基于ESP32-S3的高性能開發(fā)板介紹

開發(fā)板介紹

FireBeetle 2 ESP32-S3是一款基于ESP32-S3-WROOM-1-N16R8模組設(shè)計(jì)的主控板。ESP32-S3-WROOM-1-N16R8模組擁有16MB Flash和8MB PSRAM，可以存儲更多的代碼和數(shù)據(jù)，模組搭載的ESP32-S3芯片擁有強(qiáng)大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算能力和信號處理能力，適用于圖像識別、語音識別等項(xiàng)目。

板載攝像頭接口，可以方便的連接攝像頭，獨(dú)立的攝像頭供電電路，減少了其他信號對攝像頭的干擾。開發(fā)板附帶了一個OV2640攝像頭，該攝像頭擁有200萬像素和68°視場角，最高支持1600*1200分辨率。FireBeetle 2 ESP32-S3板載GDI屏幕接口，解決使用屏幕時(shí)的接線煩惱，集成電源管理功能，支持鋰電池充電和硬件開關(guān)機(jī)。

支持Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 雙模通訊，降低了設(shè)備配網(wǎng)難度，同時(shí)還支持藍(lán)牙 Mesh (Bluetooth Mesh) 協(xié)議和樂鑫 Wi-Fi Mesh可以實(shí)現(xiàn)更高的通訊穩(wěn)定性和更大的覆蓋面積。FireBeetle 2 ESP32-S3支持Matter協(xié)議，可用于開發(fā)符合智能家居家居行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，適用于廣泛的物聯(lián)網(wǎng)場景。

可以使用Arduino IDE、ESP-IDF、MicroPython進(jìn)行編程，C語言、python都可以輕松的操縱硬件。

1.搭建開發(fā)環(huán)境

感謝電子發(fā)燒友社區(qū)提供的測評機(jī)會，參加DFRobot 的FireBeetle 2 ESP32-S3開發(fā)板的測評。

在官網(wǎng)的介紹頁面，可以看到板卡相關(guān)的介紹信息DFROBOT：DFR0975 FireBeetle 2 Board ESP32-S3 產(chǎn)品資料使用教程。

1.1開發(fā)板資源介紹

開發(fā)板的主控模塊使用的是ESP32-S3-WROOM-1-N16R8模組，擁有16MB Flash和8MB PSRAM。搭載的ESP32-S3芯片擁有強(qiáng)大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算能力和信號處理能力，適用于圖像識別、語音識別等項(xiàng)目。

產(chǎn)品的特性如下：

ESP32-S3模組，支持AI加速

16MB Flash和8MB PSRAM，更大的代碼存儲空間

板載攝像頭接口和獨(dú)立的攝像頭供電，連接方便抗干擾強(qiáng)

集成電源管理，支持鋰電池充電和硬件開關(guān)機(jī)

板載GDI接口，輕松連接屏幕

支持Wi-Fi 和 Bluetooth 5雙模通訊

2.官方Arduino例程學(xué)習(xí)

在DFrobot的官方網(wǎng)站上，提供了很多Arduino的演示例程，可以幫助我們快速使用這塊開發(fā)板來時(shí)實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用。本文對官方的例程進(jìn)行演示。

1.1 PWM例程演示

參考官方的指南，在Ardinuo中編寫以下代碼，即可通過PWM波的方式實(shí)現(xiàn)呼吸燈的效果，由于LED與LCD的背光控制引腳是連接在一起的，所以LCD屏幕的亮度也會隨著變化。

/*
 * LED呼吸燈示例
 */
const int ledPin = 21; // PWM生成后實(shí)際輸出引腳


//設(shè)置PWM參數(shù)
const int freq = 10000;//PWM頻率
const int ledChannel = 0;//信號生成GPIO
const int resolution = 8;//8位分辨率


void setup(){
 //PWM參數(shù)設(shè)置
 ledcSetup(ledChannel, freq, resolution);


