在嵌入式物联网开发中，USB摄像头的实时采集、编码和RTMP推流是一个常见但不容易一次做对的需求。实际开发中，往往会遇到以下几个问题：

RTMP协议在嵌入式环境下的适配细节不完整

USB摄像头驱动与编码流程之间的衔接逻辑缺少参考

网上能找到的代码大多是片段，难以直接整合到实际工程中

本文记录一套经过实际硬件调试、可正常运行的Air8101推流方案，基于LuatOS开发框架，硬件平台为合宙Air8101核心板 + AirCAMERA_1030摄像头配件板。

方案实现的功能如下：

• USB摄像头实时画面采集

• H264硬件编码

• RTMP推流至标准流媒体服务器（本文以合宙音视频测试平台为例）

一、主要硬件准备

为确保方案顺利部署，请提前准备以下关键硬件：

• 合宙Air8101核心板

• 合宙USB摄像头配件板AirCAMERA_1030

• TYPE-C数据线用于供电及固件烧录调试

• Win10及其以上PC电脑

• USB HUB（可选，接入多路摄像头时使用）

接线方式如下：

Air8101核心板通过Type-C USB口供电（核心板正面的拨码开发拨到5V一端，背面的功耗测试开关拨到OFF一端），AirCAMERA_1030直插在Air8101核心板上。

二、开源示例下载

RTMP核心价值在于低延时、高兼容性，广泛应用于直播、安防监控、远程视频巡检等需要实时观看画面的物联网场景。通过RTMP推流，设备端的画面可以被用户通过手机、电脑等终端实时观看，无需等待录制完成再上传。

本示例基于合宙Air8101核心板与AirCAMERA_1030配件板，实现USB摄像头的RTMP实时推流。

2.1 最新源码下载：

https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/module/Air8101/demo/accessory_board/AirCAMERA_1030

2.2 RTMP业务逻辑：

• 订阅IP_READY信息：确认联网后执行RTMP推流任务；

• 获取RTMP推流地址：通过http.request()请求从服务器获取推流地址；

• 初始化摄像头：excamera.open()初始化USB摄像头；

• RTMP推流：excamera.rtmp()确保摄像头状态正常，然后rtmpc:start()开始推流逻辑；

• 监控推流状态：循环监控推流过程，每20秒打印一次内存信息。

• 处理异常情况：推流异常时发送RECONNECT_RTMP信息，然后根据重连函数进行重连；

• 释放资源：推流结束时excamera.close()关闭摄像头，释放资源。

核心代码如下，完整demo详见源码仓库最新文件。

--[[
@module  rtmp_app
@summary USB摄像头RTMP推流功能模块
@version 1.0
@usage
本文件为USB摄像头RTMP推流功能模块，核心业务逻辑为：
1. USB 摄像头初始化、帧率配置与H264视频编码
2. 通过HTTP请求获取RTMP推流地址
3. 连接RTMP服务器并进行视频推流
]]

-- 引入excamera扩展库
local excamera = require("excamera")

local RTMP_TASK_NAME = "rtmp_app_task" -- RTMP任务名称

-- HTTP请求获取RTMP服务器地址函数
local function rtmp_http_request()
    local get_device_id = netdrv.mac(socket.LWIP_STA) -- Air8101用STA MAC作为设备ID
    log.info("打印设备的ID号", get_device_id)

    local url = "http://video.luatos.com:10030/api-system/deviceVideo/get" .. "/" .. get_device_id
    log.info("打印的URL", url)
    local camera_header = {
        ["Accept-Encoding"] = "identity",
        ["Host"] = "video.luatos.com:10030",
        ["Content-Type"] = "application/json"
    }
    local post_body = {
        deviceAccess = "8",     -- 8 代表接入方式为RTMP
        deviceUser = "admin",   -- 平台录像机设置的设备用户（不是登录用的用户名）
        devicePsd = "Air123456" -- 平台录像机设置的设备密码（不是登录用的密码）
    }
    -- 发送POST请求并等待响应
    local code, headers, body = http.request("POST", url, camera_header, json.encode(post_body)).wait()
    log.info("打印的请求code", code)

    if code ~= 200 then
        log.error("HTTP请求失败")
        return false, nil
    end

    log.info("打印的请求body", body)
    local json_body = json.decode(body)
    if not json_body or json_body.code ~= 200 then
        log.error("请求视频URL失败", json_body and json_body.msg or "未知错误")
        return false, nil
    end

