WiFi 摄像头方案 (wifi_camera)

杰理 AC792N SDK 中基于 WL83 板卡的 WiFi 摄像头（行车记录仪/IPC）应用方案，涵盖任务调度、配置持久化、音频处理、LVGL UI、LTE 与 WiFi 联网等完整端到端实现。

Purpose and Scope

本文档介绍 sdk/apps/wifi_camera 应用的整体架构与关键实现，包括：

  • 应用入口 app_main.c 的中断表、任务表与静态任务栈分配（系统启动与调度骨架）
  • app_database.c 的配置项数据库（录像、系统、拍照、WiFi 四类配置的键值定义与读写机制）
  • 音频（mic_effect、scene_switch、tone_table、vol_sync）、LVGL v8 UI（lvgl_v8_ui_app）、LTE（lte_app_task、lte_network_test）等子系统在方案中的职责
  • WiFi 摄像头特有的配置（预览分辨率、WiFi 开关/运行模式、开机音等）

本页聚焦于应用层的组织方式与可配置行为。底层 WiFi 协议栈、LVGL 框架本身、以及音频编解码器（G.711 等）的算法细节属于平台/中间件范畴，不在本页展开；如需了解请参见对应 SDK 组件文档。

Overview

wifi_camera 是 AC792N（双核 MCU，CPU_CORE_NUM 可配）上的一个完整产品级应用示例，其形态兼具行车记录仪与WiFi 摄像头两种角色：既支持本地录像/拍照（分辨率、循环录像、重力感应、停车守卫、夜视增强等车载功能），又可通过 WiFi 提供预览/回传通道（ctp_server），并通过 lte_app_task 支持 LTE 联网能力。UI 采用 LVGL v8，多语言与本地模拟数据（sim_database）支撑快速原型开发。

应用层通过三个核心机制组织：

  1. 静态任务系统：在 task_info_table 中声明 app_core、sys_event、audio_server 等任务的优先级、栈大小与消息队列，配合 irq_info_table 完成双核中断归属。
  2. 配置数据库：app_database.c 用一张紧凑的 db_table 表（键名 + 字节数 + 默认值）定义全部用户可调配置，通过 app_set_config() 统一写入并 db_update() 持久化到 flash。
  3. 消息驱动：app_msg.c 提供应用消息分发，配合事件系统（key/bt/device/net）驱动 UI 与业务状态切换。
flowchart TD
    subgraph sg_Board["board/wl83"]
        BoardDev["board_develop.c 板级初始化"]
        SdkCfg["sdk_config.c 芯片/外设配置"]
    end

    subgraph sg_App["app 核心层"]
        AppMain["app_main.c 中断表+任务表"]
        AppMsg["app_msg.c 消息分发"]
        AppDb["app_database.c 配置数据库"]
        KeyVoice["key_voice.c 按键语音"]
        Backlight["backlight.c 背光控制"]
    end

    subgraph sg_Media["音视频/媒体"]
        G711["g711.c G.711 编解码"]
        MicEffect["audio/mic_effect.c"]
        SceneSwitch["audio/scene_switch.c"]
        ToneTable["audio/tone_table.c"]
        VolSync["audio/vol_sync.c"]
    end

    subgraph sg_Net["联网能力"]
        WifiConn["wifi/wifi_connect.h 连接管理"]
        CtpServer["ctp_server.h 摄像头传输"]
        LteTask["lte/lte_app_task.c"]
        LteTest["lte/lte_network_test.c"]
    end

    subgraph sg_UI["LVGL v8 UI"]
        UIStyle["style_JL/custom 多语言/动画/模拟数据"]
    end

    AppMain --> AppMsg
    AppMain --> AppDb
    AppMain --> KeyVoice
    AppMain --> Backlight
    AppMain --> WifiConn
    AppMain --> CtpServer
    AppDb --> AppMsg
    AppMsg --> UIStyle
    AppMain --> sg_Media
    AppMain --> LteTask
    LteTask --> LteTest
    AppMain --> BoardDev
    BoardDev --> SdkCfg