 //將生成信號通道綁定到輸出通道上
 ledcAttachPin(ledPin, ledChannel);
}


void loop(){
 //逐漸變亮
 for(int dutyCycle = 0; dutyCycle <= 255; dutyCycle++){ ? 
 ? ?// changing the LED brightness with PWM
 ? ?ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
 ? ?delay(15);
 ?}


 ?//逐漸變暗
 ?for(int dutyCycle = 255; dutyCycle >= 0; dutyCycle--){
  // changing the LED brightness with PWM
  ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);  
  delay(15);
 }
}

（左右移動查看全部內(nèi)容）

3.樂鑫ESP-WHO解決方案移植

無論是Arduino還是MicroPython，封裝好的庫極大地方便了開發(fā)者的開發(fā)流程，但是對于沒有得到支持的部分，就需要開發(fā)者自己閱讀官方提供的源碼并對其進(jìn)行修改來適配對應(yīng)的場景。

1.1 ESP-WHO簡介

1.2 驅(qū)動接口適配

官方提供的樣例都是基于特定開發(fā)板實(shí)現(xiàn)的，其中沒有對FireBeetle2 S3這款開發(fā)板進(jìn)行適配，這時(shí)就需要我們修改代碼來適配我們的工程。首先，需要根據(jù)我們的硬件來修改相應(yīng)的底層驅(qū)動代碼，這樣示例程序才能正確的驅(qū)動外設(shè)來執(zhí)行程序。

1.2.1 電源管理芯片程序移植

通過查看ESP-WHO中的who camera程序，其中是沒有電源驅(qū)動的程序的，而FireBeetle2 S3的攝像頭供電使用電源管理芯片來控制的，所以在使用攝像頭之前需要對電源進(jìn)行配置。DFRobot_AXP313A的驅(qū)動庫中有對ESP-IDF的驅(qū)動程序，對其進(jìn)行修改后就可以驅(qū)動電源管理芯片給攝像頭供電。

4.基于FireBeetle 2 ESP32-S3

開發(fā)板的WiFi嗅探器

在之前分享的第三篇文章 【FireBeetle 2 ESP32-S3開發(fā)板體驗(yàn)】基于ESP32S3+SPIFFS+AsyncWebServer+SQLite3的硬件地址歸屬品牌(廠商)查詢工具 中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通過硬件設(shè)備mac地址，查詢其所歸屬的品牌(廠商)信息的功能，那么這篇文章則基于此，再進(jìn)一步。

這里的硬件設(shè)備地址，需要自己去查看，然后輸入進(jìn)來。

那么，有辦法自動獲取硬件設(shè)備地址嗎？

有，那就是WiFi嗅探。

一、知識了解

什么是WiFi嗅探？

通過如下頁面可以了解：wifi嗅探原理-掘金 (juejin.cn)

Wi-Fi 嗅探是一種通過攔截?zé)o線網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)包來獲取網(wǎng)絡(luò)信息的技術(shù)。在 Wi-Fi 嗅探中，使用無線網(wǎng)絡(luò)適配器或?qū)ｉT的網(wǎng)絡(luò)嗅探工具來監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，抓取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，然后分析這些數(shù)據(jù)包中的信息。

Wi-Fi 嗅探的原理是通過監(jiān)聽無線網(wǎng)絡(luò)適配器收到的數(shù)據(jù)包，獲取數(shù)據(jù)包的源和目標(biāo) MAC 地址，以及數(shù)據(jù)包的內(nèi)容信息。Wi-Fi 嗅探可以監(jiān)聽和分析包括 SSID、密碼、MAC 地址、IP 地址、數(shù)據(jù)傳輸方式等在內(nèi)的各種網(wǎng)絡(luò)信息。

當(dāng)您連接到一個 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，您的設(shè)備會向 Wi-Fi 接入點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包，以獲取網(wǎng)絡(luò)的授權(quán)和訪問權(quán)限。這些數(shù)據(jù)包通常包括無線網(wǎng)絡(luò)的 SSID、密碼和 MAC 地址等信息。Wi-Fi 嗅探器可以捕獲這些數(shù)據(jù)包，并通過解密和分析這些數(shù)據(jù)包來獲取網(wǎng)絡(luò)信息。

