pic o_link

ESP32-basiertes transparentes Multiprotokoll-WLAN-Übertragungsmodul

Englisch | 中文

Bei diesem Projekt handelt es sich um ein drahtloses Modul basierend auf dem ESP32-pico-d4-Chip von Espressif Systems mit mehreren Kommunikationsprotokollschnittstellen: UART, SPI. Die ursprüngliche Absicht des Entwurfs besteht darin, das Debuggen des Kameraalgorithmus für Smart-Car-Wettbewerbe zu erleichtern und die Schwierigkeit des Debuggens durch die Zusammenarbeit mit dem oberen Computer zu verringern.

Die esp32-Hardware unterstützt 5 Mbit/s UART und 10 Mbit/s SPI-Slave

Eines der Merkmale dieses Moduls besteht darin, dass es mit der drahtlosen seriellen Schnittstelle von ZhuFei kompatibel ist, über eine Hardware-Flusskontrollfunktion verfügt und direkt den Treiber für die drahtlose serielle Schnittstelle von ZhuFei verwenden kann, um eine Einwegkommunikation zu erreichen, sodass Autofreunde keinen Test durchführen müssen dieses Modul. Da eine erneute Platinenherstellung erforderlich ist, wird derzeit nur die Übertragung in eine Richtung an den oberen Computer unterstützt

Die Soft- und Hardware dieses Projekts ist grob. Jeder ist herzlich willkommen, zu kommunizieren und Verbesserungsvorschläge zu machen. Meine Frage lautet: 1626632460

Der Open-Source-Bildübertragungs-Obercomputer für intelligente Autos kann den Obercomputer von Zhiyong verwenden . Dieses Modul wird hauptsächlich mit diesem Obercomputer verwendet . Das Benutzerhandbuch und die Routinen für Einzelchip-Mikrocomputer befinden sich in diesem Obercomputerlager , Link: https://gitee.com /zhou-wenqi/ipc-for-car

Bilibili-Videolink: https://www.bilibili.com/video/BV1oZ4y1m7y2

Die PCB-Simulation ist wie folgt

Kategorie	UART+SPI
3D-Simulation
Schweißeffekt
JLC-Open-Source-Link	https://oshwhub.com/Wander_er/891fe1d235694ef7afe684f5a2f05b73

Verzeichnisstruktur

Name	Funktion
Dok	Chipdokument
Treiber	Treiberdatei
Firmware	Firmware
Hardware	Hardware
Bild	Bild
Software	Einfaches Bildübertragungs-Python-Skript für den oberen Computer

Hardware (Lichuang EDA-Professional Edition)

• Basierend auf esp32-pico-d4
• SPI-Schnittstelle
• UART-Schnittstelle
• Eine Reset-Taste
• Ein Download-Button
• Betriebskontrollleuchte
• RGB-Tricolor-Licht
• 5-V-Stromeingang, 3,3-V-Leistungsstabilisierung

Firmware (basierend auf dem ESP-IDF-Framework)

Zwei Kommunikationsmodi

• UART- Baudrate bis zu 5 Mbit/s, Empfang von bis zu 20.000 Bytes gleichzeitig

  Verwenden Sie serielle Abfrage, um empfangene Daten aus dem Puffer zu extrahieren. Es gibt zwei Parameter: die Empfangspuffergröße und die maximale Wartezeit. Wenn die Anzahl der empfangenen Bytes die Puffergröße erreicht, gilt dies sofort als abgeschlossener Empfang; Wenn der Versand abgeschlossen ist, aber die Empfangspuffergröße nicht erreicht wird, warten Sie eine maximale Wartezeit ab, bevor Sie die Übertragung als abgeschlossen betrachten. Diese Wartezeit ist auf 20ms festgelegt.

  Es kann also davon ausgegangen werden, dass es zwei Modi gibt: Der Wechsel erfolgt durch Ändern des length in der Funktion uart_read_bytes () in der Firmware.

  • Transparenter Modus : bezieht sich auf kein festes Byte-Limit für übertragene Daten. Jede Kommunikation kann Daten unterschiedlicher Größe flexibler übertragen.

    Es wird empfohlen, dass die Verwendung des transparenten Modus ein Intervall hat, das größer ist als serial port transmission time + 20ms + udp transmission time (rate calculated at 30Mbps)

    Wenn der length die Puffergröße RX_BUF_SIZE -1 ist, handelt es sich um einen transparenten Modus. Das bedeutet, dass davon ausgegangen wird, dass keine Daten diese Länge erreichen.

