pic o_link

โมดูลส่งสัญญาณโปร่งใส WiFi แบบหลายโปรโตคอลที่ใช้ ESP32

อังกฤษ | 中文

โปรเจ็กต์นี้เป็นโมดูลไร้สายที่ใช้ชิป ESP32-pico-d4 จาก Espressif Systems พร้อมด้วยอินเทอร์เฟซโปรโตคอลการสื่อสารหลายแบบ: UART, SPI ความตั้งใจดั้งเดิมของการออกแบบคือการอำนวยความสะดวกในการดีบักอัลกอริธึมกล้องสำหรับการแข่งขันรถยนต์อัจฉริยะ และเพื่อลดความยากในการดีบั๊กด้วยการร่วมมือกับคอมพิวเตอร์ส่วนบน

ฮาร์ดแวร์ esp32 รองรับ UART 5Mbps และ SPI Slave 10Mbps

หนึ่งในคุณสมบัติของโมดูลนี้คือสามารถเข้ากันได้กับอินเทอร์เฟซพอร์ตอนุกรมไร้สาย ZhuFei มีฟังก์ชั่นการควบคุมการไหลของฮาร์ดแวร์และสามารถใช้ไดรเวอร์พอร์ตอนุกรมไร้สาย ZhuFei โดยตรงเพื่อให้บรรลุการสื่อสารทางเดียว ขจัดความจำเป็นสำหรับเพื่อนรถในการทดสอบ โมดูลนี้ ความจำเป็นในการทำบอร์ดใหม่ ขณะนี้รองรับการส่งข้อมูลทางเดียวไปยังคอมพิวเตอร์ส่วนบนเท่านั้น

ซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ของโครงการนี้ค่อนข้างหยาบ ยินดีต้อนรับทุกคนในการสื่อสารและให้คำแนะนำเพื่อการปรับปรุง QQ ของฉัน: 1626632460

โอเพ่นซอร์สสมาร์ทรถการส่งภาพคอมพิวเตอร์ส่วนบนสามารถใช้ Zhiyong คอมพิวเตอร์ส่วนบน โมดูลนี้ส่วนใหญ่จะใช้กับคอมพิวเตอร์ส่วนบนนี้ คู่มือผู้ใช้และกิจวัตรไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวอยู่ในคลังสินค้าคอมพิวเตอร์ส่วนบนนี้ ลิงก์: https://gitee.com /zhou-wenqi/ipc-for-car

ลิงค์วิดีโอ Bilibili: https://www.bilibili.com/video/BV1oZ4y1m7y2

การจำลอง PCB มีดังนี้

หมวดหมู่	UART+SPI
การจำลอง 3 มิติ
ผลการเชื่อม
ลิงก์โอเพ่นซอร์สของ JLC	https://oshwhub.com/Wander_er/891fe1d235694ef7afe684f5a2f05b73

โครงสร้างไดเร็กทอรี

ชื่อ	การทำงาน
หมอ	เอกสารชิป
คนขับ	ไฟล์ไดร์เวอร์
เฟิร์มแวร์	เฟิร์มแวร์
ฮาร์ดแวร์	ฮาร์ดแวร์
ภาพ	รูปภาพ
ซอฟต์แวร์	สคริปต์หลามคอมพิวเตอร์ส่วนบนของการส่งภาพอย่างง่าย

ฮาร์ดแวร์ (Lichuang EDA-Professional Edition)

• อิงจาก esp32-pico-d4
• อินเตอร์เฟซสไป
• อินเตอร์เฟซยูอาร์ที
• ปุ่มรีเซ็ต
• ปุ่มดาวน์โหลด
• ไฟแสดงสถานะเพาเวอร์
• ไฟ RGB ไตรรงค์
• กำลังไฟเข้า 5V, เสถียรภาพไฟ 3.3V

เฟิร์มแวร์ (ขึ้นอยู่กับกรอบงาน ESP-IDF)

สองโหมดการสื่อสาร

• อัตรารับส่งข้อมูล UART สูงสุด 5Mbps รับสูงสุด 20,000 ไบต์ต่อครั้ง

  ใช้การโพลแบบอนุกรมเพื่อแยกข้อมูลที่ได้รับจากบัฟเฟอร์ มีพารามิเตอร์สองตัว ได้แก่ ขนาดบัฟเฟอร์การรับและเวลารอสูงสุด เมื่อจำนวนไบต์ที่ได้รับถึงขนาดบัฟเฟอร์ จะถือว่าการรับเสร็จสิ้นทันที เมื่อการส่งเสร็จสิ้นแต่ไม่ถึงขนาดบัฟเฟอร์การรับ จากนั้นให้รอสักครู่ก่อนจะถือว่าการถ่ายโอนเสร็จสิ้น เวลารอนี้ได้รับการแก้ไขที่ 20ms