需要注意的是，Wi-Fi 嗅探需要在合法和合適的情況下進(jìn)行。非法的 Wi-Fi 嗅探行為可能會侵犯他人的隱私和安全，因此請務(wù)必遵守相關(guān)的法律法規(guī)和道德規(guī)范。

雖然WiFi嗅探不是很光彩，但是現(xiàn)實(shí)中，確實(shí)有很多場景使用，很多互聯(lián)網(wǎng)DMP平臺都根據(jù)硬件設(shè)備地址投放廣告。

舉幾個簡單的例子：

在商場中，可以通過WiFi嗅探，來了解客流量。因?yàn)楝F(xiàn)在出門都會帶個手機(jī)，一般WiFi功能也沒有主動關(guān)閉。

對于連鎖門店，用戶可能會去多個店詢問服務(wù)價(jià)格，通過WiFi嗅探，可以感知用戶是否去過其他門店，從而防止差異性服務(wù)價(jià)格的出現(xiàn)。

但是新的版本的手機(jī)，未連接到WiFi時(shí)，可能會設(shè)置隨機(jī)發(fā)送mac地址廣播，但是，一旦連接到WiFi，其硬件設(shè)備地址則是固定的；可以通過提供通用WiFi服務(wù)的方式，來誘使其連接，從而獲得其硬件設(shè)備地址。

好了，不多說了，說多了，你知道的太多了?。?！

5.基于GDI接口的高清IPS屏的

LVGL使用

這次的FireBeetle 2 ESP32-S3開發(fā)板不僅提供了CAM(Camera)接口，還提供了GDI接口：

一、GDI接口和顯示屏了解

這個GDI接口，是為DFRbot專用GDI顯示屏準(zhǔn)備的接口，使用18pin-FPC線連接屏幕，連接屏幕更加便捷。

GDI顯示屏的連接：

我手頭剛好有一個DFRobot的GDI接口顯示屏：

官方介紹如下：

這是一款1.47英寸，分辨率為172×320的彩色高清IPS顯示屏 。采用驅(qū)動芯片ST7789V3、SPI通訊接口，顯示屏顯示區(qū)域占比大，邊框?qū)挾葍H 1mm，圓弧邊角，外形小巧美觀，顯示效果精細(xì)、清晰，還原真實(shí)色彩。顯示屏上可高清顯示各種文字、圖像、動畫、甚至是視頻，基于 Arduino 的圖像顯示 GDL 庫和 LVGL 庫，可以做出酷炫的動態(tài)效果，適合DIY電子項(xiàng)目?？蓮V泛應(yīng)用于迷你游戲機(jī)、迷你氣象站、背包掛件、迷你時(shí)鐘、迷你視頻播放、禮物制作、小型儀表顯示等場景。

FireBeetle 2 ESP32-S3開發(fā)板 的GDI 接口具體定義如下：

這個接口，可以專用于GDI接口的顯示屏，也可以用一個FPC轉(zhuǎn)接板，當(dāng)作普通引腳使用：

在Arduino開發(fā)環(huán)境中，DFRobot為GDI接口的顯示屏，提供了 DFRobot_GDL庫 專門用于屏幕顯示操作。

不過，我更想使用更為通用的LVGL，而且LVGL官方也為Arduino開發(fā)環(huán)境提供了良好的支持。

總結(jié)：

得益于DFRobot的良好設(shè)計(jì)，GDI屏幕的連接上沒有任何難度，也得益于Arduino開發(fā)平臺的強(qiáng)大和可擴(kuò)展性，使得LVGL能夠良好的運(yùn)行。

LVGL真的太方便了，適配的平臺多，支持的功能也全面，效果也廢話的出色，想要獲得更好效果的同學(xué)，務(wù)必要了解了解，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，保準(zhǔn)不會失望。

審核編輯：湯梓紅