    local rtmp_url = json_body.data.urlList[1]
    log.info("请求得到的RTMP地址", rtmp_url)
    if not rtmp_url then
        log.error("未获取到RTMP地址")
        return false, nil
    end
    return true, rtmp_url
end


local g_s_rtmp_state

-- RTMP状态回调函数
-- 连接过程中，如果连接失败，state状态依次为STATE_IDLE->STATE_DISCONNECTING->STATE_IDLE->STATE_ERROR
-- 已经建立了连接，推流过程中，如果本地调用disconnect接口，state状态依次为STATE_IDLE->STATE_DISCONNECTING->STATE_IDLE
-- 已经建立了连接，推流过程中，如果网络或者服务器出现了异常，或者本地发送数据出现了异常，state状态依次为STATE_IDLE->STATE_DISCONNECTING->STATE_IDLE->STATE_ERROR
local function rtmp_state_callback(state)
    -- 打印RTMP状态变化基础日志
    log.info("rtmp_state_callback state", state)

    -- 根据不同状态执行对应逻辑
    if state == rtmp.STATE_IDLE then
        log.info("空闲状态，可能和推流时效有关，需要等待一段时间，再尝试重连")
        if g_s_rtmp_state==rtmp.STATE_DISCONNECTING then
            sys.sendMsg(RTMP_TASK_NAME, "RTMP_EVENT", "DISCONNECTED")
        end
    elseif state == rtmp.STATE_CONNECTING then
        log.info("正在连接")
    elseif state == rtmp.STATE_HANDSHAKING then
        log.info("握手中")
    elseif state == rtmp.STATE_CONNECTED then
        log.info("已连接")
        sys.sendMsg(RTMP_TASK_NAME, "RTMP_EVENT", "CONNECTED")
    elseif state == rtmp.STATE_PUBLISHING then
        log.info("推流中")
    elseif state == rtmp.STATE_DISCONNECTING then
        log.info("正在断开")
    elseif state == rtmp.STATE_ERROR then
        log.info("错误")
    end
    g_s_rtmp_state = state
end

-- RTMP main task 的任务处理函数
local function rtmp_task()
    local camera_opened, msg, rtmpc, success, rtmp_url

    while true do
        -- 1. 如果当前时间点设置的默认网卡还没有连接成功，一直在这里循环等待
        while not socket.adapter(socket.dft()) do
            log.warn("rtmp_task", "wait IP_READY", socket.dft())
            -- 在此处阻塞等待默认网卡连接成功的消息"IP_READY"
            -- 或者等待1秒超时退出阻塞等待状态;
            -- 注意：此处的1000毫秒超时不要修改的更长；
            -- 因为当使用exnetif.set_priority_order配置多个网卡连接外网的优先级时，会隐式的修改默认使用的网卡
            -- 当exnetif.set_priority_order的调用时序和此处的socket.adapter(socket.dft())判断时序有可能不匹配
            -- 此处的1秒，能够保证，即使时序不匹配，也能1秒钟退出阻塞状态，再去判断socket.adapter(socket.dft())
            sys.waitUntil("IP_READY", 1000)
        end

        -- 检测到了IP_READY消息
        log.info("rtmp_task", "recv IP_READY", socket.dft())

        -- 清空此task绑定的消息队列中的未处理的消息
        sys.cleanMsg(RTMP_TASK_NAME)

        -- 2. HTTP请求获取RTMP服务器地址
        success, rtmp_url = rtmp_http_request()
        if not success then
            log.error("获取RTMP地址失败")
            goto EXCEPTION_PROC
        end

        -- 3. 配置摄像头
        camera_opened = excamera.open({
            id = camera.USB,
            sensor_width = 1280,
            sensor_height = 720,
            usb_port = 1
        })
        
        if not camera_opened then
            log.error("摄像头初始化失败")
            goto EXCEPTION_PROC
        end

        -- 启动摄像头
        log.info("启动摄像头...")
        if not excamera.rtmp() then
            log.error("无法启动摄像头")
            goto EXCEPTION_PROC
        end

        -- 创建RTMP客户端
        rtmpc = rtmp.create(rtmp_url)
        if not rtmpc then
            log.error("rtmp.create", "创建RTMP客户端失败")
            goto EXCEPTION_PROC
        end
        log.info("rtmp.create", "RTMP客户端创建成功")

        -- 设置RTMP状态回调
        rtmpc:setCallback(rtmp_state_callback)

