python如何實現(xiàn)DIY照相機

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    攝像頭(CAMERA或WEBCAM)又稱為電腦相機、電腦眼、電子眼等，是一種視頻輸入設(shè)備，被廣泛的運用于視頻會議，安防系統(tǒng)  、圖像采集系統(tǒng)、 環(huán)境監(jiān)控 、工業(yè)現(xiàn)場過程控制 等方面。本實驗用TPYBoard  v102以及PTC06 串口攝像頭模塊DIY一個簡易的照相機。

    1.所用器材：
    l   TPYBoard v102  1塊
    l   PTC06 串口攝像頭模塊1個
    l   杜邦線若干
    l   TF卡1個
    l   下載數(shù)據(jù)線1條

    2.TPYBoard v102簡介：
    TPYBoardv102主控芯片采用STM32F405,M4的內(nèi)核，168MHZ的最高運行速度，1024KB的Flash，192KB的RAM,內(nèi)置SD卡槽，最大支持8G內(nèi)存的內(nèi)存卡。板載四個LED燈和一個加速度傳感器。TPYBoard v102板載30個通用GPIO接口、 2個SPI接口、2個CAN接口、2個I2C接口、 5個USART 接口、 2個ADC接口（精度12bit ）、2個DAC接口、1個SWD接口?？膳c大部分常用傳感器模塊連接。

    3. PTC06 串口攝像頭模塊簡介：
    PTC06 串口攝像頭模塊是一款集圖像采集、拍攝控制、數(shù)據(jù)壓縮、串口傳輸于一體的工業(yè)級圖像采集處理模塊。其內(nèi)置的高性能數(shù)字信號處理芯片實現(xiàn)了對原始圖像的高比例壓縮。產(chǎn)品圖像輸 出采用標準 JPEG 格式，可方便地兼容各種圖像處理軟件；采用 3 線制 TTL 電平 UART 通 信接口，可以方便地實現(xiàn)與單片機或其他微處理器連接。

    默認波特率為 115200，其它可選波特率有 9600，19200，38400 和 57600。

    其中對于串口控制拍照，讀取靜態(tài)圖片的應(yīng)用中，只需要用到 GND，RX，TX，VCC 這 4 個信號線。 如果是要輸出模擬視頻的應(yīng)用，才需要將 CVBS 信號。注意： TX 和 RX 是 3.3v 的 TTL 電平信號。

    4.接線方式：

    5.實驗步驟.
    基本原理：TPYboard v102 通過串口與串口攝像頭模塊（PTC06）進行連接，通過按鍵控制模塊進行拍照，并保存到TF卡中。上電后，等待ToyBoard v102板載綠燈亮起，說明攝像頭模塊初始化完畢，按一下USR鍵，控制攝像頭進行拍照，藍燈會閃爍，說明正在傳輸圖片數(shù)據(jù)，等待藍燈熄滅后，說明傳輸完畢。按一下rst鍵讓板子重新加載一下TF卡，打開TF卡就會看到一個新生成的jpeg文件。

    6.源代碼：

"""
#TPYBoard v102 驅(qū)動串口攝像頭PTC06 拍照并保存到TF卡
#------------------------------------------------------
#作者:山東蘿卜電子科技有限公司
#時間:2018年03月15日
"""

import pyb
from pyb import UART,Switch

"""
拍照的基本流程
--------------------
1.清空圖片緩存
2.發(fā)送拍照命令
3.獲取圖片的長度
4.根據(jù)長度讀取圖片數(shù)據(jù)

使用到的指令與返回的數(shù)據(jù)格式
-------------------------------
復(fù)位
0x56 0x00 0x26 0x00
返回
0x76 0x00 0x26 0x00 +DSP 版本信息+Init end
------------------------
清空圖片緩存 
0x56 0x00 0x36 0x01 0x02
返回
0x76 0x00 0x36 0x00 0x00
-------------------------
拍照命令
0x56 0x00 0x36 0x01 0x00
返回
0x76 0x00 0x36 0x00 0x00
--------------------------
讀所拍圖片的長度
56 00 34 01 00
返回
0x76 0x00 0x34 0x00 0x04 0x00 0x00 XX YY
(XX 為高位字節(jié)，YY 為低位字節(jié))
--------------------------
讀取圖片數(shù)據(jù)
0x56 0x00 0x32 0x0C 0x00 0x0A 0x00 0x00 AA BB 0x00 0x00 XX YY 0x00 0xFF
AA BB:起始地址(先高位字節(jié),后低位字節(jié).必須是8的倍數(shù))
XX YY:本次讀的數(shù)據(jù)長度(先高位字節(jié),后低位字節(jié))
返回
76 00 32 00 00 FF D8 ....... FF D9 76 00 32 00 00
(完整的JPEG 圖片文件是以 FF D8 開始 FF D9 結(jié)尾)
"""
#-----Command---------#
initcmd=b'\x56\x00\x26\x00' #復(fù)位指令
clearcmd=b'\x56\x00\x36\x01\x02' #清除緩存
photocmd=b'\x56\x00\x36\x01\x00' #拍照
lengthcmd=b'\x56\x00\x34\x01\x00' #獲取圖片長度
readcmd=b'\x56\x00\x32\x0C\x00\x0A\x00\x00' #獲取圖片數(shù)據(jù)
responseCmd=b'\x76\x00\x32\x00\x00'#返回的圖片數(shù)據(jù)固定頭和尾
#---------------------------------#
isFlag=0#標識是否初始化
isPhoto=0#標識是否發(fā)送拍照命令
num=1
f_name='/sd/photo%s.jpeg'#保存的文件名稱
nBytes=512#每次讀取的字節(jié)數(shù)
#---------------------------------#
uart=UART(4,115200,timeout=100)#串口4 TX-X1 RX-X2

