作者：陸向陽
開源的ESP8266擁有廣大的模組家族（圖片來源）
各位還記得 2014 年開始流行的 ESP8266 晶片嗎？只要 5 美元就有機會買到的 Wi-Fi 收發器（含電路板），並且用 Arduino 語法與開發環境就可以開發撰寫應用。
ESP8266 晶片紅極一時後不免退燒，畢竟 ESP8266 規格與功能過於簡單，運用有限的 ADC 輸入與軟體模擬的 PWM 輸出，能做的應用多半是簡單的感測與操控，並透過 Wi-Fi/LAN 或 Internet/WAN 互動。
ESP8266 晶片的開發公司上海樂鑫信息（Espressif）後續又推出了 ESP32 晶片，將規格功能進行提升，並在 Wi-Fi 外也加入 Bluetooth，期望擴展市場。
同時支援Wi-Fi及藍芽功能的ESP32 Combo開發板（圖片來源）
規格更強大的 ESP32 肯定能有更多的應用變化與發揮空間，但大家一時也不知道能拿它來幹嘛，所以有一陣子在創客圈的討論度不算太高。
不過與樂鑫密切合作的板卡商安可信（AI Thinker，註1）為 ESP32 推出了一片板卡，稱為 ESP32-CAM，該板卡結合了 OmniVision 的 OV2640 影像感測器模組（攝影鏡頭模組，解析度 1632 x 1232，註2）、PSRAM 記憶體（註3）、MicroSD 記憶卡卡槽，使其適合做為網路攝影機應用，同時與過往 ESP8266 一樣相容於 Arduino。
ESP32-CAM板卡（左）與搭配安裝的攝影機模組（右）（圖片來源）
更重要的是，只要透過 Arduino 的一個範例程式：CameraWebServer，將該程式透過 PC 燒寫到 ESP32-CAM 板卡上，就可以在板卡上建立一個網頁伺服器（Web Server），而後只要用瀏覽器瀏覽 ESP32-CAM 板卡，即輸入 192.168.x.x 的內部網址，就可以看到攝影機角度的影像內容，進一步也可以作一些影像辨識應用，如人臉位置標記等，這等於也是一個 WoT（Web of Things，註4），以上種種好處使創客們開始關注起 ESP32-CAM。
ESP32-CAM實作視訊監控示意圖（圖片來源：陸向陽）
CameraWebServer 支援三種 ESP32-CAM 板卡
前面談及 CameraWebServer 範例程式，若進一步檢視該程式內容的前幾段，可以發現該程式的執行可透過三款 ESP32 板卡實現，分別是樂鑫官方推出的 ESP-WROVER-KIT、M5STACK 公司推出的 ESP32 Camera Module Development Board，以及前述安可信推出的 ESP32-CAM。在程式碼中分別寫成 CAMERA_MODEL_WROVER_KIT、CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM、CAMERA_MODEL_AI_THINKER。
// Select camera model //#define CAMERA_MODEL_WROVER_KIT //#define CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM #define CAMERA_MODEL_AI_THINKER
請注意最後一行最前頭的 「//」被刪除了，即代表選擇了 ESP32-CAM。
在程式碼中三者都以註解方式寫成，開發者購買 ESP32 板卡時選擇三者中的一種，而後把三個註解中的某一對應項取消其註解，正式成為宣告，該程式碼即可用。當然，程式碼裡頭也要改一下 SSID 與密碼，才能夠讓 ESP32-CAM 板卡連上 Wi-Fi 網路。
要說明的是，M5STACK 主要是推行簡單積木化組兜的電子實作，接線型的產品不是該公司主推，雖然在淘寶上可以買到 M5STACK 的產品，但不太建議使用，比較推的依然是 ESP-WROVER-KIT 與 ESP32-CAM。
有關 ESP32-CAM 板卡與 CameraWebServer 範例程式的快速實作可參考以下影片：
ESP32-CAM的專屬影像功能配置
至此可能有人會問，我可以拿其他一般 ESP32 板卡來構成與 ESP-WROVER-KIT、ESP32-CAM 相同電路功效的板卡，然後一樣運用 CameraWebServer 範例程式來執行嗎？答案是可以，但很有難度。
首先，ESP32 晶片本身沒有特別為攝影機提供合適的傳輸介面，ESP32-CAM 是用權宜之計實現傳輸的，即是借用 ESP32 晶片上的 I2S 介面，該介面原始設計上是用來傳遞音訊（Audio）的，且為了傳輸時效性，可以支援直接記憶體存取（Direct Memory Access，DMA），不過這個介面的傳輸還算夠快，可以承載 OV2640 的影像，又有時效傳輸性，所以就被挪用了。
ESP32-CAM硬體功能配置圖（圖片來源；作圖：MakerPRO編輯部）
其次，ESP32 晶片內部也沒有足夠的 RAM 空間可用來暫存視訊內容，因而必須外接 PSRAM，ESP32-CAM 就額外接上 4Mbit（512KB）的 PSRAM。
其三，PSRAM 也只能暫放圖像影像，如果長時間拍攝錄影，PSRAM 也是不夠放的，所以 ESP32-CAM 上也設置一個 MicroSD 卡槽，可接入 MicroSD 記憶卡，影像最終可以存放於記憶卡上，如此即便 ESP32-CAM 斷電了也可以保存影像資料。
以上三點都不是一般 ESP32 系統板可以做到的，都需要費一段線路焊接工才可能做到，而且影像傳輸線路、記憶體存取線路均屬相對高速傳輸，對線路品質有較高的要求，自己焊接實現須有高超技能才行，因此一般還是建議直接買 ESP-WROVER-KIT 或 ESP32-CAM。
如果堅持自己實現，則可以參考如下的電路圖：
ESP32-CAM電路圖（圖片來源：https://i.redd.it/yv050peu22p21.png）
至於其他相關細節在此跳略，例如燒錄 Sketch 應用程式到 ESP32-CAM 上時，ESP32-CAM 的 GPIO 0 接腳必須接地、內部 IP 配置、如何操作 Arduino IDE 的 Board Manager 等，最後來看看畫面吧，ESP32-CAM 上建立起來的網頁伺服器不單只是秀出拍到的圖，還包含很多影像微調選項唷！
用瀏覽器觀看 Camera Web Server 所得的畫面（圖片來源：Instructables）
（責任編輯：楊子嫻）
註解
註1：事實上 ESP8266 的走紅也得歸功於安可信推出一系列非常平價的 ESP-xx 系列的 ESP8266 收發器晶片模組子卡。
註2：有的也支援其他 OmniVision 攝影機模組，如 OmniVision OV7670（640 x 480）。
註3：PSRAM（Pseudo SRAM）的內部電路是 DRAM，但外部的接腳組態與傳輸方式是類同於 SRAM，可讓一些需要 SRAM 運作的設計不一定用真的 SRAM，而是用 DRAM。
註4：ESP32 資源已多過 ESP8266 但依然有限，以一個少量資源的終端裝置而言難以實現所有 TCP/IP 協定功能，因此 ESP32-CAM 所用的也是輕量化的 IP 協定，即 LWIP（Lightweight IP）。
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2019/08/01
Good
2019/12/17
我有寫一篇 ESP32-CAM 安裝教學，有興趣可以參考, 中/英文都有： https://stonez56.blogspot.com/2019/11/arduino-esp32-cam-for-video-stream.html
2021/06/11
讚喔，謝謝分享！