基于 NXP MK64FN1M0VLL12 微控制器的嵌入式网络摄像头监控方案，配合家庭部署的树莓派 5 服务器，实现实时视频查看、历史录像回放和远程拍照。
┌─────────────────────┐ WiFi / TCP ┌──────────────────────┐
│ MCU 端（K64） │ ─────────────────────▶ │ 树莓派 5 服务器 │
│ │ │ │
│ OV2640 摄像头 │ MJPEG-over-HTTP 推流 │ FastAPI + Nginx │
│ SDHC SD 卡存储 │ ◀───────────────────── │ SQLite 索引 │
│ ESP8266 WiFi 模块 │ JSON 控制命令 │ /var/ipcam/ 存储 │
└─────────────────────┘ └──────────┬───────────┘
│ HTTP/HTTPS
┌──────────▼───────────┐
│ Web 客户端 │
│ 浏览器 / 移动端 App │
└──────────────────────┘
- 实时视频查看：MJPEG 流，支持 3–10 路并发客户端，帧率 ≥ 10fps
- 本地录像存储：FAT32 SD 卡，MJPEG 格式，自动文件轮转（3.9GB/文件）
- 历史录像回放：按时间范围筛选，HTTP 流式传输，支持在线播放
- 远程拍照：1280×720 高分辨率，端到端 3 秒内响应
- 内外网访问：内网直连 + Nginx 反向代理 + HTTPS + Basic Auth 外网访问
- 自动错误恢复：看门狗、摄像头重初始化、WiFi 硬件复位
| 组件 | 型号 / 规格 |
|---|---|
| 主控 MCU | NXP MK64FN1M0VLL12（ARM Cortex-M4，120MHz，1MB Flash，256KB RAM） |
| 摄像头 | OV2640（200万像素，DVP 接口，片上 JPEG 编码，VGA@15fps） |
| WiFi 模块 | ESP8266-01S / ESP-WROOM-02（AT 指令，UART 115200） |
| 存储 | MicroSD 卡（FAT32，SDHC，4 位总线，25MHz） |
| 服务器 | 树莓派 5（4GB+，运行 Raspberry Pi OS） |
| 调试接口 | SWD（SWDIO=PTA3，SWDCLK=PTA0），串口日志 UART0 115200 |
pisces/
├── docs/ # 项目文档
│ ├── README.md # 文档索引
│ ├── requirements.md # 需求文档（9 个需求，45 条验收标准）
│ ├── design.md # 技术设计文档（架构、模块、API）
│ └── tasks.md # 实现任务列表（17 个任务，~21 工作日）
│
├── firmware/ # MCU 固件（C 语言，NXP KSDK + FreeRTOS）
│ ├── include/ # 公共头文件
│ │ ├── board.h # 板级引脚定义
│ │ ├── ipcam_config.h # 运行时配置结构体与默认值
│ │ ├── ipcam_types.h # 公共类型定义
│ │ ├── FreeRTOSConfig.h # FreeRTOS 配置
│ │ ├── cam_driver.h # 摄像头驱动接口
│ │ ├── file_mgr.h # 文件管理器接口
│ │ ├── net_stack.h # 网络传输层接口
│ │ ├── sys_manager.h # 系统管理器接口
│ │ ├── config_loader.h # 配置加载器接口
│ │ └── log.h # 日志模块接口
│ │
│ ├── src/
│ │ ├── app/
│ │ │ └── main.c # 系统入口，FreeRTOS 任务创建
│ │ ├── driver/
│ │ │ └── cam_driver.c # OV2640 驱动（SCCB + DVP + DMA）
│ │ ├── hal/
│ │ │ └── board.c # 板级初始化（时钟 120MHz，引脚复用）
│ │ └── service/
│ │ ├── log.c # 串口日志（带时间戳，Mutex 保护）
│ │ ├── config_loader.c # INI 配置文件解析
│ │ ├── sys_manager.c # 看门狗、心跳监控、Drop_Counter
│ │ ├── file_mgr.c # FatFs 文件管理（录像/照片/轮转）
│ │ └── net_stack.c # ESP8266 AT 指令驱动，MJPEG 推流
│ │
│ ├── ide/
│ │ ├── keil/
│ │ │ └── k64_ipcam.uvprojx # Keil MDK 5 工程文件
│ │ └── iar/
│ │ ├── k64_ipcam.eww # IAR EWARM 工作区
│ │ ├── k64_ipcam.ewp # IAR EWARM 工程文件
│ │ └── MK64FN1M0xxx12_flash.icf # IAR 链接脚本
│ │
│ ├── third_party/ # 第三方库（需手动下载，见 README）
│ │ ├── FreeRTOS/ # FreeRTOS 10.5.1
│ │ ├── FatFs/ # FatFs R0.15（含 diskio.c SDHC 适配）
│ │ └── KSDK/ # NXP MCUXpresso SDK 2.x
│ │
│ └── README.md # 固件工程说明与第三方库安装指南
│
└── server/ # 树莓派服务器端（Python，待实现）
└── ...
