Esp32 S3 AI智能摄像头做的简易安保系统
本帖最后由 创客编程张 于 2025-5-1 21:32 编辑智能安保系统在科技飞速发展的当下，智能安防领域正经历着一场革命性的变革。今天，我要为大家揭开一款极具创新性的智能安保系统的神秘面纱，它融合了前沿的 ESP32 S3 AI 摄像头模块技术，为我们的安全保驾护航。你是否曾为传统安保系统的滞后性和低效率而烦恼？是否渴望拥有一套能够实时监测、精准识别、快速响应的智能安保解决方案？这款基于 ESP32 S3 AI 摄像头模块的智能安保系统，正是你一直在寻找的答案。它凭借着强大的 AI 处理能力、出色的图像识别技术以及高效的网络通信功能，能够在复杂的环境中精准捕捉异常，第一时间发出警报，让潜在的安全威胁无所遁形。接下来，就让我们一同深入了解这款智能安保系统的神奇之处吧！
智能安保系统中涉及ESP32-S3 AI相关功能的一些示例C语言代码，涵盖了前端感知（摄像头图像采集、麦克风音频采集）、数据传输（Wi-Fi连接）、AI处理（简单图像特征提取示例）等部分功能。应用中可能需要根据需求进行调整和完善，并且完整实现智能安保系统还会涉及更多复杂的逻辑和代码。
一、准备工作1.下载Arduino IED,按照教程下载最新版软件下载链接：Arduino入门教程00 - 初始Arduino DF创客社区2.打开软件，点击工具，点击第2栏的首选项（如图）
3.选择语言（重启软件后生效），输入链接，点击确定
4.安装开发板（如图按顺序点击）
找到esp32,并点击安装（我这里已经安装完成）
二、编写程序1.引入ESP32 开发所需的标准库和 ESP-IDF 库，包括网络、日志、GPIO、SPI、I2S 和 Wi - Fi 相关的库。定义相关配置（WiFi账号密码需自行修改）<font face="微软雅黑" size="2">#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_netif.h"
#include "esp_event.h"
#include "esp_log.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/spi_master.h"
#include "driver/i2s.h"
#include "esp_wifi.h"
#include "ip4_addr.h"
// 日志标签
static const char* TAG = "ESP32-S3_Security_System";
// Wi-Fi配置信息
#define EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID "your_wifi_ssid"
#define EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS "your_wifi_password"
// 摄像头相关SPI配置
#define CAMERA_MCLK_PIN 19
#define CAMERA_HREF_PIN 23
#define CAMERA_VSYNC_PIN 25
#define CAMERA_DATA_OUT_PIN 26
#define CAMERA_PCLK_PIN 27
#define CAMERA_XCLK_PIN 0
#define CAMERA_PWDN_PIN 32
#define CAMERA_RESET_PIN 33
// 麦克风I2S配置
#define I2S_MCK_PIN 0
#define I2S_BCK_PIN 2
#define I2S_LRCK_PIN 3
#define I2S_DO_PIN 4
#define I2S_DI_PIN 5</font>
2.对输入的 RGB 图像数据进行灰度化处理，将每个像素的 R、G、B 分量转换为灰度值，并更新图像数据。<font face="微软雅黑" size="2">// 简单图像特征提取示例（这里只是简单的灰度化处理）
void simple_image_feature_extraction(uint8_t* image_data, int width, int height) {
for (int i = 0; i < width * height; i++) {
// 简单的灰度化公式：Y = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B
// 这里假设图像是RGB格式，且每个像素占3个字节
uint8_t r = image_data;
uint8_t g = image_data;
uint8_t b = image_data;
uint8_t gray = (uint8_t)(0.299 * r + 0.587 * g + 0.114 * b);
image_data = gray;
image_data = gray;
image_data = gray;
}
}</font>
3.然后处理 Wi - Fi 和 IP 相关的事件。当 Wi - Fi 启动时，尝试连接到 Wi - Fi；当 Wi - Fi 断开连接时，尝试重新连接；当获取到 IP 地址时，输出日志信息。<font face="微软雅黑" size="2">// Wi-Fi连接事件处理回调函数
static void event_handler(void* arg, esp_event_base_t event_base,
int32_t event_id, void* event_data)
{
if (event_base == WIFI_EVENT) {
switch (event_id) {
case WIFI_EVENT_STA_START:
esp_wifi_connect();
break;
case WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED:
ESP_LOGW(TAG, "Wi-Fi disconnected, trying to reconnect...");
esp_wifi_connect();
break;
}
} else if (event_base == IP_EVENT && event_id == IP_EVENT_STA_GOT_IP) {
ip_event_got_ip_t* event = (ip_event_got_ip_t*) event_data;
ESP_LOGI(TAG, "Got IP: " IPSTR, IP2STR(&event->ip_info.ip));
}
}</font>4.初始化 Wi - Fi 连接。包括初始化网络接口、创建事件循环、创建默认的 Wi - Fi STA 模式，注册事件处理函数，设置 Wi - Fi 配置并启动 Wi - Fi。<font face="微软雅黑" size="2">// 初始化Wi-Fi连接
void wifi_init_sta(void)
{
esp_netif_init();
esp_event_loop_create_default();
esp_netif_create_default_wifi_sta();
wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
esp_wifi_init(&cfg);
esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT, ESP_EVENT_ANY_ID,
&event_handler, NULL, NULL);
esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT, IP_EVENT_STA_GOT_IP,
