OpenMV Wi-Fi Shield: подключение, настройка и начало работы

Используйте Wi-Fi Shield для подключения камеры OpenMV к мировой паутине. Доступ в интернет позволит камере машинного зрения выступить в роли полноценного сетевого устройства: общаться с компьютерами, принтерами, сервисами в интернете и другими сетевыми ресурсами.

Беспроводной модуль поддерживает скорость до 48 Мб/c, что позволит передавать по сети фото и видео с камерного модуля в режиме реального времени.

Подключение и настройка

Wi-Fi Shield предназначен и совместим со всеми камерами машинного зрения от компании OpenMV. В качестве примера рассмотрим коммуникацию экрана с платформой OpenMV H7.

Шаг 1

Припаяйте контактные колодки к камере OpenMV H7.

Шаг 2

Оденьте Wi-Fi Shield сверху и снизу на платформу OpenMV H7 методом бутерброда.

Шаг 3

Установите и настройте камеру OpenMV H7 c интегрированной средой разработки OpenMV IDE.

Примеры работы

Wi-Fi модуль может работать в двух режимах:

STA — Режим клиента, т.е. Wi-Fi модуль подключается к уже созданной сети. IP-адрес Wi-Fi модулю выдаст соответствующее устройство, все подробности отразятся в консоли OpenMV IDE.
AP — Режим точки доступа, т.е. Wi-Fi модуль самостоятельно создаёт новую Wi-Fi сеть. IP-адрес для подключения по умолчанию: 192.168.1.1:8080.

Поиск Wi-Fi сетей

Для начала выполните поиск доступных Wi-Fi сетей.

Откройте пример: Файл Примеры WiFi-Shield scan.py

scan.py

# Scan Example
#
# This example shows how to scan for networks with the WiFi shield.
 
import time, network
 
wlan = network.WINC()
print("\nFirmware version:", wlan.fw_version())
 
while (True):
    scan_result = wlan.scan()
    for ap in scan_result:
        print("Channel:%d RSSI:%d Auth:%d BSSID:%s SSID:%s"%(ap))
    print()
    time.sleep(1000)

Загрузите скрипт в плату.
Беспроводной модуль выполнит поиск всех доступных Wi-Fi сетей и отобразит список в консоли.

Передача видео (STA-режим)

Далее попробуем транслировать видео с камерного модуля по Wi-Fi на смартфон. Камера OpenMV в режиме клиента.

Откройте пример: Файл Примеры WiFi-Shield mjpeg_streamer.py

mjpeg_streamer.py

# MJPEG Streaming
#
# This example shows off how to do MJPEG streaming to a FIREFOX webrowser
# Chrome, Firefox and MJpegViewer App on Android have been tested.
# Connect to the IP address/port printed out from ifconfig to view the stream.
 
import sensor, image, time, network, usocket, sys
 
SSID =''     # Network SSID
KEY  =''     # Network key
HOST =''     # Use first available interface
PORT = 8080  # Arbitrary non-privileged port
 
# Reset sensor
sensor.reset()
 
# Set sensor settings
sensor.set_contrast(1)
sensor.set_brightness(1)
sensor.set_saturation(1)
sensor.set_gainceiling(16)
sensor.set_framesize(sensor.QQVGA)
sensor.set_pixformat(sensor.GRAYSCALE)
 
# Init wlan module and connect to network
print("Trying to connect... (may take a while)...")
wlan = network.WINC()
wlan.connect(SSID, key=KEY, security=wlan.WPA_PSK)
 
# We should have a valid IP now via DHCP
print(wlan.ifconfig())
 
# Create server socket
s = usocket.socket(usocket.AF_INET, usocket.SOCK_STREAM)
 
# Bind and listen
s.bind([HOST, PORT])
s.listen(5)
 
# Set server socket to blocking
s.setblocking(True)
 
def start_streaming(s):
    print ('Waiting for connections..')
    client, addr = s.accept()
    # set client socket timeout to 2s
    client.settimeout(2.0)
    print ('Connected to ' + addr[0] + ':' + str(addr[1]))
 
    # Read request from client
    data = client.recv(1024)
    # Should parse client request here
 
    # Send multipart header
    client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n" \
                "Server: OpenMV\r\n" \
                "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=openmv\r\n" \
                "Cache-Control: no-cache\r\n" \
                "Pragma: no-cache\r\n\r\n")
 
