Thingino固件的GPIO接口开发：连接外部设备终极指南 🛠️

Thingino固件是一款针对Ingenic SoC IP摄像头的开源固件，它提供了强大的GPIO（通用输入输出）接口功能，让你能够轻松连接和控制各种外部设备。本文将详细介绍如何在Thingino固件上进行GPIO接口开发，从基础概念到实际应用，帮助你快速掌握这项技能。

📌 什么是GPIO接口？

GPIO（General Purpose Input/Output）即通用输入输出接口，是微控制器或嵌入式系统中最常用的外设之一。它允许用户通过软件控制引脚的高低电平，实现与外部设备的交互，如控制LED灯、读取传感器数据、驱动电机等。在Thingino固件中，GPIO接口为IP摄像头扩展了无限可能，让你的摄像头不再局限于视频监控功能。

图：Thingino固件GPIO接口连接外部设备示意图，展示了IP摄像头通过GPIO接口与各种外部设备的连接方式。

🔍 GPIO接口开发准备工作

在开始GPIO接口开发之前，你需要准备以下工具和资料：

1. 硬件设备：

   • 运行Thingino固件的Ingenic SoC IP摄像头
   • USB转TTL串口模块（用于调试）
   • 外部设备（如LED灯、按键、传感器等）
   • 杜邦线若干

2. 软件工具：

   • 代码编辑器（如VS Code）
   • Git（用于获取源代码）
   • 串口调试工具（如Putty、SecureCRT）

3. 源代码获取：

   git clone https://gitcode.com/GitHub_Trending/th/thingino-firmware
   

🗺️ GPIO引脚映射与扫描

查看GPIO引脚映射

在Thingino固件中，不同型号的IP摄像头可能具有不同的GPIO引脚映射。你可以通过以下步骤获取当前摄像头的GPIO引脚映射：

1. 使用hijacker.sh工具重新打包固件，去除root密码限制：

   ./scripts/hijacker.sh
   

2. 将重新打包的固件刷回摄像头，通过UART接口登录摄像头，执行以下命令查看GPIO引脚映射：

   mount -t debugfs none /sys/kernel/debug; cat /sys/kernel/debug/gpio
   

GPIO引脚扫描

如果你不确定某个GPIO引脚的功能，可以使用以下命令扫描指定范围内的GPIO引脚：

for i in $(seq 0 35); do echo $i; gpio set $i 1; sleep 1; gpio set $i 0; done

这个命令会依次将0到35号GPIO引脚设置为高电平，持续1秒后再设置为低电平。你可以通过观察外部设备的反应，判断哪些引脚是可用的。

💡 GPIO接口开发实例

1. 控制LED灯

下面以控制LED灯为例，介绍如何在Thingino固件中使用GPIO接口。

硬件连接

• 将LED灯的正极通过限流电阻连接到GPIO引脚（如GPIO14）
• 将LED灯的负极连接到摄像头的GND引脚

软件实现

在Thingino固件中，你可以通过以下代码控制GPIO引脚：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

// 设置GPIO引脚方向（输入/输出）
void gpio_set_direction(int pin, const char* direction) {
    char path[100];
    snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/gpio/gpio%d/direction", pin);
    FILE* fp = fopen(path, "w");
    if (fp == NULL) {
        perror("Failed to open direction file");
        return;
    }
    fprintf(fp, "%s", direction);
    fclose(fp);
}

// 设置GPIO引脚电平（高/低）
void gpio_set_value(int pin, int value) {
    char path[100];
    snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/gpio/gpio%d/value", pin);
    FILE* fp = fopen(path, "w");
    if (fp == NULL) {
        perror("Failed to open value file");
        return;
    }
    fprintf(fp, "%d", value);
    fclose(fp);
}

int main() {
    int pin = 14; // GPIO引脚号

    // 导出GPIO引脚
    FILE* fp = fopen("/sys/class/gpio/export", "w");
    if (fp == NULL) {
        perror("Failed to export GPIO");
        return 1;
    }
    fprintf(fp, "%d", pin);
    fclose(fp);

