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WiFi小车
使用 ESP32-CAM 构建 Wi-Fi 遥控汽车机器人。您将能够使用Web服务器控制机器人，该服务器显示机器人"看到"的视频流。您可以远程控制您的机器人，即使它不在你的视线范围内。ESP32-CAM 将使用 Arduino IDE 进行编程。
ESP32-CAM 远程控制车载机器人 Web 服务器 Arduino IDE 电路板兼容性：此项目需要 4 个 GPIO 来控制直流电机。因此，您可以使用任何带有 4 个可用 GPIO 的 ESP32 相机板，如 ESP32-CAM Ai-Thinker 板。
在开始项目之前，我们将重点介绍用于构建机器人的最重要功能和组件。
无线网络 机器人将使用您的 ESP32-CAM 通过 Wi-Fi 进行控制。我们将创建一个基于Web的界面来控制机器人，可以在本地网络内的任何设备中访问。
该网页还显示了机器人"看到"的视频流。为了获得良好的视频流效果，我们建议使用带外部天线的 ESP32-CAM。
重要提示：如果没有外部天线，视频流会滞后，并且Web服务器控制机器人的速度非常慢。
机器人控制
Web 服务器有 5 个控件："前进"、"向后"、"向左"、"向右"和"停止"。
ESP32-CAM 远程控制机器人 Web 服务器 Arduino IDE
只要您按下按钮，机器人就会移动。当您松开任何按钮时，机器人就会停止。但是，我们包含了"停止"按钮，如果您释放按钮时 ESP32 未收到停止命令，该按钮非常有用。
您可以使用任何其他机箱套件，只要它带有两个直流电机即可。
Arduino套件ESP32-CAM（原厂，不带外置天线），
带外置天线
控制直流电机的方法有很多种。我们将使用L298N电机驱动器，它提供了一种简单的方法来控制2个直流电机的速度和方向。
L298N 电机驱动器 直流 ESP32-CAM
我们不会解释L298N电机驱动器的工作原理。您可以阅读以下文章，了解有关 L298N 电机驱动器的深入教程：
ESP32 带直流电机和 L298N 电机驱动器 – 控制速度和方向
为了保持电路简单，我们将使用相同的电源为机器人（电机）和 ESP32 供电。我们使用了移动电源/便携式充电器（就像用于为智能手机充电的充电器一样），效果很好。
便携式移动电源为 ESP32-CAM 机器人供电 注意：电机消耗大量电流，因此，如果您觉得机器人无法正常移动，则可能需要为电机使用外部电源。这意味着您需要两种不同的电源。一个用于为直流电机供电，另一个用于为 ESP32 供电。
所需部件 对于此项目，我们将使用以下部分：
ESP32-CAM AI-Thinker，带外置天线 L298N 电机驱动器 机器人汽车底盘套件 移动电源或其他5V电源 原型电路板（可选）
测试代码 插入网络凭据后，您可以将代码上传到 ESP32-CAM 开发板。如果你不知道如何将代码上传到开发板，请按照下一其他教程操作
上传后，打开串行监视器以获取其IP地址。
ESP32-CAM 获取 IP 地址串行监视器 打开浏览器并键入 ESP IP 地址。类似的网页应加载：
ESP32-CAM 网络服务器远程控制机器人 2演示
按下按钮并查看串行监视器，以查看它是否正在流式传输而没有延迟，以及它是否正在接收命令而不会崩溃。
ESP32-CAM 远程控制机器人串行监视器命令 如果一切正常，是时候组装电路了。
#include "esp_camera.h"
#include <WiFi.h>
#include "esp_timer.h"
#include "img_converters.h"
#include "Arduino.h"
#include "fb_gfx.h"
#include "soc/soc.h" // disable brownout problems
#include "soc/rtc_cntl_reg.h" // disable brownout problems
#include "esp_http_server.h"
// Replace with your network credentials
const char* ssid = "REPLACE_WITH_YOUR_SSID";//你的WiFi名称
const char* password = "REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD";//你的WiFi密码
#define PART_BOUNDARY "123456789000000000000987654321"
#define CAMERA_MODEL_AI_THINKER
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_WITHOUT_PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM_B
//#define CAMERA_MODEL_WROVER_KIT
#if defined(CAMERA_MODEL_WROVER_KIT)
#define PWDN_GPIO_NUM -1
#define RESET_GPIO_NUM -1
#define XCLK_GPIO_NUM 21
#define SIOD_GPIO_NUM 26
#define SIOC_GPIO_NUM 27
#define Y9_GPIO_NUM 35
#define Y8_GPIO_NUM 34
#define Y7_GPIO_NUM 39
#define Y6_GPIO_NUM 36
#define Y5_GPIO_NUM 19
#define Y4_GPIO_NUM 18
#define Y3_GPIO_NUM 5
#define Y2_GPIO_NUM 4
#define VSYNC_GPIO_NUM 25
