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【24嵌入式设计大赛】基于英飞凌 Psoc6-EvaluationKit-062S2+ WIFI模块的电子猫眼项目

发布于 2024-09-15 09:21:43 浏览：265 订阅该版

[tocm]

# 【24嵌入式设计大赛】基于英飞凌 Psoc6-EvaluationKit-062S2+ WIFI模块的电子猫眼项目

#### 前言

随着物联网（IoT）技术的发展，嵌入式系统在日常生活中的应用越来越广泛。本文将介绍一个基于ESP-CAM模块与英飞凌开发板相结合的系统，该系统实现了图像采集与远程显示的功能。ESP-CAM模块集成了摄像头功能，并可通过Wi-Fi网络传输数据；而英飞凌开发板则负责图像数据的请求及显示。该系统的设计不仅展示了嵌入式系统的强大功能，同时也为物联网领域提供了新的应用场景。

#### 硬件连接

本项目中使用的主要硬件组件包括ESP-CAM开发板、英飞凌开发板以及一块ST7735 1.8寸显示屏。
![screenshot_1d89e55c3573e1cdd46fc98cc1ca5f2.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240915/393ec8cbc678c2a920b9136ac43df7cc.jpg.webp)

- **ESP-CAM开发板**：作为图像采集终端，它内置了Wi-Fi模块，能够实现网络通信功能。ESP-CAM上集成了一个OV2640摄像头模块，用于捕捉图像信息。
- **英飞凌开发板**：作为控制中心，它通过SPI接口连接ST7735显示屏，并且负责向ESP-CAM发送UDP请求报文来触发图像采集过程。
- **ST7735显示屏**：这是一块1.8英寸的彩色LCD屏，通过SPI总线与英飞凌开发板相连，用于最终显示从ESP-CAM接收到的图像数据

#### 软件设计

本项目的软件部分主要分为两个方面：ESP-CAM上的固件编写以及英飞凌开发板上的控制程序。

- **ESP-CAM固件**：该部分程序需要实现的功能包括监听UDP请求报文、响应报文触发的图像采集操作、以及将采集到的图像数据通过网络发送给指定的IP地址。使用Arduino IDE来编写ESP-CAM的控制代码。

```c
/**
*sendDataOverUDP()用以接收RGB565图像数据，拆包发送，每包数据的首字节为包的索引，方便接收端组包。
*/
IPAddress remoteIp;
int remotePort;
void sendDataOverUDP() {
  if (getCam() != 0) return; // 如果摄像头数据获取失败，则退出

// 分割数据
  const int bufferSize = 1441; // 根据 MTU 调整
  int totalLength = fb->len;
  int packets = (totalLength + bufferSize - 2) / (bufferSize - 1);

// 发送数据
  for (uint8_t i = 0; i < packets; i++) {
    int start = i * (bufferSize - 1);
    int end = min(start + bufferSize - 1, totalLength);
    int len = end - start;

Udp.beginPacket(remoteIp, remotePort);
    Udp.write(&i, 1);
    Udp.write(&fb->buf[start], len);
    Udp.endPacket();

Serial.printf("Sent packet %d of size %d\n", i, len);
    delay(100);
  }
}
```

- **英飞凌开发板控制程序**：这部分程序主要负责定时向ESP-CAM发送请求图像的数据包，并在接收到图像帧后进行数据重组，最后将重组后的图像显示在ST7735屏幕上。程序的编写需要考虑数据包的可靠传输以及图像帧的正确解码。主要两个任务，一个为接收数据并显示，一个为定期请求图像，

```c
void Udp_thread_entry(void* paramenter)
{
    int sock = -1;
    char *recv_data;
    struct sockaddr_in udp_addr,seraddr;
    int recv_data_len;
    socklen_t addrlen;
    recv_data = (char *)pvPortMalloc(RECV_DATA);

sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sock < 0)
    {
        printf("Socket error\n");
        return ;
    }

udp_addr.sin_family = AF_INET;
    udp_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    udp_addr.sin_port = htons(PORT);
    memset(&(udp_addr.sin_zero), 0, sizeof(udp_addr.sin_zero));
    if (bind(sock, (struct sockaddr *)&udp_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)
    {
        printf("Unable to bind\n");
        return ;
    }
    seraddr.sin_family = AF_INET;
    seraddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(targetIP);
    seraddr.sin_port = htons(targetPort);
    socklen_t client_addr_len = sizeof(struct sockaddr_in);
    uint8_t camflag = 0xAA;
    uint8_t sendflag = 0;
    int flags;

if (ioctlsocket(sock, FIONBIO, (char *)&flags) < 0) {
        perror("ioctl failed");
        // 处理错误
    }
    rt_time_t last_tick,now_tick;
    /* 获取当前的滴答数 */
    last_tick = rt_tick_get();
    while (1)
    {
        now_tick = rt_tick_get();
        if(now_tick-last_tick > 1800)
        {
            last_tick = now_tick;
            sendto(sock, &camflag, 1, 0, (struct sockaddr*)&seraddr,client_addr_len);
            //printf("camflag,send\r\n");
        }
        recv_data_len=recvfrom(sock, recv_data, 1441, 0, (struct sockaddr*)&seraddr, &addrlen);
        if(recv_data_len>0)
        {
            uint8_t packetNumber = recv_data[0]; // 包序号
            int start = packetNumber * (1441 - 1);
            int end = start + recv_data_len - 1;
            int len = end - start;
            memcpy(&receivedData[start], &recv_data[1], len);
            //printf("Received packet %d of size %d\n", packetNumber, len);
        }
    }
}

void Lcd_show_thread_entry(void* paramenter)
{
    while(1)
    {
        LCD_DrawPicture(receivedData);
        rt_thread_delay(1800);
    }
}
```

#### 效果展示

受手头显示器限制同时未能解决丢包较为严重的问题，刷新率非常低，

![screenshot_dbf2a95151bfdde5d0222ab2a419647.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240915/e34c105836fe88f852cec50c134c53c9.jpg.webp)