#------將10進制轉(zhuǎn)為16進制字節(jié)數(shù)組--------#
def convert_Data(num):
    if num>255:
        num_h=hex(num)
        if len(num_h)<6:
            num_h_a=num_h[:3]
            num_h_b='0x'+num_h[3:]
        else:
            num_h_a=num_h[:4]
            num_h_b='0x'+num_h[4:]
        byte_num=bytes([int(num_h_a,16),int(num_h_b,16)])
    else:
        byte_num=b'\x00'+bytes([num])
    return byte_num
#---------------------------------
#函數(shù)名:get_photo
#描述:獲取圖片數(shù)據(jù)
#參數(shù):起始地址、讀取長度
#返回:成功返回正常數(shù)據(jù)，失敗返回0
#---------------------------------/
def get_photo(add,readlen):
    global readcmd,responseCmd
    
    cmd=readcmd+add+b'\x00\x00'+readlen+b'\x00\xFF'
    uart.write(cmd)
    while uart.any()<=0:
        continue
    data=uart.read()
    #print('data:',data)
    #print('data[0:5]:',data[0:5])
    #print('data[-5:]:',data[-5:])
    if data[0:5]==responseCmd and data[-5:]==responseCmd:
        revdata=data[5:-5]
        print('revdata:',revdata)
    else:
        revdata=0
    return revdata
#---------------------------------
#函數(shù)名:test
#描述:USR按鍵的回調(diào)函數(shù)。
#按鍵每按1次拍照1次
#---------------------------------/
def test():
    global num,isPhoto
    pyb.delay(30)
    if(sw()):
        sw.callback(None)#正在獲取數(shù)據(jù)時 禁用回調(diào)
        isPhoto=0
        num+=1
        pyb.LED(3).on()
        #清除緩存
        uart.write(clearcmd)
#等待模塊上電完畢       
print('wait......')
pyb.delay(2800)
print('init start.......')
uart.write(initcmd)
sw=Switch()
sw.callback(test)
while True:
    if uart.any()>0:
        data=uart.read()
        print('revdata:',data)
        if isFlag==0:
            #說明接收的是復(fù)位后的信息
            if data==b'Init end\r\n':
                #復(fù)位完畢
                print('init ok.......')
                pyb.delay(2000)
                isFlag=1
                pyb.LED(2).on()
        else:
            if len(data)>=5:
                if data[0]==118:#0x76
                    if data[2]==54:#0x36
                        if isPhoto==0:
                            #清除緩存返回
                            print('-----clear buffer ok----')
                            isPhoto=1
                            uart.write(photocmd)
                        else:
                            #拍照返回
                            print('-----taking pictures ok----')
                            uart.write(lengthcmd)
                    if data[2]==52:#0x34
                        print('photo length:',data[7],'-',data[8])
                        tlen=data[7]*256+data[8]
                        t_c=tlen//nBytes
                        t_y=tlen%nBytes
                        add=0
                        #256=[0x01,0x00] 512=[0x02,0x00]
                        length=convert_Data(nBytes)
                        name=f_name % str(num)
                        print('filename:',name)
                        for i in range(0,t_c):
                            add=convert_Data(i*nBytes)
                            #每512字節(jié)寫一次
                            revdata=get_photo(add,length)
                            if revdata!=0:
                                f=open(name,'a')
                                f.write(revdata)
                                f.close()
                            pyb.LED(4).toggle()
                            print('-------------',i)
                            pyb.delay(100)
                        add=convert_Data(t_c*nBytes)    
                        revdata=get_photo(add,convert_Data(t_y))
                        if revdata!=0:
                            f=open(name,'a')
                            f.write(revdata)
                            f.close()
                        pyb.LED(3).off()
                        pyb.LED(4).off()
                        pyb.delay(100)
                        print('*========================================*')
                        sw.callback(test)
            else:
                print('-----data length error-----')

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