#define HREF_GPIO_NUM 23
#define PCLK_GPIO_NUM 22
#elif defined(CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM)
#define PWDN_GPIO_NUM -1
#define RESET_GPIO_NUM 15
#define XCLK_GPIO_NUM 27
#define SIOD_GPIO_NUM 25
#define SIOC_GPIO_NUM 23
#define Y9_GPIO_NUM 19
#define Y8_GPIO_NUM 36
#define Y7_GPIO_NUM 18
#define Y6_GPIO_NUM 39
#define Y5_GPIO_NUM 5
#define Y4_GPIO_NUM 34
#define Y3_GPIO_NUM 35
#define Y2_GPIO_NUM 32
#define VSYNC_GPIO_NUM 22
#define HREF_GPIO_NUM 26
#define PCLK_GPIO_NUM 21
#elif defined(CAMERA_MODEL_M5STACK_WITHOUT_PSRAM)
#define PWDN_GPIO_NUM -1
#define RESET_GPIO_NUM 15
#define XCLK_GPIO_NUM 27
#define SIOD_GPIO_NUM 25
#define SIOC_GPIO_NUM 23
#define Y9_GPIO_NUM 19
#define Y8_GPIO_NUM 36
#define Y7_GPIO_NUM 18
#define Y6_GPIO_NUM 39
#define Y5_GPIO_NUM 5
#define Y4_GPIO_NUM 34
#define Y3_GPIO_NUM 35
#define Y2_GPIO_NUM 17
#define VSYNC_GPIO_NUM 22
#define HREF_GPIO_NUM 26
#define PCLK_GPIO_NUM 21
#elif defined(CAMERA_MODEL_AI_THINKER)
#define PWDN_GPIO_NUM 32
#define RESET_GPIO_NUM -1
#define XCLK_GPIO_NUM 0
#define SIOD_GPIO_NUM 26
#define SIOC_GPIO_NUM 27
#define Y9_GPIO_NUM 35
#define Y8_GPIO_NUM 34
#define Y7_GPIO_NUM 39
#define Y6_GPIO_NUM 36
#define Y5_GPIO_NUM 21
#define Y4_GPIO_NUM 19
#define Y3_GPIO_NUM 18
#define Y2_GPIO_NUM 5
#define VSYNC_GPIO_NUM 25
#define HREF_GPIO_NUM 23
#define PCLK_GPIO_NUM 22
#elif defined(CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM_B)
#define PWDN_GPIO_NUM -1
#define RESET_GPIO_NUM 15
#define XCLK_GPIO_NUM 27
#define SIOD_GPIO_NUM 22
#define SIOC_GPIO_NUM 23
#define Y9_GPIO_NUM 19
#define Y8_GPIO_NUM 36
#define Y7_GPIO_NUM 18
#define Y6_GPIO_NUM 39
#define Y5_GPIO_NUM 5
#define Y4_GPIO_NUM 34
#define Y3_GPIO_NUM 35
#define Y2_GPIO_NUM 32
#define VSYNC_GPIO_NUM 25
#define HREF_GPIO_NUM 26
#define PCLK_GPIO_NUM 21
#else
#error "Camera model not selected"
#endif
#define MOTOR_1_PIN_1 14
#define MOTOR_1_PIN_2 15
#define MOTOR_2_PIN_1 13
#define MOTOR_2_PIN_2 12
static const char* _STREAM_CONTENT_TYPE = "multipart/x-mixed-
replace;boundary=" PART_BOUNDARY;
static const char* _STREAM_BOUNDARY = "\r\n--" PART_BOUNDARY "\r\n";
static const char* _STREAM_PART = "Content-Type: image/jpeg\r\nContent-Length:
%u\r\n\r\n";
httpd_handle_t camera_httpd = NULL;
httpd_handle_t stream_httpd = NULL;
static const char PROGMEM INDEX_HTML[] = R"rawliteral(
<html>
<head>
<title>ESP32-CAM Robot</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
<style>
body { font-family: Arial; text-align: center; margin:0px auto;
padding-top: 30px;}