  ดังนั้นจึงถือได้ว่ามีสองโหมด สลับโดยการแก้ไขพารามิเตอร์ length ในฟังก์ชัน uart_read_bytes () ในเฟิร์มแวร์

  • โหมดโปร่งใส : หมายถึงไม่มีการจำกัดจำนวนไบต์คงที่สำหรับข้อมูลที่ส่ง การสื่อสารแต่ละครั้งสามารถส่งข้อมูลได้หลากหลายขนาดและมีความยืดหยุ่นมากขึ้น

    ขอแนะนำว่าการใช้โหมดโปร่งใสควรมีช่วงเวลามากกว่า serial port transmission time + 20ms + udp transmission time (rate calculated at 30Mbps)

    เมื่อพารามิเตอร์ length เป็นขนาดบัฟเฟอร์ RX_BUF_SIZE -1 จะเป็นโหมดโปร่งใส นั่นคือสมมติว่าไม่มีข้อมูลใดจะถึงความยาวนี้

  • โหมดไบต์คงที่ : หมายถึงการจำกัดไบต์คงที่สำหรับข้อมูลที่ส่ง ความเร็วเร็วกว่าโหมดโปร่งใส แต่สามารถส่งข้อมูลขนาดคงที่เท่านั้น

    ขอแนะนำว่าการใช้โหมดไบต์คงที่ควรมีช่วงเวลามากกว่า serial port transmission time + udp transmission time (rate calculated at 30Mbps)

    เมื่อพารามิเตอร์ length เท่ากับจำนวนไบต์ของข้อมูลที่ส่งคงที่ จะเป็นไบต์คงที่ ตัวอย่างเช่น เมื่อส่งภาพระดับสีเทาขนาด 60 x 90 เมื่อมีขนาด 5400

    แน่นอนว่าการส่งข้อมูลที่ต่ำกว่าความยาวนี้ถือได้ว่าเป็นโหมดโปร่งใสเช่นกัน

• อัตรารับส่งข้อมูล SPI สูงสุด 10Mbps รับสูงสุด 25,000 ไบต์ต่อครั้ง

  • รองรับการรับข้อมูลทวีคูณความยาว 4 ไบต์เท่านั้น โหมด SPI คือ 3
  • ช่วงเวลาการส่งข้อมูลที่แนะนำมากกว่า SPI transmission time + udp transmission time (calculated at 30Mbps)

เฟิร์มแวร์รวมโหมดการสื่อสารสองโหมดของ UART และ SPI ซึ่งสามารถกำหนดค่าได้โดยโปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรมและเขียนลงใน Flash โดยไม่สูญเสียพลังงาน ทำให้ไม่จำเป็นต้องแก้ไขเฟิร์มแวร์ซ้ำ ๆ

คำถามทั่วไป

จะเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ตัวล่างได้อย่างไร?

• ยูอาร์ที

  ลิงค์รูปภาพ	คอมพิวเตอร์ส่วนล่าง
  RXD	เท็กซัส
  เท็กซัส	RXD
  RTS (มัลติเพล็กซ์ MOSI)	CTS (หากไม่มีก็ไม่สำคัญมากนัก แต่คุณต้องปิดใช้งานการตรวจจับการควบคุมการไหลในฟังก์ชันการส่งข้อมูลแบบอนุกรมของคอมพิวเตอร์ส่วนล่าง)

• เอสพีไอ

  ลิงค์รูปภาพ	คอมพิวเตอร์ส่วนล่าง
  ซีแอลเค	ซีแอลเค
  มิโซะ	มิโซะ
  โมซี่	โมซี่
  ซีเอส	ซีเอส

• แหล่งจ่ายไฟ 5V ต้องต่อสายดิน

จะคำนวณเวลาที่ใช้ในการส่งภาพที่สมบูรณ์ได้อย่างไร?

