이 글에서는 ESP32-CAM 을 이용하여, 비디오 스트리밍 서버로 사용해 보겠습니다. ESP32-CAM 에 대한 간단한 리뷰 글은 다음 링크에서 확인해 보세요.
* Hardware | ESP32-CAM 기본 사용법 확인해 보기
1. Source
ESP32 에 대한 아카이브 설정이 되어 있다면, Arduino IDE 에서 기본적으로 제공하는 소스를 그대로 사용할 수 있습니다. ESP32-CAM 에 대한 Streaming Server 소스 위치 정보는 다음과 같습니다.
File > Examples > ESP32 > Camera > CameraWebServer
2. Configuration
이 소스 그대로 compile > upload 하려면 에러가 납니다. 이는 소스가 꽤나 큰 용량 이어서, 기본 설정으로 하면 지정된 용량에 모드 들어가지 못 하여, Sketch too big 이라는 에러를 냅니다.
이를 해결하기 위해서는, Platform Scheme 에서 Huge APP (3MB No OTA/1MB SPIFFS) 옵션을 선택하고 업로드 하면 문제 없이 업로드 가능 합니다.
추가로, 소스에서 Select camera model 에서 기본 모델을 주석 처리하고, define CAMERA_MODEL_AI_THINKER 를 활성화 시킬 필요가 있습니다.
또한, Wifi AP 에 연결하기 위한, SSID / Password 정보를 입력해야 합니다. 개인 환경에 맞는 AP 정보로 변경해 놓으면 되겠습니다.
마지막으로, Board 선택을 AI Thinker ESP32-CAM 이 있으니, 이를 선택하면 됩니다.
3. Connection
Source Upload 와 다르게, GPIO 0 과 GND 연결을 해제해 줍니다. 아래 그림에서 Serial 연결과 TX/RX 를 유지한 것은, Arduino IDE 의 Monitor 에서 진행상황을 보기 위한 것이고, 모니터링 할 필요가 없다면 Serial 연결 자체를 제거해도 됩니다.
Monitor 내용을 확인하고 싶을 경우는 RX/TX 연결선을 유지하면 됩니다.
3.3V 전원 공급만 가지고 있는 모습.
소스를 업로드 하면, 내가 사용하고 있는 LAN 에서 접근할 수 있는 IP 를 뱉어 줍니다. 이 IP 주소를 가지고 브라우저에서 접속하면 되겠습니다.
4. Streaming Live
업로드 후, 알려준 IP address 로 접속하면, 카메라로 찍힌 CCTV 영상을 확인할 수 있습니다. 기본 80번 포트는 설정을 할 수 있는 화면 이며, 81번 포트로 접속하면 streaming 영상만 확인 가능합니다.
ESP32-CAM 성능이 나쁘지 않아, XGA (1024x768) 까지는 조금 frame 이 떨어지지만, 나름 고화질 이면서 끊김 없이 볼 수 있습니다.
Arduino IDE 의 Monitor 를 확인하면, 다음과 같이 자세한 내용을 보여 줍니다.
5. Face Detection
AI Thinker 라 그런지, 안면인식 기능을 사용할 수 있습니다. Face Detection 을 활성화 하고, 얼굴을 가져다 대면 안면인식 부분을 보여 줍니다. 일단 인터넷에서 받을 수 있는 사진을 스마트폰으로 띄우고 카메라로 보여주면, 사람 얼굴을 인식합니다.
직접 카메라를 저의 얼굴을 비추니 안면 인식을 해 주네요.
Face Recognition 을 활성화 하면, 등록되지 않은 얼굴이 인식되면, 침입자 경보를 띄워 줍니다. Enroll Face 를 해서 얼굴 등록을 하면, 등록되지 않은 얼굴에 한하여 Intruder Alert 를 해 줍니다.