table { margin-left: auto; margin-right: auto; }
td { padding: 8 px; }
.button {
background-color: #2f4468;
border: none;
color: white;
padding: 10px 20px;
text-align: center;
text-decoration: none;
display: inline-block;
font-size: 18px;
margin: 6px 3px;
cursor: pointer;
-webkit-touch-callout: none;
-webkit-user-select: none;
-khtml-user-select: none;
-moz-user-select: none;
-ms-user-select: none;
user-select: none;
-webkit-tap-highlight-color: rgba(0,0,0,0);
}
img { width: auto ;
max-width: 100% ;
height: auto ;
}
</style>
</head>
<body>
<h1>ESP32-CAM Robot</h1>
<img src="" id="photo" >
<table>
<tr><td colspan="3" align="center"><button class="button"
onmousedown="toggleCheckbox('forward');" ontouchstart="toggleCheckbox
('forward');" onmouseup="toggleCheckbox('stop');" ontouchend="toggleCheckbox
('stop');">Forward</button></td></tr>
<tr><td align="center"><button class="button"
onmousedown="toggleCheckbox('left');" ontouchstart="toggleCheckbox('left');"
onmouseup="toggleCheckbox('stop');" ontouchend="toggleCheckbox
('stop');">Left</button></td><td align="center"><button class="button"
onmousedown="toggleCheckbox('stop');" ontouchstart="toggleCheckbox
('stop');">Stop</button></td><td align="center"><button class="button"
onmousedown="toggleCheckbox('right');" ontouchstart="toggleCheckbox('right');"
onmouseup="toggleCheckbox('stop');" ontouchend="toggleCheckbox
('stop');">Right</button></td></tr>
<tr><td colspan="3" align="center"><button class="button"
onmousedown="toggleCheckbox('backward');" ontouchstart="toggleCheckbox
('backward');" onmouseup="toggleCheckbox('stop');" ontouchend="toggleCheckbox
('stop');">Backward</button></td></tr>
</table>
<script>
function toggleCheckbox(x) {
var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open("GET", "/action?go=" + x, true);
xhr.send();
}
window.onload = document.getElementById("photo").src =
window.location.href.slice(0, -1) + ":81/stream";
</script>
</body>
</html>
)rawliteral";
static esp_err_t index_handler(httpd_req_t *req){
httpd_resp_set_type(req, "text/html");
return httpd_resp_send(req, (const char *)INDEX_HTML, strlen(INDEX_HTML));
}
static esp_err_t stream_handler(httpd_req_t *req){
camera_fb_t * fb = NULL;
esp_err_t res = ESP_OK;
size_t _jpg_buf_len = 0;
uint8_t * _jpg_buf = NULL;
char * part_buf[64];
res = httpd_resp_set_type(req, _STREAM_CONTENT_TYPE);
if(res != ESP_OK){
return res;
}
while(true){
fb = esp_camera_fb_get();
if (!fb) {
Serial.println("Camera capture failed");
res = ESP_FAIL;
} else {
if(fb->width > 400){
if(fb->format != PIXFORMAT_JPEG){
