Day 6｜ESP32-CAM專題級應用藍圖：門口管家 / 寵物自拍 / 客流計數

今天把 ESP32-CAM 包裝成「真的可交作業的專題」：
① 門口管家（偵測 → 連拍存證 → LINE 通知）
② 寵物自拍相簿（吃飯就拍、補光不翻車）
③ 簡易客流計數（雙區域跨線法）
不用樹莓派、不用雲主機，單一 ESP32-CAM 就能跑（有網路即可 LINE 推播）。

0) 本日成果（TL;DR）

• 三個可上台 demo 的完整流程（偵測、連拍、保存、通知、報表）
• KPI 指標與 ASCII 圖表（每天數據一眼懂）
• 穩定術：冷卻時間、夜間補光、ROI、失敗重試、保留 7 天輪替

A. 共通基礎（沿用前文）

• 檔案結構

/sdcard/DCIM/
  ├─ 2025-10-06/
  │    ├─ 00-15-00.jpg
  │    ├─ event_00-42-12_1.jpg
  │    ├─ event_00-42-12_2.jpg
  │    └─ event_00-42-12_3.jpg
  └─ 2025-10-07/ ...

• 輪替清理（僅保留近 7 天）
  延用 Day 3 的 cleanOld()，每小時跑一次。
• 冷卻時間（避免狂拍）：建議 10–30 秒
• 夜間補光：黑暗時先開 LED（GPIO4）60–90 ms 再拍

B. 專題 ①：門口管家（偵測 → 連拍 → 通知）

B-1 流程

[攝影取景] → [畫面變化判斷] → (成立?)
            ├─ 否：略過
            └─ 是：夜間? → 開 LED 60ms → 連拍 3 張 → 存 SD
                              └→ (選用) LINE Notify 圖片推播

B-2 可靠偵測（兩選一）

• A 省資源：JPEG 檔大小變化（THRESH ≈ 0.10~0.18）
• B 進階：低解析「灰階差分」（QQVGA 160×120，差分 > 6% 視為有動作）

只想快上線 → 選 A；場景複雜（光影變化多）→ 選 B。

B-3 連拍與通知（精簡版片段）

// 有事件 → 連拍 3 張 + （選用）LINE 推播
void onEvent(){
  // 夜間先補光
  if (darkSceneEstimate()) { digitalWrite(4, HIGH); delay(60); }

  String p1 = saveShot("event");
  delay(150);
  String p2 = saveShot("event");
  delay(150);
  String p3 = saveShot("event");

  digitalWrite(4, LOW);

  // （選用）任選一張上傳
  // postLineImage(p2);
}

B-4 KPI 與日報

[門口管家 — 近24h]
事件數： 12 次
夜間比例： 58%
平均冷卻間隔： 19 s
上傳成功率： 97%

時段分布（每3小時）
00-03 | ▂ (1)
03-06 |  (0)
06-09 | ▃▃ (2)
09-12 | ▅▅▅ (3)
12-15 | ▃▃ (2)
15-18 | ▅▅ (2)
18-21 | ███ (3)
21-24 |  (0)

加分：每天 23:55 合成縮時影片（ffmpeg 可在電腦或手機做），或把 event_*.jpg 壓成 zip 備份。

C. 專題 ②：寵物自拍相簿（吃飯就拍）

目標：偵測「食盆區」有變化就連拍幾張，不嚇到貓狗、不過曝。

C-1 腦圖

[食盆 ROI 區] → 亮度/邊緣 變化? → 是 → 補光 30ms → 連拍 3 張 → /DCIM/當日/
                                      └→ (選) 每晚 21:00 產出當日精選 5 張

C-2 ROI 亮度變化

// 在 QQVGA 低解析灰階畫面上，只取 ROI 平均亮度
bool roiChanged(uint8_t* gray, int W, int H) {
  int x0=40, y0=50, w=70, h=40; // 依食盆位置調整
  long sum=0, n=0;
  for(int y=y0;y<y0+h;y++)
    for(int x=x0;x<x0+w;x++)
      sum += gray[y*W+x], n++;
  float avg = (float)sum/n;
  static float last=-1;
  bool changed = last>0 && fabs(avg-last) > 8.0; // 門檻看場景
  last = avg;
  return changed;
}