    // 设置GPIO引脚为输出方向
    gpio_set_direction(pin, "out");

    // 控制LED灯闪烁
    while (1) {
        gpio_set_value(pin, 1); // 点亮LED
        sleep(1);
        gpio_set_value(pin, 0); // 熄灭LED
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

2. 读取按键输入

下面以读取按键输入为例，介绍如何使用GPIO接口读取外部设备的输入信号。

硬件连接

• 将按键的一端连接到GPIO引脚（如GPIO17）
• 将按键的另一端连接到摄像头的GND引脚
• 在GPIO引脚和VCC之间连接一个上拉电阻（可选，某些GPIO引脚内置上拉电阻）

软件实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <poll.h>

// 设置GPIO引脚方向（输入/输出）
void gpio_set_direction(int pin, const char* direction) {
    char path[100];
    snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/gpio/gpio%d/direction", pin);
    FILE* fp = fopen(path, "w");
    if (fp == NULL) {
        perror("Failed to open direction file");
        return;
    }
    fprintf(fp, "%s", direction);
    fclose(fp);
}

// 读取GPIO引脚电平
int gpio_get_value(int pin) {
    char path[100];
    snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/gpio/gpio%d/value", pin);
    FILE* fp = fopen(path, "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("Failed to open value file");
        return -1;
    }
    int value;
    fscanf(fp, "%d", &value);
    fclose(fp);
    return value;
}

int main() {
    int pin = 17; // GPIO引脚号

    // 导出GPIO引脚
    FILE* fp = fopen("/sys/class/gpio/export", "w");
    if (fp == NULL) {
        perror("Failed to export GPIO");
        return 1;
    }
    fprintf(fp, "%d", pin);
    fclose(fp);

    // 设置GPIO引脚为输入方向
    gpio_set_direction(pin, "in");

    // 读取按键状态
    while (1) {
        int value = gpio_get_value(pin);
        if (value == 0) {
            printf("按键被按下！\n");
            // 这里可以添加按键按下后的处理逻辑
            sleep(0.5); // 消抖
        }
        usleep(10000); // 延时10ms
    }

    return 0;
}

🚀 GPIO接口高级应用

控制电机

在某些IP摄像头中，GPIO接口还可以用于控制电机，实现摄像头的云台控制。例如，在Jooan C9TS摄像头中，GPIO引脚51、52、53、54用于控制电机，GPIO引脚17用于切换水平和垂直电机：

• 当GPIO17为高电平时，控制垂直电机
• 当GPIO17为低电平时，控制水平电机
• 当GPIO17悬空时，同时控制水平和垂直电机

相关代码实现可以参考docs/cameras/jooan-c9ts.md。

夜视模式控制

Thingino固件还支持通过GPIO接口控制摄像头的夜视模式，包括自动切换、开启和关闭红外灯等功能。相关配置可以在package/thingino-webui-lua/development/DEV-README.md中找到。

📚 参考文档与资源

• GPIO官方文档：详细介绍了Thingino固件中GPIO接口的使用方法
• Jooan A2R摄像头GPIO控制：以Jooan A2R摄像头为例，介绍了GPIO接口控制电机的方法
• Jooan C9TS摄像头GPIO控制：以Jooan C9TS摄像头为例，介绍了GPIO接口控制电机的方法

🔖 总结

通过本文的介绍，你已经了解了Thingino固件GPIO接口的基本概念、开发准备工作、引脚映射与扫描方法，以及控制LED灯、读取按键输入等基本应用。GPIO接口为Thingino固件带来了无限的扩展可能，希望你能充分利用这一功能，为你的IP摄像头添加更多有趣的功能。如果你在开发过程中遇到问题，可以查阅官方文档或在社区中寻求帮助。祝你开发顺利！