bool jpeg_converted = frame2jpg(fb, 80, &_jpg_buf, &_jpg_buf_len);
esp_camera_fb_return(fb);
fb = NULL;
if(!jpeg_converted){
Serial.println("JPEG compression failed");
res = ESP_FAIL;
}
} else {
_jpg_buf_len = fb->len;
_jpg_buf = fb->buf;
}
}
}
if(res == ESP_OK){
size_t hlen = snprintf((char *)part_buf, 64, _STREAM_PART,
_jpg_buf_len);
res = httpd_resp_send_chunk(req, (const char *)part_buf, hlen);
}
if(res == ESP_OK){
res = httpd_resp_send_chunk(req, (const char *)_jpg_buf, _jpg_buf_len);
}
if(res == ESP_OK){
res = httpd_resp_send_chunk(req, _STREAM_BOUNDARY, strlen
(_STREAM_BOUNDARY));
}
if(fb){
esp_camera_fb_return(fb);
fb = NULL;
_jpg_buf = NULL;
} else if(_jpg_buf){
free(_jpg_buf);
_jpg_buf = NULL;
}
if(res != ESP_OK){
break;
}
//Serial.printf("MJPG: %uB\n",(uint32_t)(_jpg_buf_len));
}
return res;
}
static esp_err_t cmd_handler(httpd_req_t *req){
char* buf;
size_t buf_len;
char variable[32] = {0,};
buf_len = httpd_req_get_url_query_len(req) + 1;
if (buf_len > 1) {
buf = (char*)malloc(buf_len);
if(!buf){
httpd_resp_send_500(req);
return ESP_FAIL;
}
if (httpd_req_get_url_query_str(req, buf, buf_len) == ESP_OK) {
if (httpd_query_key_value(buf, "go", variable, sizeof(variable)) ==
ESP_OK) {
} else {
free(buf);
httpd_resp_send_404(req);
return ESP_FAIL;
}
} else {
free(buf);
httpd_resp_send_404(req);
return ESP_FAIL;
}
free(buf);
} else {
httpd_resp_send_404(req);
return ESP_FAIL;
}
sensor_t * s = esp_camera_sensor_get();
int res = 0;
if(!strcmp(variable, "forward")) {
Serial.println("Forward");
digitalWrite(MOTOR_1_PIN_1, 1);
digitalWrite(MOTOR_1_PIN_2, 0);
digitalWrite(MOTOR_2_PIN_1, 1);
digitalWrite(MOTOR_2_PIN_2, 0);
}
else if(!strcmp(variable, "left")) {
Serial.println("Left");
digitalWrite(MOTOR_1_PIN_1, 0);
digitalWrite(MOTOR_1_PIN_2, 1);
digitalWrite(MOTOR_2_PIN_1, 1);
digitalWrite(MOTOR_2_PIN_2, 0);
}
else if(!strcmp(variable, "right")) {
Serial.println("Right");
digitalWrite(MOTOR_1_PIN_1, 1);
digitalWrite(MOTOR_1_PIN_2, 0);
digitalWrite(MOTOR_2_PIN_1, 0);
digitalWrite(MOTOR_2_PIN_2, 1);
}
else if(!strcmp(variable, "backward")) {
Serial.println("Backward");
digitalWrite(MOTOR_1_PIN_1, 0);
digitalWrite(MOTOR_1_PIN_2, 1);
digitalWrite(MOTOR_2_PIN_1, 0);
digitalWrite(MOTOR_2_PIN_2, 1);
}
else if(!strcmp(variable, "stop")) {
Serial.println("Stop");
digitalWrite(MOTOR_1_PIN_1, 0);
digitalWrite(MOTOR_1_PIN_2, 0);
digitalWrite(MOTOR_2_PIN_1, 0);
digitalWrite(MOTOR_2_PIN_2, 0);
}
else {
res = -1;
}
if(res){
return httpd_resp_send_500(req);
}
httpd_resp_set_hdr(req, "Access-Control-Allow-Origin", "*");
return httpd_resp_send(req, NULL, 0);