架构说明：app_main.c 是应用唯一入口，负责把系统任务（app_core、sys_event、音频任务族）和 WiFi/LTE 协议栈线程拉起来；app_database.c 是全局配置的事实来源（source of truth），UI 与业务逻辑通过消息（app_msg）读写它；音视频、联网、UI 三者作为对等的子系统挂在核心层之下，由任务/消息解耦，便于按产品形态裁剪（例如去掉 LTE 或关闭 WiFi）。

应用入口与任务系统 (app_main.c)

app_main.c 是 wifi_camera 方案的启动源头，定义了两种系统级静态表：中断列表 与 任务列表。

中断表：双核中断归属

/*中断列表 */
const struct irq_info irq_info_table[] = {
    //中断号   //优先级0-7   //注册的cpu(0或1)
    { IRQ_BT_TIMEBASE_IDX,  5,  0 },
    { IRQ_BLE_RX_IDX,       5,  0 },
    { IRQ_BLE_EVENT_IDX,    5,  0 },
    { IRQ_BT_CLKN_IDX,      5,  0 },
    { IRQ_BREDR_IDX,        5,  0 },

#if CPU_CORE_NUM == 1
    { IRQ_SOFT5_IDX,        6,  0 }, //此中断强制注册到cpu0
    { IRQ_SOFT4_IDX,        6,  1 }, //此中断强制注册到cpu1
    { -2,                  -2, -2 }, //如果加入了该行, 那么只有该行之前的中断注册到对应核, 其他所有中断强制注册到CPU0
#endif
    { -1,                  -1, -1 },
};

Source: app_main.c

设计意图：AC792N 是双核 SoC，蓝牙（BR/EDR + BLE）与 WiFi 的中断必须绑定到固定核心以保证协议栈时序。表尾的哨兵行 {-1,-1,-1} 终止遍历；{-2,-2,-2} 是可选屏障——加入后，其之前的中断按行内指定注册，其余中断一律强制到 CPU0，用于规避双核中断竞争。

静态任务栈：避免运行时 malloc

#define APP_CORE_STK_SIZE 2048
#define APP_CORE_Q_SIZE 1024
static u8 app_core_tcb_stk_q[sizeof(StaticTask_t) + APP_CORE_STK_SIZE * 4 + sizeof(struct task_queue) + APP_CORE_Q_SIZE] ALIGNE(4);

/*创建使用  thread_fork 接口的 静态任务堆栈*/
#define WIFI_TASKLET_STK_SIZE 1400
static u8 wifi_tasklet_tcb_stk_q[sizeof(struct thread_parm) + WIFI_TASKLET_STK_SIZE * 4] ALIGNE(4);

#define WIFI_CMDQ_STK_SIZE 300
static u8 wifi_cmdq_tcb_stk_q[sizeof(struct thread_parm) + WIFI_CMDQ_STK_SIZE * 4] ALIGNE(4);

#define WIFI_MLME_STK_SIZE 900
static u8 wifi_mlme_tcb_stk_q[sizeof(struct thread_parm) + WIFI_MLME_STK_SIZE * 4] ALIGNE(4);

#define WIFI_RX_STK_SIZE 256
static u8 wifi_rx_tcb_stk_q[sizeof(struct thread_parm) + WIFI_RX_STK_SIZE * 4] ALIGNE(4);

Source: app_main.c

这些 static u8 ...[] ALIGNE(4) 数组在编译期静态分配，包含 TCB（StaticTask_t 或 struct thread_parm）+ 栈 + 消息队列，4 字节对齐保证栈访问效率。wifi_* 四个线程栈专门预留给 WiFi 协议栈的 tasklet/命令队列/MLME/RX 路径——这些路径运行在中断上下文附近，静态栈能保证任何时刻都有可用栈空间，避免嵌入式系统常见的动态分配失败。

