保存在本地。
]]
PROJECT = "spi_camera_demo"
VERSION = "1.0.0"
-- 实际使用时选1个就行
-- require "bf30a2"
-- require "gc0310"
require "gc032a"
sys = require("sys")
sysplus = require("sysplus")

local taskName = "SPI_CAMERA"
local TEST_MODE = 0 -- 写1 演示扫码（使用摄像头对二维码、条形码或其他类型的图案进行扫描和识别），0 演示拍照
local scan_pause = true -- 扫码启动与停止标志位
local done_with_close = false -- true 结束后关闭摄像头
local uartid = 1 -- 根据实际设备选取不同的uartid
local cspiId = 1 -- 摄像头使用SPI1、I2C0
local i2cId = 0
local camera_id

-- 初始化UART
local result = uart.setup(uartid, -- 串口id
115200, -- 波特率
8, -- 数据位
1 -- 停止位
)

-- 注册摄像头事件回调
camera.on(0, "scanned", function(id, str)
    if type(str) == 'string' then
        log.info("扫码结果", str)
    elseif str == false then
        log.error("摄像头没有数据")
    else
        log.info("摄像头数据", str)
        sys.publish("capture done", true)
    end
end)

-- 初始化按键，这里选取boot键作为功能键
local function press_key()
    log.info("boot press")
    sys.publish("PRESS", true)
end
gpio.setup(0, press_key, gpio.PULLDOWN, gpio.RISING)
gpio.debounce(0, 100, 1)

-- 初始化摄像头
local rawbuff, err = zbuff.create(60 * 1024, 0, zbuff.HEAP_AUTO) -- gc032a
if rawbuff == nil then
    log.info(err)
end
local function device_init()
    i2c.setup(i2cId, i2c.FAST)
    gpio.setup(153, 0) -- PD拉低
    sys.wait(500)
    -- return bf30a2Init(cspiId,i2cId,25500000,TEST_MODE,TEST_MODE)
    -- return gc0310Init(cspiId, i2cId, 25500000, TEST_MODE, TEST_MODE)
    return gc032aInit(cspiId, i2cId, 24000000, TEST_MODE, TEST_MODE)
end

local function main_task()
        sys.wait(500)
        gpio.setup(147, 1, gpio.PULLUP) -- camera的供电使能脚
        gpio.setup(153, 1, gpio.PULLUP) -- 控制camera电源的pd脚
        sys.wait(4000)
        log.info("摄像头启动")
        local camera_id = device_init()

        if done_with_close then
            camera.close(camera_id)
        else
            camera.stop(camera_id)
        end
        log.info("按下boot开始测试")
        log.info(rtos.meminfo("sys"))
        log.info(rtos.meminfo("psram"))
        while 1 do
            result, data = sys.waitUntil("PRESS", 30000)
            if result == true and data == true then
                if TEST_MODE == 1 then
                    if scan_pause then
                        log.info("启动扫码")
                        if done_with_close then
                            camera_id = device_init()
                        end
                        camera.start(camera_id)
                        scan_pause = false
                        sys.wait(1000)
                        log.info(rtos.meminfo("sys"))
                        log.info(rtos.meminfo("psram"))
                    else
                        log.info("停止扫码")
                        if done_with_close then
                            camera.close(camera_id)
                        else
                            camera.stop(camera_id)
                        end
                        scan_pause = true
                        sys.wait(1000)
                        log.info(rtos.meminfo("sys"))
                        log.info(rtos.meminfo("psram"))
                    end
                else
                    log.debug("摄像头拍照")
                    if done_with_close then
                        camera_id = device_init()
                    end
                    camera.capture(camera_id, rawbuff, 1) -- 2和3需要非常多非常多的psram,尽量不要用
                    result, data = sys.waitUntil("capture done", 30000)
                    log.info(rawbuff:used())
                    if done_with_close then
                        camera.close(camera_id)
                    else
                        camera.stop(camera_id)
                    end
                    uart.tx(uartid, rawbuff) -- 找个能保存数据的串口工具保存成文件就能在电脑上看了, 格式为JPG
                    rawbuff:resize(60 * 1024)
                    log.info(rtos.meminfo("sys"))
                    log.info(rtos.meminfo("psram"))
                end
            end
        end
end

-- 启动任务时传入依赖
sysplus.taskInitEx(main_task,taskName)

-- 用户代码已结束---------------------------------------------
-- 结尾总是这一句
sys.run()
-- sys.run()之后后面不要加任何语句!!!!!