&event_handler, NULL, NULL);
wifi_config_t wifi_config = {
.sta = {
.ssid = EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID,
.password = EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS,
.threshold.authmode = WIFI_AUTH_WPA2_PSK,
.sae_pwe_h2e = WPA3_SAE_PWE_BOTH,
},
};
esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA);
esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_STA, &wifi_config);
esp_wifi_start();
}</font>5.初始化摄像头<font face="微软雅黑" size="2">// 初始化摄像头
void camera_init(void) {
gpio_config_t io_conf = {};
// 输出引脚配置
io_conf.mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
io_conf.pin_bit_mask = (1ULL << CAMERA_MCLK_PIN) | (1ULL << CAMERA_XCLK_PIN) |
(1ULL << CAMERA_PWDN_PIN) | (1ULL << CAMERA_RESET_PIN);
gpio_config(&io_conf);
// 输入引脚配置
io_conf.mode = GPIO_MODE_INPUT;
io_conf.pin_bit_mask = (1ULL << CAMERA_HREF_PIN) | (1ULL << CAMERA_VSYNC_PIN) |
(1ULL << CAMERA_DATA_OUT_PIN) | (1ULL << CAMERA_PCLK_PIN);
gpio_config(&io_conf);
ESP_LOGI(TAG, "Camera initialized");
}</font>6.初始化麦克风<font face="微软雅黑" size="2">// 初始化麦克风I2S
void microphone_init(void) {
i2s_config_t i2s_config = {
.mode = (i2s_mode_t)(I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_RX),
.sample_rate = 44100,
.bits_per_sample = I2S_BITS_PER_SAMPLE_16BIT,
.channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_LEFT,
.communication_format = I2S_COMM_FORMAT_I2S,
.intr_alloc_flags = ESP_INTR_FLAG_LEVEL1,
.dma_buf_count = 8,
.dma_buf_len = 64,
.use_apll = false,
.tx_desc_auto_clear = true,
.fixed_mclk = I2S_MCK_PIN,
};
i2s_pin_config_t pin_config = {
.bck_io_num = I2S_BCK_PIN,
.ws_io_num = I2S_LRCK_PIN,
.data_in_num = I2S_DO_PIN,
.data_out_num = I2S_DI_PIN,
};
esp_err_t err = i2s_driver_install(I2S_NUM_0, &i2s_config, 0, NULL);
if (err != ESP_OK) {
ESP_LOGE(TAG, "Failed to install I2S driver: %s", esp_err_to_name(err));
return;
}
err = i2s_set_pin(I2S_NUM_0, &pin_config);
if (err != ESP_OK) {
ESP_LOGE(TAG, "Failed to set I2S pins: %s", esp_err_to_name(err));
i2s_driver_uninstall(I2S_NUM_0);
return;
}
ESP_LOGI(TAG, "Microphone initialized");
}</font>7.采集摄像头图像数据示例函数（这里简单做了一个程序，实际使用请查看相关教程DFRobot DFR1154 ESP32-S3 AI CAM使用教程）void capture_camera_image(uint8_t* buffer, int width, int height) {
for (int i = 0; i < width * height * 3; i++) {
buffer = rand() % 256;
}
ESP_LOGI(TAG, "Camera image captured");
}采集麦克风音频数据示例函数
void capture_microphone_audio(int16_t* buffer, int buffer_size) {
for (int i = 0; i < buffer_size; i++) {
buffer = rand() % 32768 - 16384;
}
ESP_LOGI(TAG, "Microphone audio captured");
}8.编写主程序
void app_main(void)
{
// 初始化NVS
esp_err_t ret = nvs_flash_init();
if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {
ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
ret = nvs_flash_init();
}
ESP_ERROR_CHECK(ret);
// 初始化随机数种子
srand(esp_random());
// 初始化Wi-Fi连接
wifi_init_sta();
// 初始化摄像头
camera_init();
// 初始化麦克风
microphone_init();
// 定义图像和音频数据缓冲区
const int image_width = 640;
const int image_height = 480;
uint8_t* camera_image_buffer = (uint8_t*)malloc(image_width * image_height * 3);
if (camera_image_buffer == NULL) {
ESP_LOGE(TAG, "Failed to allocate memory for camera image buffer");
return;
}
const int audio_buffer_size = 1024;
int16_t* microphone_audio_buffer = (int16_t*)malloc(audio_buffer_size * sizeof(int16_t));
if (microphone_audio_buffer == NULL) {