任务表：优先级与队列配置

/*任务列表 */
const struct task_info task_info_table[] = {
    {"thread_fork_kill",    25,      256,   0     },
    {"app_core",            15,     APP_CORE_STK_SIZE,  APP_CORE_Q_SIZE,  app_core_tcb_stk_q },
    {"sys_event",           29,     SYS_EVENT_STK_SIZE,  0,               sys_event_tcb_stk_q },
    {"systimer",            14,     SYSTIMER_STK_SIZE,   0,               systimer_tcb_stk_q },
    {"sys_timer",            9,     SYS_TIMER_STK_SIZE,  SYS_TIMER_Q_SIZE, sys_timer_tcb_stk_q },
    {"dlog",                 1,      256,   128   },
    {"audio_server",        16,      512,   64    },
    {"audio_mix",           28,      512,   0     },
    {"audio_encoder",       12,      384,   64    },
    {"mp3_encoder",         13,      768,   0     },
    {"vir_dev_task",        14,      256,   0     },
    {"vad_encoder",         14,      768,   0     },
    {"aec_encoder",         13,     1024,   0     },
    {"dns_encoder",         13,      512,   0     },
    {"msbc_encoder",        13,      256,   0     },
    {"sbc_encoder",         13,      512,   0     },
    {"adpcm_encoder",       13,      512,   0     },
    {"dynamic_huffman0",    15,    300,   32    },
    {"dynamic_huffman1",    15,    300,   32    },
    {"echo_deal",           11,     1024,   32    },
    {"uac_sync",            20,      512,   0     },
    {"uac_play0",           26,      512,   32    },
    {"uac_play1",           26,      512,   32    },
    {"uac_record0",         26,      512,   0     },

Source: app_main.c

每个任务条目为 {名称, 优先级, 栈大小, 消息队列大小, 可选静态栈}。数值越小优先级越高，因此 dlog（1）与 sys_timer（9）优先，保证日志与系统定时不丢；app_core（15）是应用主线程，带 1024 字的消息队列承载 UI/业务事件；audio_server/audio_encoder（12/16）保证音频链路实时性。任务表是理解整个方案实时性预算的入口：WiFi 摄像头相比纯音频方案额外引入了 WiFi 协议栈线程，因此在 #ifdef CONFIG_WIFI_ENABLE 下音频/编码任务的取舍（如 mp3/sbc/adpcm 编码器）需要按产品形态裁剪。

配置数据库 (app_database.c)