C-3 防「壞貓手」翻車

• 緩拍：同一波只拍一次（冷卻 20s）
• 柔和補光：30–60 ms，縮短但不刺眼
• 地面高對比墊：黑白格更容易判斷變化

C-4 貓奴 KPI

[寵物自拍 — 近7天]
每日入鏡張數： 12, 9, 15, 11, 8, 14, 13
進食高峰： 07:30–08:30、19:00–20:00
模糊率： 8%
最佳光線解析度組合： VGA + LED 40ms

D. 專題 ③：簡易客流計數（雙區域跨線法）

不做偵測人臉、不跑 AI，只看「穿越順序」。
作法：在 低解析灰階 畫面上，設兩條水平帶狀區（A 在外、B 在內）。
A→B 算「進」、B→A 算「出」。

D-1 流程

[低解析灰階畫面]
  ├─ 區域 A（門外一側）
  └─ 區域 B（門內一側）

每幀算 A/B 的變化量
  若連續幀出現 A→B → in_count++
  若連續幀出現 B→A → out_count++
  每次計數 → 存一張證明照到 SD（可略）

D-2 簡化實作（概念片段）

enum State { IDLE, TRIG_A, TRIG_B };
State st = IDLE;
bool changeA(), changeB(); // 用亮度或邊緣變化（類似 ROI 範例）

void handleFlow(){
  switch(st){
    case IDLE:
      if(changeA()) st = TRIG_A;
      else if(changeB()) st = TRIG_B;
      break;
    case TRIG_A:
      if(changeB()){ in_count++; saveShot("in"); st = IDLE; }
      else if(timeout()) st = IDLE;
      break;
    case TRIG_B:
      if(changeA()){ out_count++; saveShot("out"); st = IDLE; }
      else if(timeout()) st = IDLE;
      break;
  }
}

D-3 日報

[客流計數 — 今日]
入店： 73   出店： 68   淨流入： +5
時段峰值： 12:00–13:00（入 21 / 出 18）
平均停留： 估 7–10 分（以 A→B→B 無動作時間粗算）

小提醒：這是概念級計數；若門口很窄且人靠得很近，可能會「同時觸發 A/B」。
改進方向：縮小 ROI、加冷卻、或改雙門框夾角配置。

E. 專題報告用「方法與結果」模版

E-1 方法

• 硬體：ESP32-CAM（OV2640, PSRAM 4MB, 5V/≥1A），LED 補光（GPIO4）
• 韌體：Camera + 低解析灰階偵測、JPEG 連拍、SD 卡輪替、LINE Notify
• 參數：解析度 VGA，THRESH 0.12，冷卻 20s，夜間 LED 60ms

E-2 指標（KPI）

穩定性：24h 連續運作 OK（掉線 < 1 次）
誤報率：門口管家 < 10%（日均）
成功率：拍照寫檔 98% 以上；LINE 推播 95% 以上
儲存策略：保留 7 天，自動清理

E-3 成果

[任務]         | 指標      | 結果
---------------+-----------+-------------------------
門口管家       | 誤報率    | 8.6%
寵物自拍       | 模糊率    | 8%（LED 40ms 後下降）
客流計數       | 峰值時段  | 12:00–13:00
系統穩定       | 24h 運行  | OK（重試 1 次）

F. 穩定度 + 維運（不犯錯小抄）

• 失敗重試：上傳/寫檔失敗 → 2/4/8 秒退避
• 心跳狀態：每 60 秒寫一筆 health.json 到 SD（方便追查）
• 設定檔：config.json（解析度/LED 時間/冷卻/ROI）→ 開機讀取
• 韌體更新：保留 /update 路由（上傳 .bin → 自行 OTA；需要額外空間）
• Wi-Fi Fallback：連不到 AP → 開 SoftAP（ESP32-CAM-SETUP）提供簡易設定頁

G. 本日 Checklist ✅

• [ ] 門口管家：偵測 → 連拍 → （選）通知
• [ ] 寵物自拍：ROI 亮度變化 → 柔和補光 → 連拍
• [ ] 客流計數：雙區域跨線 → in/out 記錄
• [ ] KPI 日報表：事件數、成功率、峰值時段
• [ ] 保留 7 天輪替清理無誤

H. 明天預告（Day 7）

• ESP32-CAM vs 其他方案 的選型地圖（只列和你真正會買到的差異），
  以及期末報告模板（封面→動機→方法→結果→限制→未來工作）一次給你。