    # FPS clock
    clock = time.clock()
 
    # Start streaming images
    # NOTE: Disable IDE preview to increase streaming FPS.
    while (True):
        clock.tick() # Track elapsed milliseconds between snapshots().
        frame = sensor.snapshot()
        cframe = frame.compressed(quality=35)
        header = "\r\n--openmv\r\n" \
                 "Content-Type: image/jpeg\r\n"\
                 "Content-Length:"+str(cframe.size())+"\r\n\r\n"
        client.send(header)
        client.send(cframe)
        print(clock.fps())
 
while (True):
    try:
        start_streaming(s)
    except OSError as e:
        print("socket error: ", e)
        #sys.print_exception(e)

Дополните код: введите имя вашей домашней сети (SSID) и пароль (KEY).
Загрузите скрипт в плату.
В консоли отобразится IP-адрес, который присвоился Wi-Fi модулю.

Обратите внимания, в окне изображение картинка отсутствует.
Откройте браузер на любом мультимедийном устройстве и введите IP-адрес присвоенный Wi-Fi модулю. Единственный критерий девайс должен находится в одной сети с камерой OpenMV. В нашем случае это смартфон, а IP-адрес: 192.168.1.10:8080.
После подключения мультимедийного устройства к OpenMV, буфер изображения с камеры начнет транслироваться в программе OpenMV IDE и дублироваться на дисплей смартфона по Wi-Fi.

Передача видео (AP-режим)

В этом примере продолжим транслировать видео с камерного модуля по Wi-Fi на смартфон. Но камера OpenMV в режиме точки доступа.

Откройте пример: Файл Примеры WiFi-Shield mjpeg_streamer_ap.py

mjpeg_streamer_ap.py

# MJPEG Streaming AP.
#
# This example shows off how to do MJPEG streaming in AccessPoint mode.
# Chrome, Firefox and MJpegViewer App on Android have been tested.
# Connect to OPENMV_AP and use this URL: http://192.168.1.1:8080 to view the stream.
 
import sensor, image, time, network, usocket, sys
 
SSID ='OPENMV_AP'    # Network SSID
KEY  ='1234567890'    # Network key (must be 10 chars)
HOST = ''           # Use first available interface
PORT = 8080         # Arbitrary non-privileged port
 
# Reset sensor
sensor.reset()
# Set sensor settings
sensor.set_contrast(1)
sensor.set_brightness(1)
sensor.set_saturation(1)
sensor.set_gainceiling(16)
sensor.set_framesize(sensor.QQVGA)
sensor.set_pixformat(sensor.GRAYSCALE)
 
# Init wlan module in AP mode.
wlan = network.WINC(mode=network.WINC.MODE_AP)
wlan.start_ap(SSID, key=KEY, security=wlan.WEP, channel=2)
 
# You can block waiting for client to connect
#print(wlan.wait_for_sta(10000))
 
def start_streaming(s):
    print ('Waiting for connections..')
    client, addr = s.accept()
    # set client socket timeout to 2s
    client.settimeout(2.0)
    print ('Connected to ' + addr[0] + ':' + str(addr[1]))
 
    # Read request from client
    data = client.recv(1024)
    # Should parse client request here
 
    # Send multipart header
    client.send("HTTP/1.1 200 OK\r\n" \
                "Server: OpenMV\r\n" \
                "Content-Type: multipart/x-mixed-replace;boundary=openmv\r\n" \
                "Cache-Control: no-cache\r\n" \
                "Pragma: no-cache\r\n\r\n")
 
    # FPS clock
    clock = time.clock()
 
    # Start streaming images
    # NOTE: Disable IDE preview to increase streaming FPS.
    while (True):
        clock.tick() # Track elapsed milliseconds between snapshots().
        frame = sensor.snapshot()
        cframe = frame.compressed(quality=35)
        header = "\r\n--openmv\r\n" \
                 "Content-Type: image/jpeg\r\n"\
                 "Content-Length:"+str(cframe.size())+"\r\n\r\n"
        client.send(header)
        client.send(cframe)
        print(clock.fps())
 
while (True):
    # Create server socket
    s = usocket.socket(usocket.AF_INET, usocket.SOCK_STREAM)
    try:
        # Bind and listen
        s.bind([HOST, PORT])
        s.listen(5)
 