ESP_LOGE(TAG, "Failed to allocate memory for microphone audio buffer");
free(camera_image_buffer);
return;
}
while (1) {
// 采集摄像头图像数据
capture_camera_image(camera_image_buffer, image_width, image_height);
// 进行简单的图像特征提取
simple_image_feature_extraction(camera_image_buffer, image_width, image_height);
// 采集麦克风音频数据
capture_microphone_audio(microphone_audio_buffer, audio_buffer_size);
// 这里可以添加将数据发送到云端或进行进一步AI处理的代码
// 例如通过网络发送数据等
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
}
// 释放内存
free(camera_image_buffer);
free(microphone_audio_buffer);
}9.所有程序（部分需自主修改）
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_netif.h"
#include "esp_event.h"
#include "esp_log.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/spi_master.h"
#include "driver/i2s.h"
#include "esp_wifi.h"
#include "ip4_addr.h"
// 日志标签
static const char* TAG = "ESP32-S3_Security_System";
// Wi-Fi配置信息
#define EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID "your_wifi_ssid"
#define EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS "your_wifi_password"
// 摄像头相关SPI配置
#define CAMERA_MCLK_PIN 19
#define CAMERA_HREF_PIN 23
#define CAMERA_VSYNC_PIN 25
#define CAMERA_DATA_OUT_PIN 26
#define CAMERA_PCLK_PIN 27
#define CAMERA_XCLK_PIN 0
#define CAMERA_PWDN_PIN 32
#define CAMERA_RESET_PIN 33
// 麦克风I2S配置
#define I2S_MCK_PIN 0
#define I2S_BCK_PIN 2
#define I2S_LRCK_PIN 3
#define I2S_DO_PIN 4
#define I2S_DI_PIN 5
// 简单图像特征提取示例（这里只是简单的灰度化处理）
void simple_image_feature_extraction(uint8_t* image_data, int width, int height) {
for (int i = 0; i < width * height; i++) {
// 简单的灰度化公式：Y = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B
// 这里假设图像是RGB格式，且每个像素占3个字节
uint8_t r = image_data;
uint8_t g = image_data;
uint8_t b = image_data;
uint8_t gray = (uint8_t)(0.299 * r + 0.587 * g + 0.114 * b);
image_data = gray;
image_data = gray;
image_data = gray;
}
}
// Wi-Fi连接事件处理回调函数
static void event_handler(void* arg, esp_event_base_t event_base,
int32_t event_id, void* event_data)
{
if (event_base == WIFI_EVENT) {
switch (event_id) {
case WIFI_EVENT_STA_START:
esp_wifi_connect();
break;
case WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED:
ESP_LOGW(TAG, "Wi-Fi disconnected, trying to reconnect...");
esp_wifi_connect();
break;
}
} else if (event_base == IP_EVENT && event_id == IP_EVENT_STA_GOT_IP) {
ip_event_got_ip_t* event = (ip_event_got_ip_t*) event_data;
ESP_LOGI(TAG, "Got IP: " IPSTR, IP2STR(&event->ip_info.ip));
}
}
// 初始化Wi-Fi连接
void wifi_init_sta(void)
{
esp_netif_init();
esp_event_loop_create_default();
esp_netif_create_default_wifi_sta();
wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
esp_wifi_init(&cfg);
esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT, ESP_EVENT_ANY_ID,
&event_handler, NULL, NULL);
esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT, IP_EVENT_STA_GOT_IP,
&event_handler, NULL, NULL);
wifi_config_t wifi_config = {
.sta = {
.ssid = EXAMPLE_ESP_WIFI_SSID,
.password = EXAMPLE_ESP_WIFI_PASS,
.threshold.authmode = WIFI_AUTH_WPA2_PSK,
.sae_pwe_h2e = WPA3_SAE_PWE_BOTH,
},
};
esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA);
esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_STA, &wifi_config);
esp_wifi_start();
}
// 初始化摄像头
void camera_init(void) {
gpio_config_t io_conf = {};
// 输出引脚配置
io_conf.mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
io_conf.pin_bit_mask = (1ULL << CAMERA_MCLK_PIN) | (1ULL << CAMERA_XCLK_PIN) |