6. Others
수평 줄이 가는 것은 3.3V 전원을 인가 했거나, 5V 라도 충분한 전류를 얻지 못하는 경우라고 합니다. 외부 전원 +5V 로 연결했을 경우, 깨끗한 화면이 나옵니다. 그리고 전원이 들어가고 얼마 안있는 시간동안에는 달궈 지지 않아서 그런지, 이렇게 노이즈가 낍니다. 이후, 안정적인 전류와 5V 전압이 들어가면 문제가 사라집니다.
직업병 적으로 HTTP Header 를 살펴 봤습니다. 특이점이 없는 HTTP streaming 프로토콜 되겠습니다.
쉽게 표현해 보면 다음과 같습니다.
[Request Headers]
-------------------------
GET /stream HTTP/1.1
Host: 192.168.1.210:81
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/88.0.4324.96 Safari/537.36 Edg/88.0.705.56
Accept: image/webp,image/apng,image/svg+xml,image/*,*/*;q=0.8
Referer: http://192.168.1.210/
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language: en-US,en;q=0.9,ko;q=0.8,ja;q=0.7,es;q=0.6,pt;q=0.5,vi;q=0.4,th;q=0.3
[Response Headers]
-------------------------
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=123456789000000000000987654321
Transfer-Encoding: chunked
Access-Control-Allow-Origin: *
7. Only Streaming
Arduino IDE 에서 기본 제공하는 소스는, 여러 기능이 포함되어 있어 다양한 설정이 가능하나, 아래 사진처럼 include 가 많아져서 소스가 거대해 집니다.
이를 줄여, 단순히 streaming 만 가능한 소스는 다음과 같습니다.
* ESP32-CAM Video Streaming Web Server (works with Home Assistant)
접속하는 SSID / Password 수정 후, ESP32-CAM 에 업로드 하면 됩니다.
/*********
Rui Santos
Complete project details at https://RandomNerdTutorials.com/esp32-cam-video-streaming-web-server-camera-home-assistant/
IMPORTANT!!!
- Select Board "AI Thinker ESP32-CAM"
- GPIO 0 must be connected to GND to upload a sketch
- After connecting GPIO 0 to GND, press the ESP32-CAM on-board RESET button to put your board in flashing mode
Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
of this software and associated documentation files.
The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
copies or substantial portions of the Software.
*********/
#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";
const char* password = "REPLACE_WITH_YOUR_PASSWORD";
#define PART_BOUNDARY "123456789000000000000987654321"
// This project was tested with the AI Thinker Model, M5STACK PSRAM Model and M5STACK WITHOUT PSRAM
#define CAMERA_MODEL_AI_THINKER
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_PSRAM
//#define CAMERA_MODEL_M5STACK_WITHOUT_PSRAM
// Not tested with this model
//#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
#else
#error "Camera model not selected"
#endif
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 stream_httpd = NULL;
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;
}
void startCameraServer(){
httpd_config_t config = HTTPD_DEFAULT_CONFIG();
config.server_port = 80;
httpd_uri_t index_uri = {
.uri = "/",
.method = HTTP_GET,
.handler = stream_handler,
.user_ctx = NULL
};
//Serial.printf("Starting web server on port: '%d'\n", config.server_port);
if (httpd_start(&stream_httpd, &config) == ESP_OK) {
httpd_register_uri_handler(stream_httpd, &index_uri);
}
}
void setup() {
WRITE_PERI_REG(RTC_CNTL_BROWN_OUT_REG, 0); //disable brownout detector
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_sccb_sda = SIOD_GPIO_NUM;
config.pin_sccb_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_UXGA;
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.print(WiFi.localIP());
// Start streaming web server
startCameraServer();
}
void loop() {
delay(1);
}
위의 소스로 업로드 하면, only streaming 만 할 수 있게 됩니다. 참고하면 좋겠습니다.
8. Reference
참고한 사이트는 다음과 같습니다.
* $7 ESP32-CAM with OV2640 Camera
* ESP32-CAM Video Streaming and Face Recognition with Arduino IDE
2021년에 시작하여, 2025년에 글을 마무리 합니다. 요 근래에 정신없이 달려와서 그런지, 이제서야 글을 마무리 할 수 있었습니다.
FIN
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