前置条件：
- Keil MDK ≥ 5.38（ARM Compiler 6）或 IAR EWARM ≥ 9.30
- NXP MCUXpresso SDK 2.x for MK64F12
- FreeRTOS 10.5.1、FatFs R0.15（见
firmware/third_party/README.md）
步骤：
- 按照
firmware/third_party/README.md下载并放置第三方库 - 在 SD 卡根目录创建
config.ini（参考下方配置示例） - 用 Keil5 打开
firmware/ide/keil/k64_ipcam.uvprojx，或用 IAR 打开firmware/ide/iar/k64_ipcam.eww - 编译并通过 SWD 烧录到目标板
SD 卡配置文件 config.ini：
[wifi]
ssid = 你的WiFi名称
password = 你的WiFi密码
[server]
ip = 192.168.1.100
port = 8554
[camera]
fps = 15
quality = 75连接 UART0（PTA14=TX，PTA15=RX，115200 8N1），上电后可看到启动日志：
========================================
K64 IP Camera Firmware v1.0.0
NXP MK64FN1M0VLL12 @ 120MHz
========================================
[ 0][I][MAIN ] === K64 IP Camera Firmware Starting ===
[ 5][I][FM ] SD card mounted OK, free space: 28672 MB
[ 12][I][CFG ] config.ini loaded OK: ssid=MyHomeWiFi server=192.168.1.100:8554 fps=15 quality=75
[ 45][I][CAM ] OV2640 initialized: res=VGA quality=75 fps=15
[ 80][I][NET ] Network layer initialized
[ 120][I][SYS ] Watchdog initialized, timeout=5000ms
[ 125][I][MAIN ] All tasks created, starting scheduler
[ 580][I][NET ] WiFi connected
[ 620][I][NET ] TCP connected, streaming started
服务器端代码正在实现中，详见
docs/tasks.md阶段四。
| 功能 | K64 引脚 | 说明 |
|---|---|---|
| 摄像头数据 D0–D7 | PTD0–PTD7 | DVP 8 位并行 |
| 摄像头 PCLK / VSYNC / HREF | PTC3 / PTC2 / PTC1 | 帧同步信号 |
| 摄像头 XCLK | PTC4（FTM0_CH3） | 24MHz 主时钟 |
| 摄像头 SCCB | PTB0（SCL）/ PTB1（SDA） | I2C0 400kHz |
| WiFi UART | PTC4（TX）/ PTC3（RX） | UART1 115200 |
| WiFi RST / EN | PTA13 / PTA12 | 控制引脚 |
| SD 卡 SDHC | PTE0–PTE3，PTD12–PTD13 | 4 位总线 |
| SD 卡检测 | PTE6 | 低电平 = 已插入 |
| 状态 LED（绿） | PTB22 | 低有效 |
| 错误 LED（红） | PTE26 | 低有效 |
| SWD 调试 | PTA0（CLK）/ PTA3（DIO） | J-Link / CMSIS-DAP |
| 串口日志 | PTA14（TX）/ PTA15（RX） | UART0 115200 |
| 模块 | 状态 |
|---|---|
| MCU 固件 — 板级初始化 | ✅ 完成 |
| MCU 固件 — 日志模块 | ✅ 完成 |
| MCU 固件 — 配置加载 | ✅ 完成 |
| MCU 固件 — 系统管理器 / 看门狗 | ✅ 完成 |
| MCU 固件 — OV2640 摄像头驱动 | ✅ 完成 |
| MCU 固件 — SD 卡 / 文件管理器 | ✅ 完成 |
| MCU 固件 — WiFi 网络层 | ✅ 完成 |
| MCU 固件 — 主任务调度 | ✅ 完成 |
| MCU 固件 — FatFs SDHC 底层驱动 | ✅ 完成 |
| Keil5 工程文件 | ✅ 完成 |
| IAR EWARM 工程文件 | ✅ 完成 |
| 树莓派服务器端 | 🔲 待实现 |
| 端到端集成测试 | 🔲 待实现 |