在工业物联网、智能终端视觉应用中,摄像头长期运行的稳定性是项目落地关键。原生驱动开发模式下,手动管理帧内存极易出现抢占冲突、泄漏、溢出,最终导致设备死机、抓拍失效。
- 本文通过实测数据与源码示例,对比两种方案的内存开销、运行逻辑与适配规范,为嵌入式摄像头项目提供可直接落地的工程方案。
一、常规模式:长供电循环拍照
在长供电场景下,摄像头可以一直稳定上电,为了确保摄像头业务的正常执行,只需要做一次摄像头初始化,后续重复调用excamera.photo获取照片结果即可——原理是将摄像头业务执行时所使用的内存区域占好,确保摄像头业务正常执行。
根据照片保存路径不同,会有以下内存使用差异:
1.1 ZBUFF/RAM路径存储
这个路径是将照片结果存放在sys ram中,差异是使用ZBUFF方式存储时,excamera会将预占用足够存储照片的空间,确保照片可以输出,RAM路径存储可能会因为其他业务的内存占用导致照片输出异常。因为两个方式都是存在内存中,所以直接使用ZBUFF即可。
内存占用大小计算方式为:摄像头像素高 X 摄像头像素宽 X 3.5
以GC032A摄像头为例:像素高为640,像素宽为480,则640 X 480 X 3.5 = 1075200 (B) ≈ 1MB
也就是说:在使用GC032A,ZBUFF方式存储照片结果的环境下,当调用excamera.open() 后,sys ram就会被占用1MB。
后续只需要循环调用excamera.photo()获取照片即可,这1MB内存占用不会变大,当出现拍照报错时,再调用关闭接口重新初始化。
参考代码如下:
-- 引入excamera扩展库模块localexcamera=require"excamera"-- 定义照片存储路径localsave_method="ZBUFF"-- local save_method = "/ram/test.jpg"functioncamera_func()-- 出现异常后重新初始化whiletruedo-- 配置gc032a摄像头参数表localspi_camera_param={id="gc032a",-- SPI摄像头仅支持"gc032a"、"gc0310"、"bf30a2",请带引号填写i2c_id=1,-- 模块上使用的I2C编号work_mode=0,-- 工作模式,0为拍照模式,1为扫描模式save_path=nil,-- 扫描结果为字符串返回,使用变量赋值既可camera_pwr=2,-- 摄像头使能管脚,填写GPIO号即可,无则填nilcamera_pwdn=5,-- 摄像头pwdn开关脚,填写GPIO号即可,无则填nilcamera_light=nil-- 摄像头补光灯控制管脚,填写GPIO号即可,无则填nil}-- 初始化摄像头,传入配置参数result=excamera.open(spi_camera_param)-- 记录摄像头初始化状态log.info("初始化状态",result)-- 循环触发拍照任务whileresultdo-- 执行拍照操作result,data=excamera.photo()-- 判断拍照任务正常则上传,错误则重新初始化摄像头ifresultthen-- 执行照片上传-- (upload...)endend-- 关闭摄像头,重新初始化excamera.close(true)endendsys.taskInit(camera_func)1.2 文件系统存储
使用外挂SD卡或SoC内的FLASH来存储照片时,因为excamera.photo() 是直接将照片结果输出到路径的,内存不需要存储照片结果,所以excamera.open() 初始化后,只会占用摄像头业务所需要的内存。
内存占用大小计算方式为:摄像头像素高 X 摄像头像素宽 X 2
以GC032A摄像头为例:像素高为640,像素宽为480,则640 X 480 X 2 = 614400 (B) ≈ 620KB
参考代码同上,只需路将路径修改为文件路径:
-- 定义照片存储路径localsave_method="/SD/ABC.jpg"二、低功耗模式:电池供电间歇拍照
在低功耗应用中,为了将功耗降到最低,都会在拍摄任务完成后将摄像头完全关断,等待下次唤醒后再上电重新初始化应用。
这种场景下为了确保摄像头业务能够正常执行,就必须要有足够的连续内存。
因为脚本各类功能持续的工作,内存被反复占用和释放后,即便此时内存有足够的余量,也没有连续的内存能够给摄像头使用,所以此时的最优解是——重启设备,把内存刷新,并且在刚开机的时候就将摄像头初始化完成,让摄像头业务先占用好足够的内存空间,以便后续业务随时调用摄像头使用。
参考代码如下:
-- 引入excamera扩展库模块localexcamera=require"excamera"-- 定义照片存储路径localsave_method="ZBUFF"-- local save_method = "/ram/test.jpg"functioncamera_func()-- 配置gc032a摄像头参数表localspi_camera_param={id="gc032a",-- SPI摄像头仅支持"gc032a"、"gc0310"、"bf30a2",请带引号填写i2c_id=1,-- 模块上使用的I2C编号work_mode=0,-- 工作模式,0为拍照模式,1为扫描模式save_path=nil,-- 扫描结果为字符串返回,使用变量赋值既可camera_pwr=2,-- 摄像头使能管脚,填写GPIO号即可,无则填nilcamera_pwdn=5,-- 摄像头pwdn开关脚,填写GPIO号即可,无则填nilcamera_light=nil-- 摄像头补光灯控制管脚,填写GPIO号即可,无则填nil}-- 初始化摄像头,传入配置参数localresult=excamera.open(spi_camera_param)ifnotresultthen-- 记录摄像头初始化状态log.info("已无足够连续内存用于拍照业务执行,重启刷新内存后重试",result)reboot()end-- 执行拍照操作result,data=excamera.photo()-- 判断拍照任务正常则上传,错误则重新初始化摄像头ifresultthen-- 执行照片上传-- (upload...)end-- 关闭摄像头,重新初始化excamera.close(true)endsys.taskInit(camera_func)三、裁切照片应用:扫码/人脸/车牌识别…
在实际产品中,我们往往不需要整张照片,只关心其中一小块区域。
常见应用场景例如:
二维码/条码识别码点在整图中占比很小,裁切后可减少干扰、提升识别速度。
人脸识别门禁只需人脸区域,丢掉背景既保护隐私又降低传输流量。
车牌识别路口监控只需截取车牌那一小条,上传体积从几百KB降到几十KB。
这时可以使用excamera.photo(x, y, w, h) 完成照片裁切,只输出你需要的矩形区域。
内存代价:
使用x,y,w,h参数裁切照片时,内存会额外占用空间=摄像头像素高 X 摄像头像素宽 X 1.5
这个内存额外占用仅在执行excamera.photo(x,y,w,h) 期间,当获取到照片结果时就会被释放掉,根据实际拍照应用需求,预备足够的内存余量再执行拍照业务。
结合上述的应用参考,在脚本中增加足够的保护机制,就可以让摄像头业务稳定执行,增加产品的稳定性和更长的使用生命周期。