【ESP32-NodeMCU物联网开发之Arduino环境搭建】

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1. ESP32-NodeMCU

• ESP8266 Wi-Fi模块是过去几年中最受欢迎和最实用的模块之一。市场上有这种模块的各种版本。
• ESP32模块是ESP8266的升级版本。除了Wi-Fi模块，该模块还包含蓝牙4.0模块。双核CPU工作频率为80至240 MHz，包含两个Wi-Fi和蓝牙模块以及各种输入和输出引脚， ESP32是物联网项目的理想选择。

1.1 主要技术参数

这里我们参考乐鑫公司技术参数

项目	Value	Value
核心模块	ESP32	ESP8266
工作电压(VIN)	5V	5V
输入电压(推荐)	5V	5V
输入电压(极限)	4.5 ～ 10 V	4.5 ～ 10 V
数字输入输出引脚	32个（全部可以作为PWM引脚）	16个（全部可以作为PWM引脚）
PWM引脚	32个	16个
模拟输入引脚	16个	1个
数转模引脚	8个	0个
WIFI标准	IEEE 802.11b/g/n	IEEE 802.11b/g/n
蓝牙	无	有
工作模式	STA / AP / STA + AP/Bluetooth	STA / AP / STA + AP
重量	7g	7g

1.2 NodeMCU引脚功能

这个是esp8266

这个是esp32，对比管脚资源，esp32更加强大

Arduino生态绝对大升级

可用引脚:
  ESP8266芯片有32个GPIO引脚（PWM全支持）。ADC有16个，UART有三个，DAC有两个。
 
● GND引脚：该模块的接地有3个引脚。
● 启用引脚（EN）：该引脚用于启用和禁用模块。引脚为高电平时启用模块，低电平禁用模块。
● 输入/输出引脚（GPIO）：您可以使用32个GPIO引脚与LED、开关和其他输入/输出设备进行通信。
您可以在内部上拉或下拉这些引脚。
注意：GPIO6至GPIO11引脚（SCK/CLK，SDO/SD0，SDI/SD1，SHD/SD2，SWP/SD3和SCS/CMD引脚）用于模块内部闪存的SPI通信，我们不建议使用它们。
● ADC：您可以使用此模块上的16个ADC引脚将模拟电压（某些传感器的输出）转换为数字电压。其中一些转换器连接到内部放大器，能够以高精度测量小电压。
● DAC：ESP32模块有两个数模转换器，精度为8位。
● 触摸焊盘：ESP32模块上有10个引脚，对电容变化很敏感。您可以将这些引脚连接到某些焊盘（PCB上的焊盘），并将它们用作触摸开关。
● SPI：该模块上有两个SPI接口，可用于连接显示屏、SD / microSD存储卡模块、外部闪存等。
● I2C：SDA和SCL引脚用于I2C通信。
● 串行通信（UART）：该模块上有两个UART串行接口。使用这些引脚，您可以在两个设备之间传输高达5Mbps的信息。 UART0还具有CTS和RTS控制。
● PWM：几乎所有ESP32输入/输出32个GPIO引脚都可用于PWM（脉冲宽度调制）。使用这些引脚可以控制电机、LED灯和颜色等。

1.3 ESP32模块模式

ESP32芯片有5种模式：
● 活动模式：在这种模式下，Wi-Fi和蓝牙发射器和接收器的所有部分都是活动的。在这种情况下，电流消耗在80和260mA之间。
● 调制解调器睡眠模式：处理器仍处于活动状态，但Wi-Fi和蓝牙已禁用。在这种情况下，电流消耗在3到20mA之间。
● 轻度睡眠模式：主处理器停止工作，但RTC单元和ULP处理器单元仍处于活动状态。电流消耗约为0.8 mA。
● 深度睡眠模式：只有RTC单元处于活动状态。在这种情况下，Wi-Fi和蓝牙通信的数据存储在RTC的存储器中。在此模式下，电流消耗在10到150μA之间。
● 休眠模式：除了用于时钟的RTC定时器和连接到RTC的一些I / O引脚外，所有单元均被禁用。 RTC定时器或连接的引脚可以将芯片从此状态唤醒。在这种情况下，电流消耗约为2.5μA。
有关更多信息，请查看模块数据表。

2. arduino开发环境

首先我们需要安装Arduino IDE
开发环境：

  win10家庭版（无需关注，本人记录而已）
  arduino版本: 1.8.15
  esp8266固件: 1.05  
  硬件:ESP32-NodeMCU   

• 第一步打开arduino，找到文件→首选项。在附加开发板管理中添加下面网址。
  

https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

• 进入工具，选择开发板管理，搜索esp32 进行下载，安装完成后重启软件
  

注意: 目前1.06（最新）版本几乎不可能下载下来, 可选择1.05（低一）版本.
不要中途退出.~!如果你中途推出大概率卡死, 下一次看似继续下载,其实下载完后会报错,需要重新下载