}
void startCameraServer(){
httpd_config_t config = HTTPD_DEFAULT_CONFIG();
config.server_port = 80;
httpd_uri_t index_uri = {
.uri = "/",
.method = HTTP_GET,
.handler = index_handler,
.user_ctx = NULL
};
httpd_uri_t cmd_uri = {
.uri = "/action",
.method = HTTP_GET,
.handler = cmd_handler,
.user_ctx = NULL
};
httpd_uri_t stream_uri = {
.uri = "/stream",
.method = HTTP_GET,
.handler = stream_handler,
.user_ctx = NULL
};
if (httpd_start(&camera_httpd, &config) == ESP_OK) {
httpd_register_uri_handler(camera_httpd, &index_uri);
httpd_register_uri_handler(camera_httpd, &cmd_uri);
}
config.server_port += 1;
config.ctrl_port += 1;
if (httpd_start(&stream_httpd, &config) == ESP_OK) {
httpd_register_uri_handler(stream_httpd, &stream_uri);
}
}
void setup() {
WRITE_PERI_REG(RTC_CNTL_BROWN_OUT_REG, 0); //disable brownout detector
pinMode(MOTOR_1_PIN_1, OUTPUT);
pinMode(MOTOR_1_PIN_2, OUTPUT);
pinMode(MOTOR_2_PIN_1, OUTPUT);
pinMode(MOTOR_2_PIN_2, OUTPUT);
Serial.begin(115200);
Serial.setDebugOutput(false);
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(psramFound()){
config.frame_size = FRAMESIZE_VGA;
config.jpeg_quality = 10;
config.fb_count = 2;
} else {
config.frame_size = FRAMESIZE_SVGA;
config.jpeg_quality = 12;
config.fb_count = 1;
}
// 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;
}
// Wi-Fi connection
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
Serial.print("Camera Stream Ready! Go to: http://");
Serial.println(WiFi.localIP());
// Start streaming web server
startCameraServer();
}
void loop() {
}
电路
组装机器人底盘后，您可以按照下一个原理图连接电路。
ESP32-CAM遥控机器人直流电机接线电路图
首先将 ESP32-CAM 连接到电机驱动器，如原理图所示。您可以使用迷你试验板或脱衣板来放置 ESP32-CAM 并构建电路。
下表显示了 ESP32-CAM 和 L298N 电机驱动器之间的连接。
L298N 电机驱动器 ESP32-CAM IN1 GPIO 14 IN2 GPIO 15 IN3 GPIO 13 IN4 GPIO 12
！！！这块需要测试好线序，不然控制会混乱，电机网页按钮，小车会“晕头乱跑”。
我们将所有连接组装在一个迷你条板上，如下所示。
ESP32-CAM 远程控制机器人跑道电路 之后，将每个电机连接到其接线端子。
注意：我们建议将0.1 uF陶瓷电容器焊接到每个电机的正极和负极，如图所示，以帮助平滑任何电压尖峰。此外，您可以将滑块开关焊接到来自移动电源的红线上。这样，您可以打开和关闭电源。
最后，使用移动电源供电，如图示意图所示。您需要剥离USB电缆。在这个例子中，ESP32-CAM和电机使用相同的电源供电，并且运行良好。
注意：电机消耗大量电流，因此，如果您觉得机器人的移动速度不够快，则可能需要为电机使用外部电源。这意味着您需要两种不同的电源。一个用于为直流电机供电，另一个用于为 ESP32 供电。您可以使用 4 AA 电池组为电机供电。当您获得机器人底盘套件时，您通常会获得一个用于4节AA电池的电池座。
不要忘记，您应该将外部天线与 ESP32-CAM 配合使用，否则 Web 服务器可能会非常慢。
在 ESP32-CAM IP 地址上打开浏览器，您应该能够控制您的机器人。Web服务器在笔记本电脑或智能手机上运行良好。
使用 ESP32-CAM 控制直流电机与使用"常规"ESP32 控制直流电机相同。阅读本教程以了解更多信息：ESP32 带直流电机和 L298N 电机驱动器 – 控制速度和方向。
如果要在本地网络范围之外控制机器人，可以考虑将 ESP32-CAM 设置为接入点。这样，ESP32-CAM 就不需要连接到您的路由器，它会创建自己的 Wi-Fi 网络，附近的 Wi-Fi 设备（如智能手机）可以连接到它。
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