(1ULL << CAMERA_PWDN_PIN) | (1ULL << CAMERA_RESET_PIN);
gpio_config(&io_conf);
// 输入引脚配置
io_conf.mode = GPIO_MODE_INPUT;
io_conf.pin_bit_mask = (1ULL << CAMERA_HREF_PIN) | (1ULL << CAMERA_VSYNC_PIN) |
(1ULL << CAMERA_DATA_OUT_PIN) | (1ULL << CAMERA_PCLK_PIN);
gpio_config(&io_conf);
ESP_LOGI(TAG, "Camera initialized");
}
// 初始化麦克风I2S
void microphone_init(void) {
i2s_config_t i2s_config = {
.mode = (i2s_mode_t)(I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_RX),
.sample_rate = 44100,
.bits_per_sample = I2S_BITS_PER_SAMPLE_16BIT,
.channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_LEFT,
.communication_format = I2S_COMM_FORMAT_I2S,
.intr_alloc_flags = ESP_INTR_FLAG_LEVEL1,
.dma_buf_count = 8,
.dma_buf_len = 64,
.use_apll = false,
.tx_desc_auto_clear = true,
.fixed_mclk = I2S_MCK_PIN,
};
i2s_pin_config_t pin_config = {
.bck_io_num = I2S_BCK_PIN,
.ws_io_num = I2S_LRCK_PIN,
.data_in_num = I2S_DO_PIN,
.data_out_num = I2S_DI_PIN,
};
esp_err_t err = i2s_driver_install(I2S_NUM_0, &i2s_config, 0, NULL);
if (err != ESP_OK) {
ESP_LOGE(TAG, "Failed to install I2S driver: %s", esp_err_to_name(err));
return;
}
err = i2s_set_pin(I2S_NUM_0, &pin_config);
if (err != ESP_OK) {
ESP_LOGE(TAG, "Failed to set I2S pins: %s", esp_err_to_name(err));
i2s_driver_uninstall(I2S_NUM_0);
return;
}
ESP_LOGI(TAG, "Microphone initialized");
}
// 采集摄像头图像数据示例函数
// 这里只是简单模拟获取图像数据，实际需要更复杂的摄像头驱动操作
void capture_camera_image(uint8_t* buffer, int width, int height) {
for (int i = 0; i < width * height * 3; i++) {
buffer = rand() % 256;
}
ESP_LOGI(TAG, "Camera image captured");
}
// 采集麦克风音频数据示例函数
// 这里只是简单模拟获取音频数据，实际需要更复杂的I2S驱动操作
void capture_microphone_audio(int16_t* buffer, int buffer_size) {
for (int i = 0; i < buffer_size; i++) {
buffer = rand() % 32768 - 16384;
}
ESP_LOGI(TAG, "Microphone audio captured");
}
void app_main(void)
{
// 初始化NVS
esp_err_t ret = nvs_flash_init();
if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {
ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
ret = nvs_flash_init();
}
ESP_ERROR_CHECK(ret);
// 初始化随机数种子
srand(esp_random());
// 初始化Wi-Fi连接
wifi_init_sta();
// 初始化摄像头
camera_init();
// 初始化麦克风
microphone_init();
// 定义图像和音频数据缓冲区
const int image_width = 640;
const int image_height = 480;
uint8_t* camera_image_buffer = (uint8_t*)malloc(image_width * image_height * 3);
if (camera_image_buffer == NULL) {
ESP_LOGE(TAG, "Failed to allocate memory for camera image buffer");
return;
}
const int audio_buffer_size = 1024;
int16_t* microphone_audio_buffer = (int16_t*)malloc(audio_buffer_size * sizeof(int16_t));
if (microphone_audio_buffer == NULL) {
ESP_LOGE(TAG, "Failed to allocate memory for microphone audio buffer");
free(camera_image_buffer);
return;
}
while (1) {
// 采集摄像头图像数据
capture_camera_image(camera_image_buffer, image_width, image_height);
// 进行简单的图像特征提取
simple_image_feature_extraction(camera_image_buffer, image_width, image_height);
// 采集麦克风音频数据
capture_microphone_audio(microphone_audio_buffer, audio_buffer_size);
// 这里可以添加将数据发送到云端或进行进一步AI处理的代码
// 例如通过网络发送数据等
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
}
// 释放内存
free(camera_image_buffer);
free(microphone_audio_buffer);
}三.最后我们可以在程序中加入自己训练的智能体（我不会训练AI所以我花钱找人训练了一个，这里就不分享了哈，还请见谅）。由于我也是初学者，程序中可能会有少许问题，大家可以检查修改。
最后连接esp32 s3 ai模块，上传程序。
四.附件
在这里，我自己设计了一个激光切割的外壳供参考
就此，完！欢迎交流。
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