        -- 连接RTMP服务器
        log.info("开始连接RTMP服务器...")
        success = rtmpc:connect()
        if not success then
            log.error("连接RTMP服务器失败")
            goto EXCEPTION_PROC
        end

        -- 推流状态的处理调度逻辑
        while true do
            -- 等待消息
            msg = sys.waitMsg(RTMP_TASK_NAME, "RTMP_EVENT")
            if msg then
                log.info("rtmp_task waitMsg", msg[2], msg[3], msg[4])

                -- 连接成功
                if msg[2] == "CONNECTED" then
                    -- 直接启动推流，不检查返回值
                    log.info("准备开始推流")
                    rtmpc:start()
                    log.info("推流已启动")

            -- 连接失败/连接断开
            elseif msg[2] == "DISCONNECTED" then
                break

            -- 需要主动关闭连接
            -- 用户需要主动关闭rtmp连接时，可以调用sys.sendMsg(RTMP_TASK_NAME, "RTMP_EVENT", "CLOSE")
            elseif msg[2] == "CLOSE" then
                -- 主动断开rtmp client连接
                rtmpc:disconnect()
            end
            end
        end

        -- 出现异常
        ::EXCEPTION_PROC::

        -- 清空此task绑定的消息队列中的未处理的消息
        sys.cleanMsg(RTMP_TASK_NAME)

        -- 5. 关闭推流
        log.info("推流结束，开始释放资源")

        -- 关闭摄像头
        if camera_opened then
            excamera.close()
            log.info("excamera已关闭")
        end

        -- 关闭RTMP客户端
        if rtmpc then
            rtmpc:stop()
            log.info("RTMP推流已停止")
            rtmpc:disconnect()
            log.info("RTMP连接已断开")
            rtmpc:destroy()
            log.info("RTMP客户端已销毁")
        end

        -- 确保所有状态重置
        log.info("所有资源已释放，5秒后重连")

        -- 5秒后跳转到循环体开始位置，自动发起重连
        sys.wait(5000)
    end
end

local function wifi_sta_func(evt, data)
    -- evt 可能的值有: "CONNECTED", "DISCONNECTED"
    -- 当evt=CONNECTED, data是连接的AP的ssid, 字符串类型
    -- 当evt=DISCONNECTED, data断开的原因, 整数类型
    log.info("收到STA事件", evt, data)
    if evt == "DISCONNECTED" then
        sys.sendMsg(RTMP_TASK_NAME, "RTMP_EVENT", "DISCONNECTED")
    end
end

-- 内存检查函数
local function memory_check()
    while true do
        -- 等待20秒
        sys.wait(20000)
        -- 打印系统内存使用信息
        log.info("系统内存使用情况", rtos.meminfo("sys"))
        -- 打印Lua虚拟机内存使用信息
        log.info("Lua虚拟机内存使用情况", rtos.meminfo("lua"))
    end
end

-- wifi的STA相关事件
sys.subscribe("WLAN_STA_INC", wifi_sta_func)

-- 运行这个task的处理函数rtmp_task
sys.taskInitEx(rtmp_task, RTMP_TASK_NAME)

-- 启动内存检查任务
sys.taskInit(memory_check)

2.3 RTMP推流功能核心步骤：

• 搭建好硬件环境；

• 修改rtmp_app.lua中的deviceUser、devicePsd参数；

• 修改netdrv_wifi.lua 中的Wi-Fi账号密码;

• 打开main.lua文件中require “rtmp_app”，同时注释掉:

  require “take_photo_http_post”；

• 烧录内核固件和相关demo成功后，自动开机运行；

• 可以看到代码运行结果如下，日志中如果出现以下类似打印则说明RTMP推流成功。

三、合宙音视频平台查看

目前，合宙音视频测试平台已开放安卓系统移动端APP下载和PC端浏览器操作。

本文以PC端为例，支持使用共享账号（账号：AirVideo，密码：123456）在线查看合宙挂测设备，也支持用户使用合宙IoT账号自主添加配置在线设备。

自主配置设备操作要点如下：

3.1 平台网址

在浏览器打开合宙音视频平台：https://video.luatos.com:8083/login?redirect=/real-time

3.2 账号密码

账号密码与您的合宙IoT平台账号可通用；如果出现以下登录失败的情况，请联系我们的商务同事帮您进行绑定公司。

3.3 新增设备

参照下图按步点击，注意设备账户密码需与代码中日配置一致。

3.4 查看推流视频

点击实时视频，查看自己设备的推流情况。

以上功能已在规划中，后续会出第二篇，欢迎关注更新