  • Festbyte-Modus : bezieht sich auf ein festes Byte-Limit für übertragene Daten. Die Geschwindigkeit ist höher als im transparenten Modus, es können jedoch nur Daten fester Größe übertragen werden.

    Es wird empfohlen, dass bei Verwendung des Festbyte-Modus ein Intervall größer ist als serial port transmission time + udp transmission time (rate calculated at 30Mbps)

    Wenn der length gleich der Anzahl der gesendeten Bytes fester Daten ist, handelt es sich um feste Bytes. Wenn beispielsweise ein Graustufenbild von 60 x 90 übertragen wird, sind es 5400.

    Natürlich kann das Senden von Daten mit einer kürzeren Länge als dieser Länge auch als transparenter Modus angesehen werden.

• SPI- Baudrate bis zu 10 Mbit/s, Empfang von bis zu 25.000 Bytes gleichzeitig

  • Unterstützt nur den Datenempfang mit einer Länge von Vielfachen von 4 Bytes, der SPI-Modus ist 3
  • Das empfohlene Übertragungsintervall ist größer als SPI transmission time + udp transmission time (calculated at 30Mbps)

Die Firmware integriert die beiden Kommunikationsmodi UART und SPI, die über ein serielles Kommunikationsprotokoll konfiguriert und in Flash geschrieben werden können, ohne dass es zu Stromausfällen kommt, sodass keine wiederholte Änderung der Firmware erforderlich ist

Häufige Fragen

Wie verbinde ich mich mit dem unteren Computer?

• UART

  Pic-o-Link	Unterer Computer
  RXD	TXD
  TXD	RXD
  RTS (Multiplex MOSI)	CTS (falls nicht verfügbar, macht es nicht viel, aber Sie müssen die Flusskontrollerkennung in der unteren seriellen Übertragungsfunktion des Computers deaktivieren)

• SPI

  Pic-o-Link	Unterer Computer
  CLK	CLK
  MISO	MISO
  MOSI	MOSI
  CS	CS

• 5V-Stromversorgung, Erdungskabel muss angeschlossen sein

Wie berechnet man die Zeit, die zum Versenden eines vollständigen Bildes benötigt wird?

Nehmen Sie als Beispiel die UART 3Mbps-Übertragung eines Graustufenbildes der Größe. Berechnen Sie zunächst die Anzahl der Bits im Bild: 60 x 90 x 8 = 43200 Bits. Teilen Sie dann die Anzahl der Bits durch die Baudrate: 43200 / 3000000 = 0,0144 s = 14,4 ms

Wie kann ich den Konfigurationsmodus aufrufen und verwenden?

Verwenden Sie den seriellen USB-zu-TTL-Assistenten auf Ihrem Computer, um Pic-o Link anzuschließen, MOSI und CS -Pins kurzzuschließen und dann zurückzusetzen. Die RGB-Anzeigeleuchte leuchtet gelb und zeigt an, dass Sie sich im Konfigurationsmodus befinden. Zu diesem Zeitpunkt können Sie die Pic-o Link-Parameter über die serielle Schnittstelle konfigurieren. Die Baudrate beträgt 115200 und das Protokoll ist in der Tabelle aufgeführt

| Kategorie | Bemerkung | Frame-Header | Länge | | :------------: | :---------------: | :------: |- ----:| | Auswahl des Kommunikationsprotokolls |8-Bit-Ganzzahl ohne Vorzeichen, 0: UART, 1: SPI| 0x41 (A) | 1 Byte | | Baudrate des UART-Kommunikationsmodus | 32-Bit-Ganzzahl ohne Vorzeichen, <=5000000 | 0x42 (B) | 4 Byte | | UART-Kommunikationsmodus-Empfangspuffer-Bytenummer| 16-Bit-Ganzzahl ohne Vorzeichen, <=20000 | 0x43 (C) | 2 Byte | | WLAN-Konto | Zeichenfolge, bis zu 32 Byte | 0x44 (D) | 32 Byte | | WLAN-Passwort | Zeichenfolge, bis zu 64 Byte | 0x45 (E) | 64 Byte | | UDP-Server-IP-Adresse |Zeichenfolge, bis zu 16 Byte| 0x46 (F) | 16 Byte | | UDP-Server-Port |16-Bit-Ganzzahl ohne Vorzeichen, <=65535| 0x47 (G) | 2 Byte | | Modulparameter lesen |Einzelanweisung | 0x48 (H) |keine | |Modulspeicherparameter in Flash schreiben|Einzelanweisung | 0x49 (I) |keine |

Welche IP-Adresse sollte ich konkret konfigurieren?