        # Set server socket timeout
        # NOTE: Due to a WINC FW bug, the server socket must be closed and reopened if
        # the client disconnects. Use a timeout here to close and re-create the socket.
        s.settimeout(3)
        start_streaming(s)
    except OSError as e:
        s.close()
        print("socket error: ", e)
        #sys.print_exception(e)

Запомните имя создаваемой сети (SSID) и пароль (KEY).
Загрузите скрипт в плату.
Подключитесь с интересующего мультимедийного устройства к созданной Wi-Fi сети. В нашем случае это смартфон, имя сети OPENMV_AP, а пароль 1234567890.
Откройте браузер на смартфоне и введите IP-адрес: 192.168.1.1:8080.
После подключения телефона к OpenMV, буфер изображения с камеры начнет транслироваться в программе OpenMV IDE и дублироваться на дисплей смартфона по Wi-Fi.

Дополнительно

Для увеличения разрешения картинки, замените строку
```
sensor.set_framesize(sensor.QQVGA)
```
на
```
sensor.set_framesize(sensor.VGA)
```
.
Для изменения картинки с ЧБ на цветную, замените строку
```
sensor.set_pixformat(sensor.GRAYSCALE)
```
на
```
sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)
```
.

Обновление прошивки

Модуль Wi-Fi поддерживает обновление но новые версии программного обеспечения. Обновление пригодится когда при прошивки пользовательского скрипта возникает ошибка в инициализации чипа или вы просто хотите новую версию ПО.

Для обновления ПО на Wi-Fi модуле понадобится microSD карта.

Подключите и настройте камеру машинного зрения.
Найдите директорию с прошивками для Wi-Fi модуля: Директория установки OpenMV IDE share WiFi-Shield qtcreator firmware WINC1500 и выберите самую последнюю версию. В нашем случае это версия winc_19_6_1.bin.
Скопируйте отмеченный файл в корень microSD карты.
Отключите платформу OpenMV от питания по USB.
Вставьте карту памяти в разъём для SD-карты на плате камеры OpenMV.
Подключите платформу OpenMV к питанию по USB.
Откройте пример: Файл Примеры WiFi-Shield fw_update.py
Загрузите скрипт в плату. После чего обновление Wi-Fi модуля начнётся автоматически, а весь статус процесса отобразится в консоли.
Это значит всё получилось и можно переходить к примерам работы с Wi-Fi шилдом.

Элементы платы

Wi-Fi модуль

Wi-Fi Shield выполнен на модуле ATWINC1500-MR210PB, который включает в себя чип ATWINC1500 с внешней Flash-памятью на 4 МБ и PCB антенну в виде змейки.

Контактные колодки

Wi-Fi Shield подключается к камерам машинного зрения OpenMV через две параллельных 8-пиновых контактных колодки. Контроллер беспроводного модуля общается с микроконтроллером по шине SPI с дополнительными пинами. Остальные GPIO контакты остаются доступны для коммуникации с другими платами и модулями. Все подробности про назначения контактов читайте в разделе распиновка.

Светодиодная индикация

Имя светодиода	Назначение
ST	Информационный светодиод, мигает при передаче и приёме данных по Wi-Fi

Распиновка

Пин OpenMV	Пин Wi-Fi Shield	Описание
P0	MOSI	Приём данных из микроконтроллера в Wi-Fi модуль на шине SPI
P1	MISO	Передача данных в микроконтроллера из Wi-Fi модуля на шине SPI
P2	SCK	Линия последовательного тактового сигнала на шине SPI
P3	CS	Активация Wi-Fi модуля на шине SPI
P4	NC	Не используется
P5	NC	Не используется
P6	EN	Включение и отключения Wi-Fi модуля
3V3	3V3	Питание дисплея
RST	NC	Не используется
BOOT	NC	Не используется
SYN	NC	Не используется
P9	NC	Не используется
P8	IRQ	Сигнал прерывания
P7	RST	Аппаратный сброс Wi-Fi модуля
VIN	NC	Не используется
GND	GND	Общая земля

Принципиальная и монтажная схемы

Габаритный чертёж

Характеристики

Wi-Fi модуль: ATWINC1500-MR210PB
Стандарт Wi-Fi: 802.11 b/g/n
Шифрование: 802.11 WEP/WPA/WPA2
Частотный диапазон: 2,4 ГГц
Интерфейс: SPI с дополнительными пинами
Ток потребления в фоновом режиме: <80 мА
Ток потребления в активном режиме: <100 мА
Габариты: 27×36×20 мм

Содержание