app_database.c 用单一静态表定义全部用户配置项，是方案的可配置行为总目录：

static const struct db_table app_config_table[] = {
    /* 录像模式配置项 */
    {"mic",     1,     1},                         // 录音开关
    {"mot",     1,     0},                         // 移动侦测开关
    {"par",     1,     1},                         // 停车守卫开关
    {"wdr",     1,     0},                         // 夜视增强开关
    {"num",     1,     0},                         // 车牌开关
    {"dat",     1,     1},                         // 时间标签开关
    {"two",     1,     1},                         // 双路开关
    {"gra",     2,     GRA_SEN_MD},               // 重力感应灵敏度
    {"gap",     4,     0},                         // 间隔录影设置
    {"res",     3,     VIDEO_RES_720P},           // 录像分辨率
    {"cyc",     4,     3},                         // 循环录像时间，单位分钟
    {"exp",     8,     0},                         // 曝光, 范围-3到+3
    {"cna",     32,     CN_PA},                     // 车牌号码--京
    {"cnb",     32,     CN_PB},                     // 车牌号码 --A 12
    {"cnc",     32,     CN_PC},                     // 车牌号码 --345
    {"proc",    32,    0},                     // 车牌号码 --345
    {"hdr",     8,     0},                     // HDR
    /* 系统模式配置项 */
    {"kvo",     1,     1},                         // 按键音开关
    {"lag",     4,     1},        // 语言设置
    {"fre",     8,     50},                        // 灯光频率
    {"aff",     8,     0},                         // 自动关机时间, 单位分钟
    {"pro",     8,     0},                         // 屏幕保护时间, 单位秒
    {"tvm",     5,     TVM_PAL},                   // 电视制式
    {"lan",     8,     0},                         // 轨道偏移
    {"hlw",     1,     0},                         // 前照灯提醒开关
    {"datey",     32,   2024},                         // 年
    {"datem",     5,   5},                         // 月
    {"dated",     5,   20},                         //日
    {"dateh",     7,   13},                         // 时
    {"datemi",    7,  14},                         // 分
    {"dates",     7,   10},                         // 秒
    /* 拍照模式配置项 */
    {"sok",     1,    0},                         // 防手抖开关
    {"pdat",    1,     0},                         // 图片日期标签开关
    {"cyt",     1,    0},                         // 连拍开关
    {"qua",     3,    PHOTO_QUA_HI},              // 图片质量
    {"acu",     8,    PHOTO_ACU_HI},              // 图片锐度
    {"phm",     8,    0},                         // 延时拍照， 单位秒
    {"pres",    6,     PHOTO_RES_1M},              // 图片分辨率
    {"wbl",     4,    PHOTO_WBL_AUTO},            // 白平衡
    {"col",     4,    PHOTO_COLOR_NORMAL},        // 颜色模式
    {"sca",     8,    0},                         // 快速预览时间，单位s
    {"pexp",    8,     0},                         // 曝光设置，范围-3到+3
    {"iso",     8,    0},                         // iso
    {"stk",     8,    0},                         // 大头贴索引
    {"zoom",    8,     10},              // 数字变焦,为了方便传参,实际值除以10
    {"dac",     32,    0x55aa},                         // dac_trim
#ifdef CONFIG_WIFI_ENABLE
    {"rtf",     3,   VIDEO_RES_720P},            //预览前视分辨率
    {"rtb",     3,   VIDEO_RES_VGA},             //预览后视分辨率
    {"wfo",     1,   1},                         //wifi开关
    {"wfmode",  1,      0},                        // wifi运行模式
    {"bvo",     1,   1},                         // 开机音开关
#endif
};

Source: app_database.c

该表的设计要点：

  • 紧凑三列结构 {键名, 值字节数, 默认值}：键名 3~5 个 ASCII 字符，写进 bitstore/syscfg 时开销极小；字节数即该键在 flash 中占用的位宽，跨键共享一个存储字以节约 flash（例如 datey 占 32 位、datem 占 5 位）。
  • 默认值即出厂值：首次上电或恢复出厂时由 db_update 机制回填，保证无配置 flash 时也能以 720P 录像、PAL 制式、中文语言等合理默认运行。
  • 条件编译嵌入 WiFi 专属键：CONFIG_WIFI_ENABLE 开启时才存在 rtf/rtb/wfo/wfmode/bvo，使同一份代码可编译出"带 WiFi 的摄像头"与"纯行车记录仪"两种产品。
  • 多字节值的编码技巧：车牌号码用字符移位拼成整型（CN_PC = ('3'<<24)|('4'<<16)|('5'<<8)|(' '<<0)），zoom 实际值除以 10 存储，避免引入浮点。

配置写入流程与 API

用户配置的写入统一走 app_set_config()：

int app_set_config(struct intent *it, const struct app_cfg *cfg, int size)
{
    int i;

    printf("app_set_config: %s, %d\n", it->data, it->exdata);

    for (i = 0; i < size; i++) {
        if (!strcmp(it->data, cfg[i].table)) {
            if (cfg[i].set) {
                int err = cfg[i].set(it->exdata);
                if (err) {
                    return err;
                }
            }
            db_update(cfg[i].table, it->exdata);
        }
    }