ใช้การส่ง UART 3Mbps ของภาพขนาดสีเทาเป็นตัวอย่าง ขั้นแรกให้คำนวณจำนวนบิตในภาพ: 60 x 90 x 8 = 43200 บิต จากนั้นหารจำนวนบิตด้วยอัตรารับส่งข้อมูล: 43200/3000000 = 0.0144 s = 14.4 ms

จะเข้าและใช้โหมดการกำหนดค่าได้อย่างไร?

ใช้ USB to TTL serial Assistant บนคอมพิวเตอร์ของคุณเพื่อเชื่อมต่อ Pic-o Link , พิน MOSI และ CS ลัดวงจร จากนั้นจึงรีเซ็ต ไฟแสดงสถานะ RGB จะแสดงเป็นสีเหลือง แสดงว่าคุณได้เข้าสู่โหมดการกำหนดค่าแล้ว ในขณะนี้ คุณสามารถกำหนดค่าพารามิเตอร์ Pic-o Link ผ่านทางพอร์ตอนุกรมได้ อัตรารับส่งข้อมูลคือ 115200 และโปรโตคอลจะแสดงในตาราง

- หมวดหมู่ | หมายเหตุ | ส่วนหัวของเฟรม | ความยาว | - - - - - การเลือกโปรโตคอลการสื่อสาร | 8 บิตจำนวนเต็มที่ไม่ได้ลงนาม, 0 : UART, 1 : SPI | 0x41 (ก) | 1 ไบต์ | - อัตรารับส่งข้อมูลโหมดการสื่อสาร UART | จำนวนเต็ม 32 บิตที่ไม่ได้ลงนาม <=5000000 | 0x42 (บี) | 4 ไบต์ | - โหมดการสื่อสาร UART รับหมายเลขไบต์บัฟเฟอร์ | 16 บิตจำนวนเต็มที่ไม่ได้ลงนาม <=20000 | 0x43 (ค) | 2ไบต์ | - บัญชี WiFi | สตริง สูงสุด 32 ไบต์ | 0x44 (ง) | 32ไบต์ | - รหัสผ่าน WiFi | สตริง สูงสุด 64 ไบต์ | 0x45 (อี) | 64ไบต์ | - ที่อยู่ IP ของเซิร์ฟเวอร์ UDP |สตริง สูงสุด 16 ไบต์| 0x46 (F) | 16 ไบต์ | - พอร์ตเซิร์ฟเวอร์ UDP | 16 บิตจำนวนเต็มที่ไม่ได้ลงนาม <=65535| 0x47 (ก) | 2ไบต์ | - อ่านพารามิเตอร์โมดูล |คำสั่งเดียว | 0x48 (H) |ไม่มี | |เขียนพารามิเตอร์หน่วยความจำโมดูลลงใน Flash|คำสั่งเดียว | 0x49 (I) |ไม่มี |

ฉันควรกำหนดค่าที่อยู่ IP ใดเป็นพิเศษ

สองสถานการณ์ต่อไปนี้ระบุพารามิเตอร์ที่อยู่ IP ที่กำหนดค่าโดย Pic-o Link:

จะเปิดโครงการเฟิร์มแวร์ได้อย่างไร?

• ติดตั้งปลั๊กอิน Platform IO สำหรับ โค้ด VS จากนั้นคลิกขวาที่โฟลเดอร์ Pic-o Link และเลือก Open with Code รอสักครู่หลังจากเปิด ปลั๊กอินจะติดตั้งการขึ้นต่อกันโดยอัตโนมัติและคอมไพล์ toolchain

จะเข้าสู่โหมดดาวน์โหลดและเฟิร์มแวร์แฟลชได้อย่างไร?

• ใช้ USB to TTL serial Assistant เพื่อเชื่อมต่อ Pic-o Link เข้ากับคอมพิวเตอร์ของคุณ กดปุ่ม DOWNLOAD บน Pic-o Link ค้างไว้ จากนั้นกดปุ่ม RESET จากนั้นคลิกปุ่มดาวน์โหลดที่ด้านล่างของ Platform IO เพื่อคอมไพล์และดาวน์โหลดด้วย คลิกเพียงครั้งเดียวอย่าลืมกดปุ่ม RESET หลังจากดาวน์โหลด

จะแก้ไขชื่อโฮสต์ของโมดูลได้อย่างไร?