方法二：首先关掉Arduino IDE，直接下载esp32_package安装包，直接安装exe即可。

3. 配置测试

手边有esp32-cam，移植代码，然后编译下载，验证实验效果！

3.1 移植代码

1. 选择esp32-cam开发板，Flash Mode选择DOUT模式
   

2. 打开此例程
   

3. 修改开发板型号为

#define CAMERA_MODEL_AI_THINKER // Has PSRAM

4. 然后修改对应的wifi和密码
   

const char* ssid = "J09 502";
const char* password = "qwertyuiop111";//记得填写自己的

修改后代码如下

#include "esp_camera.h"
#include 

//
// WARNING!!! PSRAM IC required for UXGA resolution and high JPEG quality
//            Ensure ESP32 Wrover Module or other board with PSRAM is selected
//            Partial images will be transmitted if image exceeds buffer size
//

// Select camera model
//#define CAMERA_MODEL_WROVER_KIT // Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_ESP_EYE // Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM // Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_V2_PSRAM // M5Camera version B Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_WIDE // Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_ESP32CAM // No PSRAM
#define CAMERA_MODEL_AI_THINKER // Has PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_TTGO_T_JOURNAL // No PSRAM

#include "camera_pins.h"

const char* ssid = "J09 502";
const char* password = "qwertyuiop111";

void startCameraServer();

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.setDebugOutput(true);
  Serial.println();

  camera_config_t config;
  config.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0;
  config.ledc_timer = LEDC_TIMER_0;
  config.pin_d0 = Y2_GPIO_NUM;
  config.pin_d1 = Y3_GPIO_NUM;
  config.pin_d2 = Y4_GPIO_NUM;
  config.pin_d3 = Y5_GPIO_NUM;
  config.pin_d4 = Y6_GPIO_NUM;
  config.pin_d5 = Y7_GPIO_NUM;
  config.pin_d6 = Y8_GPIO_NUM;
  config.pin_d7 = Y9_GPIO_NUM;
  config.pin_xclk = XCLK_GPIO_NUM;
  config.pin_pclk = PCLK_GPIO_NUM;
  config.pin_vsync = VSYNC_GPIO_NUM;
  config.pin_href = HREF_GPIO_NUM;
  config.pin_sscb_sda = SIOD_GPIO_NUM;
  config.pin_sscb_scl = SIOC_GPIO_NUM;
  config.pin_pwdn = PWDN_GPIO_NUM;
  config.pin_reset = RESET_GPIO_NUM;
  config.xclk_freq_hz = 20000000;
  config.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG;
  
  // if PSRAM IC present, init with UXGA resolution and higher JPEG quality
  //                      for larger pre-allocated frame buffer.
  if(psramFound()){
    config.frame_size = FRAMESIZE_UXGA;
    config.jpeg_quality = 10;
    config.fb_count = 2;
  } else {
    config.frame_size = FRAMESIZE_SVGA;
    config.jpeg_quality = 12;
    config.fb_count = 1;
  }

#if defined(CAMERA_MODEL_ESP_EYE)
  pinMode(13, INPUT_PULLUP);
  pinMode(14, INPUT_PULLUP);
#endif

  // camera init
  esp_err_t err = esp_camera_init(&config);
  if (err != ESP_OK) {
    Serial.printf("Camera init failed with error 0x%x", err);
    return;
  }

  sensor_t * s = esp_camera_sensor_get();
  // initial sensors are flipped vertically and colors are a bit saturated
  if (s->id.PID == OV3660_PID) {
    s->set_vflip(s, 1); // flip it back
    s->set_brightness(s, 1); // up the brightness just a bit
    s->set_saturation(s, -2); // lower the saturation
  }
  // drop down frame size for higher initial frame rate
  s->set_framesize(s, FRAMESIZE_QVGA);

#if defined(CAMERA_MODEL_M5STACK_WIDE) || defined(CAMERA_MODEL_M5STACK_ESP32CAM)
  s->set_vflip(s, 1);
  s->set_hmirror(s, 1);
#endif

  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");

  startCameraServer();

  Serial.print("Camera Ready! Use 'http://");
  Serial.print(WiFi.localIP());
  Serial.println("' to connect");
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  delay(10000);
}

3.2 编译上传

• 先选择NodeMCU 1.0开发板，然后点击对号√编译
• esp32-cam上传程序时需要GND与短接IO0，然后Uart烧录，5V供电
• 选择端口上传

3.3 验证效果

• 首先需要断开需要GND和短接IO0，按一下rest
• 可以打开串口监视器，选择115200波特率，会有debug打印，出现“WiFi connected”就实现了自动联网
• 在浏览器中输入对应的地址。

点击Start Stream开始传输视频流

4. 小结

• 通过以上内容我们对ESP32-NodeMCU模块有了初步了解，并且实现了esp32 cam 配网 实现视频传输。
• 在以后的博文中我们将学会用NodeMCU和arduino物联网交互使用，从而实现对外部世界进行感知，充分认识这个有机与无机的环境，科学地合理地进行创作和发挥效益，然后为人类社会发展贡献一点微薄之力。

参考文献：

• ESP32快速入门指南
• esp32 cam 配网 实现视频传输
• esp8266 nodeMCU arduino开发环境