Source: app_database.c

app_set_config(it: struct intent*, cfg: const struct app_cfg*, size: int): int

  • 参数：it->data 是配置键名（如 "res"），it->exdata 是待写入的新值；cfg 为运行时配置表（含可选的 set 回调）；size 为表长度。
  • 返回：0 表示成功；若 set 回调返回非 0（例如分辨率切换失败），立即返回该错误码且不落盘。
  • 行为：先调用 cfg[i].set(it->exdata) 让业务模块即时生效（如切换传感器分辨率），成功后再 db_update() 写入 flash。这种"先生效、后持久化"的顺序保证掉电时最多丢失一次设置，而不会出现 flash 已更新但硬件状态不一致的情况。
  • 调用方：UI（LVGL）通过 app_msg 携带 intent 触发，按键/语音（key_voice.c）也可直接调用，是 UI、按键、语音三类输入的统一配置出口。
sequenceDiagram
    participant UI as LVGL UI / 按键 / 语音
    participant MSG as app_msg 消息队列
    participant DB as app_database.c
    participant HW as 业务模块(传感器/编解码)
    participant FLASH as syscfg/bitstore 存储

    UI->>MSG: intent{data="res", exdata=VIDEO_RES_1080P}
    MSG->>DB: app_set_config(it, cfg, size)
    DB->>DB: 遍历 app_config_table 匹配键名
    DB->>HW: cfg[i].set(exdata) 即时生效
    HW-->>DB: err==0 ?
    alt err != 0
        DB-->>UI: 返回错误码(不落盘)
    else err == 0
        DB->>FLASH: db_update("res", exdata) 持久化
        DB-->>UI: 返回 0
    end

核心数据流：从按键到配置生效

flowchart TD
    A["用户操作(按键/触摸/语音)"] --> B["key_event / 触摸事件"]
    B --> C["app_msg.c 消息封装"]
    C --> D{"键名匹配 app_config_table?"}
    D -->|"是"| E["app_set_config()"]
    D -->|"否"| F["普通业务消息 → 各子系统"]
    E --> G{"cfg["i"].set 存在?"}
    G -->|"是"| H["调用 set 回调即时生效"]
    G -->|"否"| I["仅更新存储"]
    H --> J["db_update() 写 flash"]
    I --> J
    J --> K["syscfg/bitstore 持久化"]

关键路径说明：

  1. 用户在 UI 上修改"循环录像时间"，LVGL 回调把 {"cyc", 3} 封装成 intent 投递到 app_core 任务的消息队列（APP_CORE_Q_SIZE 1024）。
  2. app_set_config 线性扫描 app_config_table（50 个键以内，O(n) 查找在低功耗 MCU 上可接受，且表在 flash 中只读、无哈希开销）。
  3. 匹配后先执行 set 回调让编码器/传感器立即按新参数工作，再 db_update 持久化；重启后 app_database 初始化时从存储回读，恢复用户设置。
  4. 若键名不匹配配置表，则按普通业务消息分发到对应子系统（背光、语音、UI 动画等），保持"配置"与"命令"两条通道分离，避免 UI 逻辑与存储逻辑耦合。

WiFi 与联网相关配置

在 CONFIG_WIFI_ENABLE 编译开关下，方案额外提供 5 个 WiFi 摄像头专属配置键：

键名字节默认值含义
rtf3VIDEO_RES_720P预览前视分辨率
rtb3VIDEO_RES_VGA预览后视分辨率
wfo11WiFi 开关
wfmode10WiFi 运行模式（STA/AP 等）
bvo11开机音开关

这些键与 app_main.c 中预分配的 wifi_tasklet/wifi_cmdq/wifi_mlme/wifi_rx 四个线程栈、wifi/wifi_connect.h 连接管理、ctp_server.h 摄像头传输服务共同构成 WiFi 摄像头链路：rtf/rtb 决定无线预览推流的分辨率（前视/后视双路），wfmode 决定设备以 Station 模式入网还是以 AP 模式被直连。LTE 能力（lte_app_task.c、lte_network_test.c）则提供蜂窝回传通道，适合无 WiFi 环境的远程预览场景。