• แก้ไขรายการ CONFIG_LWIP_LOCAL_HOSTNAME ในไฟล์ sdkconfig.pico32 และคอมไพล์ใหม่และเฟิร์มแวร์แฟลช

โมดูลรองรับความถี่ WiFI ใด

• รองรับเฉพาะ 2.4GHz

ข้อกำหนดการวาดภาพอินเทอร์เฟซและ PCB?

• อินเทอร์เฟซ: ส่วนหัวหญิง 2.54 มม. 2x4p
• แหล่งจ่ายไฟ 5V ต้องรับประกันกระแสไฟขาออกอย่างน้อย 500mA

โหมด UART ใช้ TC264 เป็นตัวอย่าง (ดูแผนภาพแผนผังอินเทอร์เฟซพอร์ตอนุกรมไร้สาย ZhuFei สามารถคัดลอกได้โดยตรง โปรดทราบว่าเมื่อเทียบกับอินเทอร์เฟซ UART ทั่วไป จำเป็นต้องมีพินควบคุมการไหลเพิ่มเติม สามารถเลียนแบบพอร์ตอนุกรมไร้สาย ZhuFei ส่งไดรเวอร์ใช้ GPIO เป็น โหมดอินพุตเพื่อจำลอง)

ขั้นตอนการทำงาน

1. เปิดเครื่อง
2. การเริ่มต้นแฟลช nvs
3. โหลดพารามิเตอร์การกำหนดค่า Flash
4. ตรวจสอบว่าจะเข้าสู่โหมดการกำหนดค่าหรือไม่
5. เข้าสู่โหมดการสื่อสารตามพารามิเตอร์การกำหนดค่า
6. ตั้งเป็นโหมด WiFi STA
7. การเริ่มต้นฮาร์ดแวร์ WiFI ประสบความสำเร็จในการสแกน WiFi ไฟแสดงสถานะจะแสดงสถานะปัจจุบัน -> สีแดง
8. เชื่อมต่อ WiFi สำเร็จ ไฟแสดงสถานะแสดงสถานะปัจจุบัน -> สีเขียว (จะกะพริบเร็วมาก เข้า 9 ทันที)
9. ตั้งเป็นโหมดไคลเอนต์ udp ไฟแสดงสถานะจะแสดงสถานะปัจจุบัน -> สีน้ำเงิน
10. รอข้อมูลการส่งข้อมูลคอมพิวเตอร์ลดลง ไฟแสดงสถานะจะแสดงสถานะปัจจุบัน -> สีขาว
11. ข้อมูลการส่งข้อมูลคอมพิวเตอร์ด้านล่างเสร็จสมบูรณ์ โมดูลจะเริ่มส่งข้อมูลผ่าน WiFi udp ไปยังเซิร์ฟเวอร์ udp ของคอมพิวเตอร์ส่วนบน
12. กลับไป 10

ซอฟต์แวร์

สคริปต์การแสดงผลคอมพิวเตอร์ส่วนบนของการส่งภาพหลามอย่างง่ายพร้อมส่วนหัวของเฟรมและการตรวจจับส่วนท้ายของเฟรมคล้ายกับคอมพิวเตอร์ส่วนบนของ Zhiyong

ไลบรารี Python ที่จำเป็นสำหรับการทำงาน:

• มากมาย
• opencv-หลาม

ข้อมูลอื่นๆ

การทดสอบอย่างเป็นทางการของ Espressif ของอัตรา ESP32 udp/tcp:

ประเภท/ปริมาณงาน	อากาศในห้องปฏิบัติการ	โล่กล่อง	เครื่องมือทดสอบ	เวอร์ชัน IDF (รหัสคอมมิต)
Raw 802.11 แพ็คเก็ต RX	ไม่มี	130 เมกะบิต/วินาที	เครื่องมือภายใน	นา
ดิบ 802.11 แพ็คเก็ต TX	ไม่มี	130 เมกะบิต/วินาที	เครื่องมือภายใน	นา
UDP RX	30 เมกะบิต/วินาที	85 เมกะบิต/วินาที	ตัวอย่าง iperf	15575346
UDP เท็กซัส	30 เมกะบิต/วินาที	75 เมกะบิต/วินาที	ตัวอย่าง iperf	15575346
TCP RX	20 เมกะบิต/วินาที	65 เมกะบิต/วินาที	ตัวอย่าง iperf	15575346
TCP เท็กซัส	20 เมกะบิต/วินาที	75 เมกะบิต/วินาที	ตัวอย่าง iperf	1557534