基礎資料

基于Air105開發板：Air105 - LuatOS 文檔

上手：開發上手 - LuatOS 文檔

探討重點

對官方camera - 攝像頭demo中capture功能的復現，進行相關內容的學習及探討。

實現功能

功能1：捕捉圖片并存入SPI接口外置sd卡；

功能2：捕捉圖片并通過Serial 串口接收數據存入電腦；

硬件準備

Air105開發板1塊，面包板1塊，TFTLCD 屏幕，Micro SD卡模塊(SPI)接口1個，攝像頭GC032A(SPI) , USB轉TTL串口模塊，導線若干。

Air105開發板

TFTLCD 屏幕

SD卡模塊(SPI)，攝像頭GC032A(SPI)

CH340G-USB轉TTL串口模塊

軟件版本

AIR105：LuatOS@AIR105 base 22.10 bsp V0011

軟件使用

接口文檔可參考：camera攝像頭

接線示意圖

功能1：捕捉圖片并存入SPI接口外置SD卡

lcd初始化

spi_lcd = spi.deviceSetup(5,pin.PC14,0,0,8,4810001000,spi.MSB,1,1) --debug信息：顯示芯片類型st7735

log.info("lcd.init", --SHPI接口管腳對應連接
lcd.init("st7735",{port = "device",pin_dc = pin.PE08 ,pin_rst = pin.PC12,pin_pwr = pin.PE09,direction = 0,w = 128,h = 160,xoffset = 2,yoffset = 1},spi_lcd))

攝像頭初始化

--GC032A輸出rgb圖像初始化命令
local GC032A_InitReg =
{
zbar_scan = 0,--是否為掃碼
draw，開發板未引出_lcd = 1,--是否向lcd輸出
i2c_id = 0,
i2c_addr = 0x21,
pwm_id = 5;
pwm_period = 1210001000,
pwm_pulse = 0,
sensor_width = 640,
sensor_height = 480,
color_bit = 16,
init_cmd ="/luadb/GC032A_InitReg.txt"--此方法將初始化指令寫在外部文件,支持使用 # 進行注釋
}

local camera_pwdn = gpio.setup(pin.PD06, 1, gpio.PULLUP) -- PD06 camera_pwdn引腳，開發板上未引出
local camera_rst = gpio.setup(pin.PD07, 1, gpio.PULLUP) -- PD07 camera_rst引腳，開發板上未引出
camera_rst(0)

-- 拍照, 自然就是RGB輸出了
local camera_id = camera.init(GC032A_InitReg)--屏幕輸出rgb圖像
camera.start(camera_id)--開始指定的camera
log.info("攝像頭啟動")

/luadb/是開發板的虛擬地址。GC032A_InitReg.txt在燒寫主程序時一并燒寫入開發板，和main（）文件同級。PS:GC032A_InitReg.txt內容為攝像頭模組GC032A的初始化的命令（寄存器操作指令及參數），后期另外撰文分析。GC032A芯片硬件手冊的最新版本為：GC032A DataSheet_Release_V1.1_20170314。

GC032ADataSheet-Release-V1.1-20170314（GC032ADataSheet-Release）-單片機文檔類資源-CSDN文庫

指定capture按鈕

gpio.setup(pin.PA10, function() --BOOT鍵
sys.publish("CAPTURE", true) --點擊后系統釋放"CAPTURE"，并由sys.waitUntil處理
end, gpio.PULLUP,gpio.FALLING)

SD卡初始化

local spiId = 2
local result = spi.setup(
    spiId,--串口id
    255, -- 不使用默認CS腳，通過gpio.setup(TF_CS, 1)重新指定
    0,--CPHA
    0,--CPOL
    8,--數據寬度
    400*1000  -- 初始化時使用較低的頻率
)
local TF_CS = pin.PB3
gpio.setup(TF_CS, 1)
--fatfs.debug(1) -- 若掛載失敗,可以嘗試打開調試信息,查找原因
fatfs.mount("SD", spiId, TF_CS, 24000000)
local data, err = fatfs.getfree("SD")
if data then
    log.info("fatfs", "getfree", json.encode(data))
else
    log.info("fatfs", "err", err)
end

圖片存儲

result, data = sys.waitUntil("CAPTURE", 30000)  --capture捕獲周期為30s
    if result==true and data==true then  --獲取到數據
        log.debug("攝像頭捕獲圖像")
        os.remove("/sd/temp.jpg")
        camera.capture(camera_id, "/sd/temp.jpg", 1)   --存儲在SD上

功能2：捕捉圖片并通過Serial 串口接收數據存入電腦

串口初始化

local uartid = 1 -- 根據實際設備選取不同的uartid
--初始化
local result = uart.setup(
uartid,--串口id
115200,--波特率
8,--數據位
1--停止位
)

官方demo本段代碼注釋狀態，運行前需取消注釋，并將SD卡存儲部分代碼進行注釋，不能同時運行。

串口數據接收

demo中選用U1_RX,U2_TX端口。

點擊板載BOOT鍵進行截圖后，串口接收到截圖信息，api已封裝攝像頭截圖并輸出JPEG格式的相關功能。

端口收到的原始數據

串口數據處理

后期可以對HEX 16進制數據解碼，采用HEX 16進制數據格式轉換為JPEG格式。

HEX 16進制JPG文件信息

提示：JPG文件正常以FF D8開頭，FF D9結尾，可以用來輔助判斷串口接收信息是否完整。

HEX數據轉換為jpeg格式文件

HEX（16進制數據）先轉存在txt文檔中，再通過Python的binascii庫輸出為jpeg文件（由十六進制字符串即十六進制數據，轉換為二進制數據JPG文件）。

轉換效果如下：

HEX轉JPG

HEX轉JPG代碼示例（Python）

import binascii

十六進制字符串，如：“ff d8 ff e1 11 e0 45 78 69...”；存入TXT文件。經過如下代碼轉換，可將pic存儲為圖片形式并可以正常打開

o_file=r"G:jpg數據.txt"
filepath=r"G:jpg數據.jpg"
f = open(o_file,"r")
payload=f.read()
f.close()
f=open(filepath,"ab") # filepath為你要存儲的圖片的全路徑
pic = binascii.a2b_hex(payload.replace(' ', '').strip())
f.write(pic)
f.close()