Die folgenden zwei Situationen geben die von Pic-o Link konfigurierten IP-Adressparameter an:

Wie öffne ich das Firmware-Projekt?

• Installieren Sie das Platform IO- Plugin für VS-Code , klicken Sie dann mit der rechten Maustaste auf den Ordner Pic-o Link und wählen Sie Open with Code . Warten Sie nach dem Öffnen eine Weile. Das Plugin installiert dann automatisch die Abhängigkeiten und kompiliert die Toolchain

Wie gelangt man in den Download-Modus und flasht die Firmware?

• Verwenden Sie den seriellen USB-zu-TTL-Assistenten, um Pic-o Link mit Ihrem Computer zu verbinden, halten Sie die DOWNLOAD Taste auf Pic-o Link gedrückt, drücken Sie dann die RESET -Taste und klicken Sie dann auf die Download-Schaltfläche unten in Platform IO, um zu kompilieren und herunterzuladen Denken Sie daran, nach dem Herunterladen mit einem Klick die RESET -Taste zu drücken

Wie ändere ich den Hostnamen des Moduls?

• Ändern Sie das Element CONFIG_LWIP_LOCAL_HOSTNAME in der Datei sdkconfig.pico32 und kompilieren Sie die Firmware neu und flashen Sie sie

Welche WLAN-Frequenz unterstützt das Modul?

• Unterstützt nur 2,4 GHz

Anforderungen an Schnittstellen und Leiterplattenzeichnungen?

• Schnittstelle: 2,54 mm 2x4p Buchsenleiste
• Die 5-V-Stromversorgung muss einen Ausgangsstrom von mindestens 500 mA gewährleisten

Im UART-Modus wird TC264 als Beispiel verwendet (siehe schematisches Diagramm der drahtlosen seriellen Schnittstelle von ZhuFei, kann direkt kopiert werden, beachten Sie, dass im Vergleich zur allgemeinen UART-Schnittstelle ein zusätzlicher Flusskontroll-Pin erforderlich ist, kann der Sendetreiber der drahtlosen seriellen Schnittstelle von ZhuFei einen GPIO imitieren). Eingabemodus zur Simulation)

Arbeitsablauf

1. Einschalten
2. NVS-Flash-Initialisierung
3. Laden Sie die Flash-Konfigurationsparameter
4. Prüfen Sie, ob Sie in den Konfigurationsmodus wechseln möchten
5. Wechseln Sie gemäß den Konfigurationsparametern in den Kommunikationsmodus
6. Als WLAN-STA-Modus festlegen
7. WiFI-Hardware-Initialisierung erfolgreich, WLAN-Scan starten, Kontrollleuchte zeigt aktuellen Status -> rot
8. WLAN-Verbindung erfolgreich, Kontrollleuchte zeigt aktuellen Status -> grün (blinkt sehr schnell, geben Sie sofort 9 ein)
9. Als UDP-Client-Modus eingestellt, die Kontrollleuchte zeigt den aktuellen Status an -> blau
10. Warten Sie auf niedrigere Computerübertragungsdaten. Die Kontrollleuchte zeigt den aktuellen Status an -> weiß
11. Die Übertragung der Daten des unteren Computers ist abgeschlossen, das Modul beginnt mit dem Senden von Daten über WLAN-UDP an den UDP-Server des oberen Computers
12. Zurück zu 10

Software

Einfaches Python-Bildübertragungsskript für die Anzeige des oberen Computers mit Frame-Header- und Frame-Tail-Erkennung, ähnlich dem oberen Computer von Zhiyong

Zum Ausführen erforderliche Python-Bibliotheken:

• Numpy
• opencv-python

Weitere Informationen

Offizieller Espressif-Test der ESP32-UDP/TCP-Rate:

Typ/Durchsatz	Luft im Labor	Schildkasten	Testtool	IDF-Version (Commit-ID)
Roher 802.11-Paketempfang	N / A	130 MBit/s	Internes Werkzeug	N / A
Rohes 802.11-Paket-TX	N / A	130 MBit/s	Internes Werkzeug	N / A
UDP-RX	30 MBit/s	85 MBit/s	iperf-Beispiel	15575346
UDP-TX	30 MBit/s	75 MBit/s	iperf-Beispiel	15575346
TCP-RX	20 MBit/s	65 MBit/s	iperf-Beispiel	15575346
TCP-TX	20 MBit/s	75 MBit/s	iperf-Beispiel	1557534