子模块职责一览

模块文件职责
音频增强audio/mic_effect.c麦克风音效（录音/通话场景）
场景切换audio/scene_switch.c音频场景（音乐/录音/提示音）切换
音调表audio/tone_table.c按键音/提示音的音调数据
音量同步audio/vol_sync.c多路音频输出音量同步
G.711 编解码g711.c语音通话/对讲的 A-law/μ-law 编解码
按键语音key_voice.c按键触发的语音播报
背光控制backlight.c屏幕背光亮度/省电策略
LTE 任务lte/lte_app_task.cLTE 模组应用任务（拨号/状态机）
网络测试lte/lte_network_test.cLTE 网络连通性测试
UI 自定义lvgl_v8_ui_app/style_JL/custom/*多语言、模拟数据库、动画（action_animation/linedrift/list）
板级初始化board/wl83/board_develop.cWL83 板卡外设初始化
SDK 配置board/wl83/sdk_config.c芯片级功能裁剪配置
工程文件board/wl83/AC792N_WIFI_CAMERA.cbpCode::Blocks 工程（编译单元清单）

其中 lvgl_v8_ui_app/style_JL/custom/sim_database.c 提供 UI 开发的模拟数据源——在产品硬件未就绪时，UI 团队可先用模拟数据跑通界面，再切换到真实 app_database.c 数据，这是该方案支持 UI/驱动并行开发的关键设计。

失败模式与边界情况

  • 配置写入失败不落盘：app_set_config 中 set 回调返回非 0 时（如传感器不支持目标分辨率），函数直接返回错误码，db_update 不会执行，避免"存储值与硬件实际状态不一致"。
  • 双核中断竞争：CPU_CORE_NUM == 1 时通过 {-2,-2,-2} 屏障把未显式分配的中断全部压到 CPU0，防止 WiFi/BT 与摄像头 ISP 中断跨核竞争导致时序抖动；若使用双核，必须保持 irq_info_table 中各中断的核归属与协议栈要求一致。
  • 静态栈溢出风险：task_info_table 中栈大小是编译期常量，wifi_tasklet（1400 字）等深度调用路径若改动协议栈或增加回调层数，必须复查栈预算；静态分配虽消除了 malloc 失败，但溢出表现为静默踩内存，排查困难。
  • flash 写入次数：db_update 每次配置变更都写存储；摄像头方案按键/菜单操作频繁，若产品需高寿命，应在 db_update 层增加去抖或延迟合并写入（当前实现为直接写，属示例级简化）。
  • 分辨率切换时序：rtf/rtb 切换预览分辨率时，set 回调需先停流再切 sensor 模式，否则可能花屏；该时序由业务模块保证，配置层只负责串行调用。

性能与运维注意事项

  • 实时任务优先级：audio_server(16) / audio_encoder(12) 高于 app_core(15) 与 sys_event(29)，保证音频/录像链路优先于 UI 事件；WiFi 任务（tasklet 等）通过 thread_fork 独立栈运行，不与应用任务争抢 app_core 队列。
  • 消息队列背压：app_core 队列仅 1024 字，UI 动画/按键连发时若生产快于消费，消息会丢弃；LVGL 动画应限流，避免在高帧率录像时抢 CPU。
  • dac_trim 校准：配置表末尾的 dac（默认 0x55aa）是 DAC 校准值，产线校准会回写该键；升级固件时不得用默认值覆盖已校准设备。

扩展点

  1. 新增配置项：在 app_config_table 追加 {"键名", 字节数, 默认值}，并在 app_cfg 运行时表中注册 set 回调即可，无需改动消息机制。
  2. 新增业务子系统：在 task_info_table 声明新任务（名称/优先级/栈/队列），在 app_msg 注册消息类型，UI 通过 intent 驱动。
  3. 产品形态裁剪：通过 CONFIG_WIFI_ENABLE、CPU_CORE_NUM、TCFG_USB_*、THIRD_PARTY_PROTOCOLS_SEL 等宏在保持同一套代码的前提下编译出"WiFi 摄像头 / 行车记录仪 / 对讲机"等不同产品。
  4. LTE 回传：lte/lte_app_task.c 与 lte_network_test.c 为独立任务，可整体裁剪；接入新模组只需替换 lte_app_task 内部的 AT 指令序列。

相关链接